Mikro-kabarcık ilavesinin mekanik flotasyonda verim üzerine etkisinin incelenmesi

Abstract

Günümüzde yüksek tenörlü cevherlerin azalması, serbestleşme boyutunu düşürmüştür. Bu da daha ince boyutlu cevherlerin zenginleştirilmesini gerekli hale getirmiştir. Diğer zenginleştirme yöntemlerinin çoğunun verimsiz olduğu -0,2 mm boyutunda en başarılı süreçlerden birisi flotasyondur. Ancak tane boyutu -0,02 mm'ye kadar inceldiğinde flotasyonun etkinliği de azalmaya başlamaktadır. Bu sebeple, çok ince tane boyutlarında etkin flotasyon üzerine birçok araştırma yapılmaktadır ve çözümlerden birisi olarak mikrokabarcıkların kullanılması önerilmektedir.Bu çalışmada, endüstride oldukça yaygın ve yapısal özellik ve maliyetler açısından modifikasyona uygun olan mekanik hücre temel alınmıştır. Bu çalışma için, kavitasyon prensiplerinden yararlanarak ince (yaklaşık 0,6-0,8 mm) hava kabarcığı üreten bir mikrokabarcık üreteci imal ettirilmiştir. Mikrokabarcık üreteci, klasik mekanik flotasyon hücresine monte edilerek hücrenin modifikasyonu sağlanmıştır. -0,15 mm boyutlu taneler klasik ve modifiye hücreler kullanılarak flotasyona tabi tutulmuş, her iki hücre ile gerçekleştirilen deneyler sonucu hesaplanan flotasyon hız sabiti `k` değerleri karşılaştırmalı olarak irdelenmiştir. Flotasyon çalışmalarında, katı oranı, pervane hızı ve toplayıcı miktarının flotasyon verimi ve flotasyon hız sabiti üzerindeki etkisi istatistiksel tasarım yöntemleri kullanılarak incelenmiştir.Çalışmalar sonucunda, klasik hücre ile elde edilebilecek maksimum flotasyon veriminin yaklaşık %75, modifiye hücre ile ise farklı koşullar altında, bu değerin %85'in üzerinde olabileceği saptanmıştır. Flotasyon hız sabitleri açısından, klasik flotasyon çalışmalarında en yüksek flotasyon hız 12,13 10-3 s-1, modifiye hücre flotasyon çalışmalarında ise farklı koşullarda 22,14 10-3 s-1 olduğu gözlemlenmiştir.

Nowadays, the depletion of high grade ores has decreased the liberalization size. This made it necessary to enrich finer sized ores. One of the most successful processes at -0.2 mm size, where most of the other enrichment methods are inefficient, is flotation. However, when the grain size becomes approximately -0.02 mm, the efficiency of flotation becomes to decrease. For this reason, many researches have been carried out on effective flotation in very fine grain sizes and the use of microbubbles is recommended as one of the solutions.This study is based on a mechanical cell, which is very common in the industry and suitable for modification in terms of structural properties and costs. For this study, a microbubble generator using cavitation principles that generates thin (approximately 0.6-0.8 mm) air bubbles was designed and built. The cell modification was done by mounting the microbubble generator to the classical mechanical flotation cell. -0.15 mm sized particles were subjected to classical and modified flotation, and the effect of adding microbubbles to the classical cell on the yield and floating speed constant `k` have been researched. In flotation studies, the effect of solids ratio, impeller speed and collector amount on maximum yield and flotation speed in classical and modified flotation was investigated by using statistical design methods. As a result of the studies, it has been observed that while the maximum efficiency that can be achieved with classical flotation remains around 75%, it can be exceeded 85% in modified flotation on different conditions. In terms of flotation rate constants, it was observed that the highest flotation rate value was 12,13 10-3 s-1 in classical flotation studies and 22,14 10-3 s-1 on different conditions in modified cell flotation studies.