Jameson hücresinde hold-up'ın modellenmesi ve bazı çalışma parametrelerinin flotasyon verimine etkisi
Modeling of hold-up in Jameson cell and effect of some operating parameters on flotation recovery
Yazar: TUBA TAŞDEMİR
Danışman: PROF. DR. BAHRİ ÖTEYAKA
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
VÖZETJameson flotasyon hücresi, flotasyonu sorunlu ince taneli minerallerin flotasyonverimini arttırmak amacıyla son yıllarda geliştirilmiş yeni bir alettir. Çalışma prensiplerive dizaynı açısından diğer flotasyon aletlerinden farklı olan Jameson hücresi üzerinearaştırmalar halen devam etmektedir. Alet, tane(ler)-kabarcık arasında mikro olayların(karşılaşma, çarpışma ve yapışma) gerçekleştiği bir düşeyboru ve agrega ile gangminerallerinin birbirinden ayrıldığı hücre olmak üzere iki ana bölümden oluşmaktadır.Jameson flotasyon hücresinde düşeyboru içindeki hold-up; verimi etkileyen,ölçümü zor olan ve bazı diğer çalışma değişkenlerine bağlı olan önemli bir çalışmaparametresidir. Hücrede, iyi bir çalışma performansı elde edebilmek için budeğişkenlerin ayrıntılı incelenmesi, hold-up ve flotasyon verimi üzerine etkilerininbilinmesi gerekir. Bu amaçla Prof. Dr. G. JAMESON'ın yardımlarıyla laboratuar vepilot ölçekte çalışabilen bir Jameson hücresi dizayn edilmiştir.Bu çalışmanın amacı, Jameson flotasyon hücresinde önemli çalışmaparametrelerinin (Jet uzunluğu, jet hızı, nozul çapı, düşeyboru çapı ve hava/beslemedebisi oranı) uygun köpürtücü dozajında, düşeyboru içindeki hold-up üzerine etkilerinidetaylı araştırmak ve hold-up'ı önceden tahmin edebilecek ampirik bir modelgeliştirmektir. Aynı zamanda bu çalışmalar ışığında tane boyutunun, jet hızının, jetuzunluğunun, hold-up'ın, bias faktörünün ve düşeyboru dalma derinliğinin flotasyonverimine etkisini incelemektir. Bu amaç doğrultusunda Jameson flotasyon hücresindeönemli parametrelerin fonksiyonu olarak hold-up ölçümleri ve kuvars flotasyonudeneyleri yapılmıştır.Hold-up ölçümlerinin yapıldığı deneysel çalışmaların sonuçları; jet uzunluğunun,jet hızının, nozul çapının, düşeyboru çapının ve APR'nin hold-up üzerine etkileriolduğunu göstermiştir. Deneysel veriler, Statistica programında değerlendirilmiştir.Çoklu lineer regresyon (Model I) ve kesme noktalı parçalı lineer regresyon (Model II)tahmin metodları kullanılarak hold-up'ı tahmin edebilecek iki model geliştirilmiştir.Model I:Îµ=0.2324+0.0781Î»-0.01898DN+0.00396DD+0.0068VJ+0.00287LJ (R=0.96)VIModel II:Îµ1=0.218333+0.008854VJ+0.043962APR-0.019752DN+0.002816DD+0.017959LJ(Kesme noktası: 0.4596'dır ve Îµ â¤ 0.4596 olduğunda geçerlidir)Îµ2=0.242784+0.003068VJ+0.066409APR-0.002254DN+0.004134DD+0.001836LJ(Kesme noktası: 0.4596'dır ve Îµ > 0.4596 olduğunda geçerlidir) (R=0.98)Kuvars flotasyonu deneyleri sonucunda ise; jet hızının, jet uzunluğunun, hold-up'ın, bias faktörünün ve düşeyboru dalma derinliğinin flotasyon verimi üzerine önemliderecede etkisi olduğu saptanmıştır. Bu etkilerin tane boyutuna göre de değiştiğigörülmüştür.Anahtar Kelimeler: Jameson flotasyon hücresi, hold-up, modelleme, flotasyon verimi.

Abstract:
VIISUMMARYThe Jameson Cell is a new flotation device, which is developed recently toimprove the flotation recovery of problematic fine particles. Jameson Cell is differentfrom the other flotation devices in the operating principles and design on which andresearch is still going on. It consists of two main parts: The downcomer where primarycontact of bubbles and particle(s) aggregates occurs (meeting, collision and attachment)and the tank (cell) where aggregates and gang minerals disengage from each other andthe pulp.The hold-up in downcomer an important operating parameter in Jameson Cell isdifficult to measure and depends on some other operating variables. To obtain a goodwork performance, these variables should be investigated in detail together with theireffects on hold-up and flotation recovery. A Jameson Cell which can work in laboratoryand pilot scale is designed for this aim with the help of Prof. Dr. G. JAMESON.The aim of this study is to investigate the effects of important operatingparameters ( free jet length, jet velocity, diameter of nozzle, diameter of downcomer andratio of air/feed rate) on hold-up in downcomer with a suitable froth dosage and todevelop an empirical model that can predict hold-up. Investigating the effects of particlesize, jet velocity, free jet length, hold-up, bias factor and change in downcomerimmersion depth on flotation recovery is the other purpose of this study. For thispurpose, the measurements on hold-up as a function of important parameters and quartzflotation experiments are conducted in Jameson Cell.The results of experimental studies show that free jet length, jet velocity, nozzlediameter, downcomer diameter and APR affect the hold-up. Experimental results areevaluated statistically by Statistica software package. Two empirical models that canpredict hold-up are developed by using Multiple Linear Regression (for Model I) andPiecewise Linear Regression with Breakpoint methods (for Model II).Model I:Îµ=0.2324+0.0781Î»-0.01898DN+0.00396DD+0.0068VJ+0.00287LJ (R=0.96)VIIIModel II:Îµ1=0.218333+0.008854VJ+0.043962APR-0.019752DN+0.002816DD+0.017959LJ(Where Îµ â¤ 0.4596 )Îµ2=0.242784+0.003068VJ+0.066409APR-0.002254DN+0.004134DD+0.001836LJ(Where Îµ >0.4596) (R=0.98)Quartz flotation results show that jet velocity, free jet length, hold-up, bias factor anddowncomer immersion depth affect the flotation recovery markedly. It is determinedthat these effects also change with particle size.Keywords: Jameson flotation cell, hold-up, modeling, flotation recovery.