Kolemanit içeren ince boyutlu bor cevheri ve artığının zenginleştirilmesi
Enrichment of fine boron ore and tailing containing colemanite
Yazar: HAVVANUR UÇBEYİAY ŞAHİNKAYA
Danışman: DOÇ. DR. ALPER ÖZKAN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Flokülasyon = Flocculation ; Kolemanit = Colemanite

Özet:
Bu çalışma üç aşamadan meydana gelmiştir: İlkinde, yüzey aktif madde olarak sodyum oleat ve sodyum dodesil sülfat, inorganik tuzlar olarak ise magnezyum, baryum, alüminyum ve demir klorürler varlığında kolemanit mineralinin elektrokinetik, koagülasyon, makaslama flokülasyonu ve yağ aglomerasyonu özellikleri belirlenmiştir. İkincisinde, ince tane hazırlama yöntemleri olarak makaslama flokülasyonu, kolon ve flok flotasyonu ile kolemanit içeren bor cevherinin zenginleştirilmesi araştırılmıştır. Son olarak ise, aynı teknikler ile kolemanit içeren bor cevheri tesis artığının zenginleştirilmesi çalışılmıştır.Kolemanit numunesinin izoelektrik noktası pH 10.2 olarak belirlenmiş olup, pH 7-12 aralığında mineralin zeta potansiyeli yüzey aktif maddelerin adsorpsiyonu ile negatif değerlere sahip olmuştur. Ayrıca, inorganik tuzlar pH ve katyon konsantrasyonuna bağlı olarak kolemanitin yüzey şarjını ve koagülasyon davranışlarını değiştirmiştir. Kolemanitin sodyum oleat ve sodyum dodesil sülfat ile makaslama flokülasyonu özellikleri pH, yüzey aktif madde konsantrasyonu, karıştırma hızı, karıştırma süresi, inorganik tuzlar ve dispersant konsantrasyonuna bağlı olarak araştırılmıştır. Sodyum oleatın kolemanit süspansiyonunun flokülasyonunda SDS'dan daha etkili olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, 500 dev/dak'lık bir karıştırma hızı ve 3 dakikalık bir karıştırma süresinin kolemanit süspansiyonunun maksimum flokülasyonunun eldesi için gerekli olduğu bulunmuştur. Sodyum silikat, sodyum oleat ve SDS ile kolemanitin flokülasyonunu kuvvetle engellemiştir. Ancak, sodyum pirofosfat ve sodyum hekzametafosfat söz konusu olduğunda, kolemanit süspansiyonunun SDS varlığında dispersiyonu gözlenmemiştir.Kolemanit içeren bor cevherinin ve artığının makaslama flokülasyonu, kolon ve flok flotasyonu yöntemleri ile zenginleştirilmesinde Aero 801'in performansı SDS'dan daha yüksek olup, sodyum pirofosfat ve sodyum hekzametafosfat ise seçimliliği artırmıştır. Elde edilen sonuçlar, kolemanit içeren bor cevheri ve artığının makaslama flokülasyonu ile zenginleştirilmesinin kolon ve flok flotasyonuna göre daha etkili olduğunu göstermiştir. Optimum şartlar altında, %26.98 B2O3 içeren cevherden çift-aşamalı makaslama flokülasyonu ile %38.65 B2O3 tenörlü konsantre, %20.67 B2O3 içeren artıktan ise makaslama flokülasyonu ile %34.14 B2O3 tenörlü konsantre elde edilmiştir.

Abstract:
This study is made of three stages: Firstly, electrokinetic, coagulation, shear flocculation and oil agglomeration characteristics of colemanite mineral were determined in the presence of sodium oleate and sodium dodecyl sulfate (SDS) as surfactants, and magnesium, barium, aluminum and ferric chlorides as inorganic salts. Secondly, enrichment of boron ore containing colemanite was investigated by shear flocculation, column and floc flotation as fine particle processing methods. Lastly, enrichment of boron ore tailing containing colemanite was studied with the same techniques.The isoelectric point of the colemanite sample was determined as a pH of 10.2, however the zeta potential of the mineral had negative values with the adsorption of the surfactants in the pH range of 7-12. Also, inorganic salts varied the surface charge and coagulation behaviours of colemanite, depending on pH and cation concentration. The shear flocculation properties of colemanite with sodium oleate and sodium dodecyl sulfate were investigated depending on pH, surfactant concentration, stirring speed, flocculation time, inorganic salts and dispersant concentration. It was determined that sodium oleate was more effective in the flocculation of colemanite suspension than SDS. In addition, it was found that a stirring speed of 500 rpm and a flocculation time of 3 min were required to achieve the maximum degree of flocculation of the colemanite suspension. Sodium silicate strongly prevented the flocculation of colemanite with sodium oleate and SDS. However, in the case of sodium pyrophosphate and sodium hexzametaphosphate, dispersion of the colemanite suspension was not observed in the presence of SDS.In the enrichment of boron ore and tailing containing colemanite by shear flocculation, column and floc flotation methods, the performance of Aero 801 was higher than SDS, and also sodium pyrophosphate and sodium hexzametaphosphate improved the selectivity. The obtained results showed that the beneficiation of boron ore and tailing containing colemanite by shear flocculation was more effective with respect to the column and floc flotation. Under the optimum conditions, the concentrate of 38.65% B2O3 could be recovered by two-stage shear flocculation from the ore containing 26.98% B2O3 and also the concentrate of 34.14% B2O3 could be obtained by shear flocculation from the tailing containing 20.67% B2O3.