Çözünmüş hava flotasyonu (ÇHF) tekniği kullanarak doğal hidrofob minerallerin yüzebilirliğine çözünmüş iyonların etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of dissolved ions on floatability of natural hydrophobic minerals by using dissolved air flotation (DAF) method
Yazar: GÖZDE BEKÇİ
Danışman: DOÇ. DR. KENAN ÇİNKU
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Flotasyon tekniği tüm dünyada yaygın olarak kullanılmakta olan zenginleştirme yöntemlerinin başında gelmektedir. Yöntem hidrofobik (su-sevmeyen) tanelerin hidrofilik (su-seven) tanelerden hava kabarcıkları yardımıyla yüzdürülerek ayrılması prensibine dayanır. Talk, grafit ve taşkömürünün doğal olarak sahip olduğu doğal ıslanmayan bir diğer ifadeyle hidrofobik yapısı sayesinde, kollektör adı verilen kimyasal toplayıcı kullanmaksızın yüzebilen molibden, fluorit ve kükürt gibi ender minerallerden olduğu bilinmektedir. Flotasyon yöntemiyle zenginleştirmede, kollektör adı verilen oldukça pahalı kimyasalların ve suyun niteliği büyük öneme sahiptir. Bu nedenle flotasyonda kullanılan kimyasalların sarf miktarlarının azaltılması veya hiç kullanılmaması flotasyon tesislerinin işletim masraflarının büyük oranda düşmesini sağlayabilir. Çözünmüş hava flotasyonu (ÇHF) tekniğinin şlam adı verilen ince tane boyutundaki (-38 µm) malzemelere de uygulanabilmesi ince boyutlu atıkların değerlendirilmesine olanak verebilir. Ayrıca günümüzde hızla tükenen ve kirlenen su kaynakları göz önünde bulundurulduğunda flotasyon tesislerinde su sirkülasyonu ve tuz içeriği yüksek kuyu suyu kullanımı zorunluluğu ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada doğal hidrofobik minerallerden olan ince boyutlu talk, taşkömürü ve grafitin kollektör kullanmaksızın yüzdürülmesi ve tuzlu suların (NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2) içerisinde yüzdürülerek Na+, K+, Ca++, Mg++ katyonlarının flotasyona etkisinin ortaya konması hedeflenmiştir. Tez kapsamında yapılan çalışmalarda tuzlu sular varlığında laboratuvar ölçekli ÇHF flotasyonu deneyleri yapılmıştır. Yapılan çalışmalarda, talk, taşkömürü ve grafitin tuzlu su içerisinde hiçbir flotasyon kimyasalı kullanılmadan yüzebilirliğinin arttığı görülmüştür. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar birçok sistemin tuzlu sular içerisinde flotasyon davranışlarını anlamamıza ve ince boyutlu atıkların değerlendirilmesine yardımcı olacaktır. Bu da ülkemiz cevher hazırlama endüstrisinde flotasyon teknolojisinin gelişmesinde temel bir altyapı oluşturacaktır.

Abstract:
Flotation is one of the widely used mineral processing methods where hydrophobic particles are separated from hydrophilic particles using air bubbles. Since some minerals such as talc, graphite, molybdenite, coal, fluorite, and sulphur is naturally hydrophobic, they can be floated using without collector. The effect of flotation chemicals such as collector and frothers which are very expensive and the water quality is very important in the flotation method. For this reason, the decrease in the amount of chemicals used in the flotation method or even not to use any chemicals may reduce the cost of mineral processing. Dissolved air flotation (DAF) technique, called sludge also applied to the fine grain size materials. Thus, it may be possible to recycling of the waste slimes. In addition, when water scarcity and contamination is considered, water circulation and use of bore water which contains high amount of salt will be essential for mineral processing plants in future. In this context, it is aimed to float talc, graphite and hard coal which are one of the natural hydrophobic minerals without collector in salt solutions (NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2) therefore to understand the effect of dissolved ions such as Na+, K+, Ca++, Mg++ in the flotation. In this purpose, lab scale dissolved air flotation experiments carried out in the presence of salts. The results obtained from this study will help us understanding the flotation behavior of many minerals in salt solutions. As a result, this study will be a fundamental base for development of mineral processing industry.