Sülfürlü cevher flotasyonunda oksitlenmenin olumsuz etkilerinin azaltılması
Reducing negative effects of oxidation on flotation of sulphide ores
Yazar: SEDA ÖZÇELİK
Danışman: PROF. DR. ZAFİR EKMEKÇİ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Köpük flotasyonu = Foam flotation ; Kükürtlü mineraller = Sulfur minerals

Özet:
Sülfürlü cevherlerin flotasyon ile zenginleştirilmeleri genellikle kolay olmakla birlikte, yüzey oksidasyonu flotasyon performansının önemli derecede değişmesine neden olabilmektedir. Cevherlerin, flotasyon öncesinde maden sahalarında oksitlenmemesi için birtakım önlemler alınabilmesine rağmen, oksidasyon madencilik işlemleri süresince kaçınılmaz olarak gerçekleşmektedir. 
Literatürde, oksitlenmenin olumsuz etkisini azaltmaya yönelik birçok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmaların, cevherlere farklı şekilde etkisinin olduğu ve flotasyon performansını farklı ölçülerde etkilediği görülmüştür.
Gediktepe cevher yatağı oksitli ve sülfürlü olarak iki ana bölgeden oluşmaktadır. Bu tez çalışmasında sülfürlü zonun kompozit cevheri ile çalışılmıştır. Kompozit cevheri dört farklı cevher oluşumu (masif pirit, masif pirit-manyetit, dissemine sülfür, ikincil bakır mineralleri açısından zengin zon) içermektedir. Bu çalışmada, oksitlenmenin Gediktepe Cu-Zn kompozit cevherinin flotasyon performansı üzerine etkisi ortaya konulmuştur. Deneylerde kullanmak için yaklaşık 100 kg olan temsili numune uzun süre üzeri açık şekilde karot sandıklarında bekletilmiştir. Cevherin oksitlenme derecesi EDTA testi ile ortaya konulmuştur. Bekletilen numuneye, Gediktepe cevherinin baz koşulu olarak belirlenen koşulda Cu-Zn seçimli flotasyon testi yapılmıştır, bu koşula göre yüzey oksitlenmesinin Cu flotasyonunda, mineral seçimliliğini azalttığı görülmüştür. Yapılan baz koşul flotasyon testinde Cu devresinde, Cu kaba verimi %82,85 olurken Zn verimi %90.25 olmuştur. Zn mineralinin Cu devresinde yüzmesine bağlı olarak, temizleme devrelerinde yüksek tenörlü Cu konsantresi elde edilememiştir. Zn devresinde ise yüzen malzeme olmamış ve Zn konsantre olarak elde edilememiştir.
Cevherin oksitlenmeden kaynaklı seçimlilik problemini azaltmak için farklı yöntemler üzerinde çalışılmıştır. Öğütme devresinde bastırıcı olarak kullanılan Na2S ve MBS'nin farklı dozajlarında testler yapılmış, optimum dozajlar belirlenmiştir. Ultrasonik banyonun mineral yüzeylerini yüzey temizleme etkisi, EDTA testi ile belirlenmiştir. Flotasyon öncesinde yüksek hızda kondisyonlama ve sülfürleme ile testler yapılmıştır. Flotasyon performansı açısından en iyi sonuç, yüksek hızda kondisyonlama ve sülfürlemenin birlikte kullanılmasıyla elde edilmiştir.
Belirlenen en iyi flotasyon koşulunda, Cu devresinde, Cu kaba konsantresi %73,71 verim ile elde edilirken, Cu devresinde yüzen Zn verimi %47.41'e düşürülmüştür. 3 kademe temizleme sonunda ise Cu konsantresi tenörü %26,14'e yükseltilmiştir. Zn devresinde ise Zn kaba konsantresi %41,47 verim ile alınmış olup, 3 kademe temizleme sonrası %31.39 tenör ile Zn konsantresi elde edilebilmiştir.

Abstract:
Although sulfide minerals generally are easy to recover by flotation, surface oxidation can cause significant impact on flotation performance.  Some measures can be taken to prevent the ores from oxidizing at the mine sites prior to flotation, but the oxidation is inevitable during the mining operations.
In the literature, many studies have been done to reduce the negative effect of oxidation. It has been observed that these studies have different effects on the ores and affect the flotation performance to different degrees.
Gediktepe ore deposit is composed of two main zones as oxide and sulphide. In this thesis, composite ore of sulphide zone was studied. The composite ore contains four different ore formations (massive pyrite, massive pyrite-magnetite, disseminated sulfur, enriched). In this study, the effect of oxidation on flotation performance of Gediktepe Cu-Zn composite ore was determined. The representative sample, which was approximately 100 kg for use in the experiments, was kept open in the core boxes for a long time. The degree of oxidation of the ore was determined by EDTA test. Cu-Zn selective flotation test was applied to the sample under the condition determined as the base condition of Gediktepe ore. According to this condition, surface oxidation decreased the mineral selectivity in Cu flotation. In the base condition of flotation test, Cu rougher recovery was 82,85% while Zn recovery was 90,25% in the Cu flotation section. High grade Cu concentrate could not be obtained in cleaning circuits due to high recovery Zn minerals in Cu circuit,. In the Zn circuit, there was not enough floating material and Zn could not be obtained as a concentrate.
Different methods have been studied to mitigate the selectivity problem of the ore due to oxidation. Tests were carried out at different dosages of Na2S and MBS used as depressants in the grinding circuit and optimum dosages were determined. The surface cleaning effect of the mineral surfaces of the ultrasonic bath was determined by EDTA test. Before flotation, high speed conditioning and sulfidization tests were performed. The best results in terms of flotation performance were obtained by using high speed conditioning and sulfidization together. 
Under the best determined flotation condition, in Cu circuit, Cu rougher concentrate was obtained with 73.71% recovery and Zn recovery in the Cu circuit was reduced to 47,41%. At the end of 3 stage cleaning, the grade of  Cu concentrate increased to 26,14%. In the Zn circuit, the Zn rougher concentrate was obtained with 41,47% recovery and Zn concentrate was obtained with 31,39% Zn grade.