Emet Espey Bor Tesisi ince gölet atıklarının zenginleştirme yöntemlerinin araştırılması
Research the methods of enrichment of fine pond wastes of Emet Espey Boron Plant
Yazar: MÜGE YARGAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ALİ UÇAR
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Bu çalısmada Eti Bor A.S. Emet Bor +sletmesi Espey konsantratör tesisi borzenginlestirmesi sonucu ortaya çıkan, artık barajında depolanan, hem çevresel sorunlara hem deekonomik kayıplara neden olan ince (-3 mm) artıkların zenginlestirilebilirligi arastırılmıstır.Bunun için ilk önce malzemenin kimyasal, fiziksel ve fizikokimyasal karakterizasyonçalısmaları yapılmıstır. Yapılan bu çalısmada artık barajından alınan temsili numunenin %26,3B2O3 içerikli oldugu, aynı zamanda %0,448 oranında istenmeyen As2O3 içerdigi tespitedilmistir. Mineralojik incelemeler sonucunda ise numunenin esas olarak kolemanit, kil vekuvars minerallerinden olustugu az olarak da kalsit, dolomit içerdigi belirlenmistir. Ayrıca;kimyasal analizden, gözle ve mikroskop görüntülerinden sarı ve kırmızı renkli orpiment verealgar minerallerinin olduguda saptanmıstır.Zenginlestirme çalısmalarında, mekanik karıstırma+kimyasal dagıtma+sınıflandırma veflotasyon olmak üzere iki yöntem kullanılmıstır. Bu amaçla özellikle kolemanit ve kilminerallerinin zeta potansiyel çalısmaları, pH, kil oranı, inorganik iyonlar, flotasyon reaktiflerive dagıtıcılara göre yapılmıstır. pH'ya göre yapılan zeta potansiyel çalısmalarında kolemanitpH=10,2'de sıfır yük noktasına sahipken kil ölçüm yapılan bütün pH degerlerinde negatif yüzeyyükü göstermistir.Çesitli degerlikli iyonlarla yapılan ölçümlerde çok degerlikli iyonlar kolemanitin yüzeyyükünü pozitif yönde artırırken kilde de pozitife dogru yaklastırdıgı tespit edilmistir. Flotasyonreaktifleri ise negatif yönde artırmıstır.Dagıtıcılarla yapılan ölçümlerde isi sodyum sitrat kolemanitin sodyum hegzametafosfatise kilin yüzey yükünü negatif yönde oldukça artırmıstır. Dogal pH'da (pH=9,25) pozitif yüklüolan kolemanitin yüzeyi negatif yüklü kil mineralleri ile kaplandıgından, yine aynı dagıtıcılar,kolemanit üzerine çesitli oranlarda kil eklenmesi ile yapılmıs ve tüm kil oranlarında sodyumhegzametafosfat en yüksek negatif yüzey yükünü vermistir.Mekanik dagıtma sonucunda istenilen degerler elde edilemedigi için mekanikdagıtmada ilaveten kimyasal dagıtıcılar kullanılmıstır. En iyi sonuçlar sodyum hegzametafosfatdagıtıcısı kullanımında elde edilmistir. Dagıtma sonucu %44,63 B2O3 tenörlü 38 ?m elek üstükonsantre %95,52 verim ile kazanılmıstır. 38 ?m elek altı %3 B2O3 tenörlüdür.Kolemanitin flotasyon özelliklerini arastırmak için de mikroflotasyon çalısmalarıyapılmıstır. Bu çalısmalarda kolemanit için en iyi toplayıcının R801 oldugu, killerin flotasyonuengellendigi ve Ca++ iyonunun flotasyonu engellemedigi tespit edilmistir.Flotasyon deneyleri de iki asamada gerçeklestirilmistir. +lk asamada Arsenikmineralleri ikinci asamada da Kolemanit flotasyonu yapılmıstır. Ayrıca Arsenik flotasyonununmekanik kimyasal dagıtma öncesinde de yapılabilecegi fakat iri boyut nedeniyle daha az etkilioldugu tespit edilmistir. Arsenik flotasyonu çalısmalarında serbestlesme boyutunun -150 ?molması ve slamın olumsuz etkisi nedeniyle -38 ?m'nin alılmasıyla flotasyon boyutu -150+38 ?molarak bulunmustur. Böylece optimum kosullarda yapılan kolemanit deneyleri sonucunda%46,42 B2O3 tenörlü konsantre %99,09 verimi ile elde edilmistir. Artık tenörü %1,22 B2O3'dir.Agırlıkça %34,32 olan 38 mikron altı tenörü ise %12,87 B2O3'dir.Bu iki yöntem karsılastırıldıgında mekanik karıstırma+kimyasal dagıtma+sınıflandırmayönteminin üstünlügü görülür. Fakat mekanik karıstırma+kimyasal dagıtma+ sınıflandırmayöntemi uygulanıp çok az tenörlü (%3 B2O3) -38 ?m kısmı atılırsa ve çok yüksek tenörlü(%45,26 B2O3) olan +150 ?m kısmı da alınırsa geriye kalan -150+38 ?m boyut grubunaflotasyonla çok yüksek basarı elde etmek kaçınılmazdır.Anahtar Kelimeler : Emet Espey Bor Tesisi, Flotasyon, Kimyasal Dagıtma, Kolemanit,Mekanik Karıstırma

Abstract:
In this study, the possibility to beneficiate fine tailings of Emet Espey Boron Plant,which cause both environmental problem and economic losses, is examined.Therefore, first of all chemical, physical and physico-chemical characterization studiesof the material have been performed. It has been determined that the representative sampletaken from the waste dam has 26,3% B2O3 and 0,448% As2O3. As the result of the mineralogicalexaminations, it has been determined that the sample mainly consisted of colemanite, clay andquartz minerals and it also contained small amounts of calcite and dolamite.In the benefication studies, two methods are mechanical dispersion + chemicaldispersant + classification and flotation, have been applied performed. Therefore, first the zetapotential studies of colemanite and clay minerals have been performed in accordance with pH,clay ratio, inorganic ions, flotation reactives and dispersants. In the zeta potential studiesperformed in accordance with pH, it has been seen that clay has negative surface charge for allpH values while colemanite has point of zero charge at pH:10,2In the measurements performed with different ions having various valences, it has beendetermined that multi-valence ions increase the surface charge of colemanite to positivedirection and approach clay surface to positive degree. The flotation reactives have changed tocolemanite surface to negative.In the measurement performed with dispersant, it has been seen that sodium citrateincrease the colemanite surface charge to negative direction in great amount while sodiumhexametaphosphate increase the clay surface charge to negative direction in great amount. Sincethe surface of colemanite, which has positive charge at naturel pH (pH:9,25), is coated withnegative charged clay minerals, the highest negative surface charge of colemanite having sameclay ratio was obtained by the use of sodium hexametaphosphate dispersant.Since the desired values could not be obtained as the result of mechanical dispersion,chemical dispersant have been applied additionally in mechanical dispersion. The best result hasbeen obtained by using the sodium hexametaphosphate dispersant. As the result of dispersionstudies the concentrate of +38 ?m having 44,63% B2O3 was obtained with recovery of 95,52%.The grade of -38 ?m size group is 3% B2O3.In order to examine the flotation characteristics of colemanite, micro-flotation studieshave been performed. In these studies, it has been determined that the most suitable collector forcolemanite is R-801, when the clays prevent and Ca++ not prevents the flotation.Flotation tests have been performed in two stages. In the first two stages, arsenicminerals and colemanite flotations have been performed, respectively. Furthermore, it has beendetermined that it is possible to perform arsenic flotation also before mechanical+chemicaldispersion, but it is less effective due to coarse size. In the arsenic mineral flotation, theliberation size was found as -150 ?m and size of -38 ?m discharged as a slime. Therefore;suitable size group for flotation was obtained as -150 +38 ?m. This, as the result of thecolemanite tests performed under optimum conditions, the recovery for the concentrate having46,42% B2O3 has been obtained as 99,09%. Tailing grade is 1,22% B2O3. The grade of -38 ?mis 27,79% B2O3.When these two methods are compared, it is seen that the mechanical+chemicaldispersion+ classification method is superior. If size group of -38 ?m having only 3% B2O3 isdischarged by mechanical + chemical dispersion + classification and size group of +150 ?mhaving 45,26% B2O3 is taken, flotation can be very efficient for the size group of -150 +38 ?m.Keywords: Emet Espey Boron Plant, Classification, Chemical Dispersant, Colemanite,Mechanical Dispersion