Sabit mıknatıslarla geliştirilen yüksek gradyanlı yaş manyetik ayırıcı
High gradian wet magnetic seperator developed with permanent magnet
Yazar: MERVE ALPAKIN BAŞTAŞ
Danışman: PROF. DR. AYHAN ALİ SİRKECİ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Cevher Hazırlama Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Cevher Hazırlama Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Cevherin içerdiği minerallerin manyetik duyarlılıklarına bağlı olarak yüksek manyetik duyarlılığa sahip mineralleri zenginleştirmek için düşük alan şiddetli manyetik ayırıcılar, düşük manyetik duyarlılığa sahip mineralleri ayırmak için ise yüksek alan şiddetli manyetik ayırıcılar kullanılır. Manyetik zenginleştirmenin yapıldığı ortam sulu ise bu tür ayırmaya "yaş ayırma", bu ortam hava ise "kuru ayırma" adı verilir. İri tane boyutları için kuru ayırma, ince tane boyutlarında ise yaş manyetik ayırma kullanılır. 
Manyetik ayırıcılar; cevher mineralleri ile artık olarak tanımlanan manyetik olmayan kısımların arasındaki manyetik farkı ortaya çıkarmaktadır. Manyetit-kuvars ayrımı en yaygın örnek olarak kullanılabilir ve kalay minerali Kasiterit (SnO2) bazen yapısında manyetit (Fe3O4) veya tungsten [(Fe,Mn)-WO4] içerir ve bunlar basit manyetik ayırma ile elde edilebilir. Manyetik ayırma, manyetik olmayan bileşenler ile manyetik bileşenlerin ayrılmasına olanak sağlar. Tüm malzemeler bir manyetik alana yerleştirildiğinde, birçok malzeme az da olsa manyetik alandan bir şekilde etkilenir. Malzemelerin mıknatıslar tarafından çekilmesi iki kategoriye ayrılabilir: diamanyetik ve paramanyetik.
Yüksek alan şiddetli manyetik ayırıcılar, genel olarak zayıf manyetik özelliğe sahip demir cevherlerinin zenginleştirilmesinde, endüstriyel hammaddelerde bulunan man-yetik safsızlıkların atılmasında ve yaygın olarak refrakter hammeddelerin demirli mi-nerallerden uzaklaştırılmasında kullanılmıştır. 
Yakın tarihte, yüksek alan şiddetli manyetik ayırıcılar, özellikle endüstriyel hammad-delerdeki manyetik safsızlıkların uzaklaştırılması konusunda da yaygın olarak kulla-nılmaktadır. Kullanımının yıldan yıla artmasıyla beraber ekonomik ve kullanımı daha kolay manyetik ayırıcıların geliştirme çalışmaları artmış, özellikle de nadir toprak elementlerden faydalanarak geliştirilmiş yüksek alan şiddetli sabit mıknatısların yapımındn sonra endüstriyel boyutta daha da hızla kullanımı yaygınlaşmıştır.
Elektromanyetik ayırıcılara göre, yüksek alan şiddetli sabit mıknatıslı manyetik ayırıcıların ekonomik olması ve teknik özelliklerinin daha üstün olması sebebiyle kullanım alanı yıldan yıla genişlemiş ve ilk olarak demirli minerallerin refrakter hammaddelerden uzaklaştırılmasında kullanılmıştır.
Bu çalışmada sabit mıknatıslı bir ayırıcı kullanılarak seramik hammaddelerinın Fe içeriğinin azaltılmasına yönelik deneyler gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçlarının karşılaştırılması için ise Carpco yüksek gradyanlı yaş manyetik ayırıcıda deneyler tekrar edilmiş ve performans değerlendirmesi yapılmıştır.
Bu tez kapsamında, N-52 neodyum sabit mıknatıslar kullanılarak ince boyutlarda yaş olarak zenginleştirme yapılmış, yüksek gradyanlı yaş manyetik ayırıcının tasarımı    içerisinde yüksek manyetik kuvveti elde etmek esas alınmıştır. 
Makine tasarımında öncelikle, Solidworks cad programı kullanarak yeni bir tasarım yapılmış, sabit mıknatıslar çift yönlü olarak haznenin sağ ve soluna yerleştirilmiş, daha sonra bu tasarımın prototipi ürettirilmiştir. Bu tasarımlı manyetik ayırıcıda Çanakkale Kale Maden'den temin edilen Fe ihtiva eden dört adet killi numune ile zenginleştirme deneyleri yapılmıştır. İki farklı amper değerlerinde aynı deneyler Carpco laboratuvar tipi manyetik ayırıcı kullanılarak tekrar edilmiş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. 
Yapılan deneylerde, 2 Amper ve 4 Amper değerlerinde yapılan Carpco yaş manyetik ayırıcısı deneylerinde, sabit mıknatıslı yüksek gradyanlı yaş manyetik ayırıcı deneylerine göre daha temiz bir kil konsantresi elde edilmiştir. Ayrıca yeni tasarım makinede ince bilyaların kullanımı ile iri bilyalara göre daha temiz bir kil konsantresi elde edilmiştir.

Abstract:
Depending Depending on the magnetic susceptibility of the minerals contained in the ore, magnetic separators with low field strength are used to enrich minerals with high magnetic susceptibility, and magnetic separators with high field strength are used to separate minerals with low magnetic susceptibility. If the medium where the magnetic enrichment is made is watery, this type of separation is called "wet separation", and if this environment is air, it is called "dry separation". Dry separation is used for coarse grain sizes and wet magnetic separation is used for fine grain sizes.
Magnetic separators; they reveal the magnetic difference between ore minerals and non-magnetic parts defined as residues. The magnetite-quartz separation can be used as the most common example, and the tin mineral cassiterite (SnO2) sometimes contains magnetite (Fe3O4) or tungsten [(Fe,Mn)-WO4] in its structure, which can be obtained by simple magnetic separation. Magnetic separation allows the separation of non-magnetic components and magnetic components. When all materials are placed in a magnetic field, many materials are slightly affected. The attraction or repulsion of materials by magnets can be divided into two categories: diamagnetic and paramagnetic.
High-intensity magnetic separators have generally been used to enrich iron ores with weak magnetic properties, to remove magnetic impurities found in industrial raw materials, and to remove refractory raw materials from ferrous minerals. After the production activities of high field intensity permanent magnets made of rare earth elements, various machines have been developed.
Recently, magnetic separators with high field intensity have been widely used, especially for the enrichment of iron ores with weak magnetic properties and for the removal of magnetic impurities from industrial raw materials. With the increase in its use from year to year, the development of economical and easier to use magnetic separators has increased, especially after the construction of high field strength permanent magnets developed by using rare earth elements, their use has become more widespread in the industrial sector.
Compared to electromagnetic separators, the area of use of permanent magnet magnetic separators with high field intensity has expanded from year to year following its economic aspects and technical features, and it was first used in the removal of ferrous minerals from refractory raw materials.
In this study, experiments were carried out to reduce the Fe content of ceramic raw materials by using a permanent magnet separator. In order to compare the test results, the experiments were repeated in the Carpco high gradient wet magnetic separator and the performance evaluation was made.
Within the scope of this thesis, it is based on obtaining high magnetic strength in the design of a high gradient wet magnetic separator that will enrich in thin sizes using N-52 neodymium permanent magnets.
In the machine design, firstly, a new design was made using Solidworks cad program, permanent magnets were placed on the right and left of the chamber in two directions, then a prototype of this design was produced. In this designed magnetic separator,    enrichment experiments were carried out with four clayey samples containing magnetite supplied from Çanakkale Kale Maden. The same experiments at two different amperage values were repeated using a Carpco laboratory magnetic separator and the results were compared.