Kil minerallerinin yapısal özelliklerinin metal sülfürlerin flotasyon performansına etkisi
The effect of structural properties of clay minerals on flotation performance of metal sulphides
Yazar: HASAN ALİ TANER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ VİLDAN ÖNEN
Konya Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Bu çalışmada, kil minerallerinin kalkopirit flotasyonundaki etkilerinin ortaya konulması ve flotasyonda başarılı sonuçlar elde etmek için çözüm önerileri sunulması amaçlanmıştır.

Deneysel çalışmalar; zeta potansiyeli ve temas açısı ölçümleri, flotasyon deneyleri, kil minerallerinin flotasyon tenör/verim/köpük kararlığına, flotasyon kinetiğine ve mekanik taşımaya etkisinin belirlendiği deneyler ile tesis numunesi için farklı bastırıcı/dağıtıcıların kullanıldığı deneyleri kapsamaktadır. Kil minerallerinin etkisinin araştırıldığı deneysel çalışmalarda istatistiksel deney tasarım yöntemlerinden merkezi kompozit tasarımı kullanılmıştır. Deneylerde bağımsız değişkenler; köpürtücü miktarı, dağıtıcı miktarı, köpük derinliği, hava akış hızı ve kil miktarı seçilmiştir. Sonuçların değerlendirilmesinde bağımlı değişkenler; kalkopirit tenörü ve verimi, pirit tenörü ve verimi, dinamik köpük kararlılığı ve ortalama kabarcık çapı olarak belirlenmiştir. Kilin etki mekanizmasını belirlemek için SEM, SEM-EDS, TOC ve FTIR analizleri yapılmıştır. 

Kil miktarı arttıkça kalkopirit tenörü düşmüş; verim, köpük kararlılığı ve kabarcık boyutu artmıştır. Verim ve tenör açısından olumsuz etki önem sırası montmorillonit>kaolin>illit, dinamik köpük kararlılığı açısından kaolin>montmorillonit>illit şeklinde belirlenmiştir. En büyük kabarcık çapı montmorillonit ile elde edilmiştir. Etkin mekanizma mekanik taşıma olarak belirlenmiştir. Uygun bir flotasyon için kil tipi (kaolin, illit ve montmorillonit) ve oranına bağlı olarak uygulanabilecek flotasyon şartları matematiksel olarak modellenmiştir. Böylece tesis içerisinde zamanla değişen kil oranına bağlı olarak modelde yer alan çalışma parametrelerinde yapılabilecek değişiklikler ile flotasyon sonucunda ulaşılabilecek verim-tenör değerlerinin öngörüsü sağlanabilecektir.

Abstract:
In this study, it is aimed to reveal the effects of clay minerals on the flotation of chalcopyrite and to offer solutions for successful results in flotation.

Experimental studies include zeta potential and contact angle measurements, flotation experiments, experiments determined of clay minerals effect on flotation grade/flotation recovery/froth stability, flotation kinetic and mechanical entrainment and experiments using different depressants/dispersants for the plant sample. Central composite design which is a statistical experimental design method has been used in experimental studies which investigated the effect of clay minerals. In the experiments, the amount of frother and dispersant, froth depth, air flow rate and the amount of clay were chosen as independent variables. Dependent variables in the evaluation of results were determined as chalcopyrite grade and recovery, pyrite grade and recovery, dynamic froth stability and mean bubble size. SEM, SEM-EDS, TOC and FTIR analyzes were performed to identify the mechanism of action of clay. 

As the amount of clay increased, chalcopyrite grade decreased; recovery, froth stability and bubble size increased. The order of negative interaction in terms of grade and recovery was determined as montmorillonite>kaolin>illite and in terms of dynamic froth stability was determined as kaolin>montmorillonite>illite. The largest foam diameter was obtained with montmorillonite. The effective mechanism is defined as mechanical entrainment. For a suitable flotation clay type (kaolin, illite and montmorillonite), clay ratio and flotation conditions that can be applied are modelled mathematically. Thus, the changes in the working parameters in the model depending on the time-varying clay ratio within the facility and the predictability of the recovery-grade values that can be achieved as a result of the flotation will be provided.