Mineral flotasyonunda ultrasonik enerjinin tane-kabarcık etkileşimine etkisi
Effect of ultrasonic energy on particle-bubble interactions during mineral flotation
Yazar: CAN GÜNGÖREN
Danışman: PROF. DR. ŞAFAK GÖKHAN ÖZKAN ; DOÇ. DR. ORHAN ÖZDEMİR
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Bu çalışmada ultrasonik enerjinin fiziko-kimyasal bir cevher zenginleştirme yöntemi olan flotasyonda kullanılabilirliği araştırılmış, flotasyon verimine etkisi çeşitli yüzey kimyası çalışmaları ile ortaya konmuştur. Ultrasonun flotasyon üzerindeki etki mekanizması anlaşılmaya ve böylelikle ultrasonik enerjinin flotasyon teknolojisinde kullanımının artırılması sağlanmaya çalışılmıştır. Bu çalışmada elde edilen sonuçların cevher hazırlama endüstrisinin gelişmesine katkı sağlayacağı düşünülmektedir.
Bu çalışma kapsamında ultrasonun mineral yüzey özelliklerine, mineral-kimyasal adsorbsiyonuna ve mineral-kabarcık etkileşimlerine etkisi klasik kuvars-amin flotasyonu, mikro-flotasyon, ultrasonik etki altında sıcaklık ve pH ölçümleri, sıcaklık kontrollü mikro-flotasyon testleri, tane boyutu ve şekil faktörü analizleri, tane pürüzlülük ölçümleri, SEM analizleri, temas açısı, tane-kabarcık yapışma süresi ölçümleri, adsorpsiyon yoğunluğu, BET yüzey alanı tayini ve AFM analizleri ile ortaya konmuştur. 
Sonuç olarak, ultrasonik uygulama ile klasik flotasyon veriminin %46,98'den %70,20'ye, mikro-flotasyon veriminin %45,45'ten %63,64'e, temas açısının 52°'den, 62°'ye çıktığı, tane-kabarcık yapışma süresinin ise 75 ms'den 50 ms'ye düştüğü görülmektedir. Ultrasonun kuvars mineralinin tane boyutu, şekil faktörü, pürüzlülüğü, BET yüzey alanı ve DAH adsorpsiyonu üzerinde ise önemli bir etkisi olmadığı görülmüştür.

Abstract:
In this study, use of ultrasonic energy in flotation which is a physico-chemical mineral processing method was investigated and its effect on flotation recovery was explained by various surface chemistry studies. The aims of this study are to understand the effect mechanism of ultrasound on flotation and to increase the usage of ultrasonic energy in flotation technology. It is thought that the results of this study will make a contribution to the development in mineral processing industry.
In the scope of this study, the effect of ultrasound on mineral surface properties, mineral-reagent adsorption and mineral-bubble interaction was studied by classical quartz-amine flotation, and micro-flotation experiments, temperature and pH measurements, temperature-controlled micro-flotation tests particle size and shape factor analyses, particle roughness measurements, SEM analyses, contact angle, particle-bubble attachment time measurements, adsorption density, BET surface area measurements, and AFM analyses in the presence of ultrasound.
The results obtained from this study showed that the classical flotation recovery increased from 46.98% to 70.20%; the micro-flotation recovery increased from 45.45% to 63.64%, the contact angle increased from 52° to 62°, and the particle-bubble attachment time decreased from 75 ms to 50 ms with ultrasonic treatment. No significant effect of ultrasound was observed on particle size and shape, roughness and BET surface area, and DAH adsorption of quartz.