Sülfürlü bakır-molibden cevherinin flotasyonu ve biyoflotasyonu
Flotation and bioflotation of sulphide copper-molybdenum ore
Yazar: SUZAN AVCI
Danışman: PROF. DR. HASAN ÇİFTÇİ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Asidofilik bakteriler = Acidophilic bacteria ; Bakır = Copper ; Flotasyon = Flotation ; Kükürt = Sulfur ; Mekanik özellikler = Mechanical properties

Özet:
Bu tez çalışmasında, Tepeoba–Havran (Balıkesir) sülfürlü bakır–molibden cevheri üzerinde flotasyon ve biyoflotasyon deneyleri yapılmıştır. Deneysel çalışmalar; toplu flotasyon ve seçimli flotasyon/biyoflotasyon deneyleri olmak üzere iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Flotasyon deneylerinde, pülp pH'sı, toplayıcı cinsi, bastırıcı cinsi ve miktarı, katı oranı ve dağıtıcı miktarının flotasyona etkileri araştırılmıştır. Biyoflotasyon deneylerinde, asidofilik Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans ve Leptospirillum ferrooxidans türü bakterilerin toplu Cu–Mo konsantresinin seçimli flotasyonuna etkileri araştırılmıştır.
Sülfürlü Cu–Mo cevherinin toplu flotasyonunda, molibdenit verimleri pH artışına bağlı olarak belirgin bir şekilde artarken, kalkopirit verimlerinde ise kayda değer bir farklılık gözlenmemiştir. Toplu flotasyonda katı oranının artışıyla kalkopirit verimlerinde artış olsa da, konsantre kalitesinde oldukça belirgin bir azalmanın olması, mekanik taşımanın etkin bir rol oynadığını göstermektedir. Seçimli flotasyonda, yüksek pH'larda (≥10) molibdenit konsantresinde kabul edilebilir seviyede molibdenit verimlerinin (>%85) elde edilebileceği gözlenmiştir. Seçimli flotasyonda, NaCN'ün diğer bastırıcılara (Na2S, Na2O2S5) göre kalkopiriti daha etkin şekilde (kalkopirit dağılımı <%8.7) bastırma etkisinin olduğu görülmekle birlikte, yüksek miktarlarda (4800 g/t) kullanıldığında molibdeniti de bastırma etkisi gösterdiği belirlenmiştir.
Toplu Cu–Mo konsantresinin pH 2–2.5 aralığında yapılan biyoflotasyon deneylerinde seçimliliğin olmadığı görülmüştür. Ayrıca bu deney sonuçlarında, uzun kıvamlama sürelerinin (>3 saat) seçimliliğe belirgin bir olumlu etkisinin olmadığı da gözlenmiştir. Hafif asidik ortamda (pH 5–6) yapılan biyoflotasyon deneylerinden elde edilen sonuçlar, seçimli olarak molibdenit ve kalkopirit minerallerinin elde edilebileceğini göstermektedir. L. ferrooxidans türü bakterinin, At. ferrooxidans ve At. thiooxidans'a göre kalkopiriti daha etkin şekilde bastırdığı (kalkopirit dağılımı ~%12) belirlenmiştir. pH 5–6 aralığında, özellikle L. ferrooxidans ve At. ferrooxidans ile yapılan deney sonuçlarında, kıvamlama süresinin artışıyla molibdenit mineralinin hidrofobikliğinde belirgin bir azalmanın (molibdenit veriminde %32'lik bir azalma) olduğu gözlenmiştir. Sonuç olarak, sülfürlü Cu–Mo cevherinden (%0.458 Cu, %0.042 Mo) ilk aşamada toplu flotasyon ve sonrasında L. ferrooxidans ile pH 5–6 aralığında yapılan biyoflotasyon sonucunda, %3.47 Mo içeren %89 verimle bir molibdenit konsantresi ve %16.28 Cu içeren %88 verimle bir kolkopirit konsantresi üretilmiştir.

Abstract:
In this thesis, flotation and bioflotation experiments were carried out on Tepeoba–Havran (Balıkesir) sulfide copper–molybdenum ore. Experimental studies have been carried out within two steps; bulk flotation and selective flotation/bioflotation experiments. In flotation experiments, the effects of pulp pH, collector type, depressant type and dosage, solid ratio and dispersant dosage on the flotation were investigated. In bioflotation experiments, the effects of acidophilic Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans and Leptospirillum ferrooxidans on the selective flotation of bulk Cu–Mo concentrate were investigated.
In the bulk flotation of sulfide Cu–Mo ore, molybdenite recoveries increased significantly depending on the pH increase, while no significant difference was observed in chalcopyrite recoveries. Although there is an increase in chalcopyrite recoveries with increasing solid ratio in the bulk flotation, the significant decrease in concentrate quality shows that the mechanical entrainment plays an active role. It has been observed that in the selective flotation, acceptable molybdenite recoveries (>85%) can be obtained in molybdenite concentrate at high pH (≥10). In the selective flotation, it is observed that NaCN in comparison to Na2S and Na2O2S5 depresses chalcopyrite more effectively (chalcopyrite content <8.7%) than. In addition, when used in high amounts (4800 g/t) it was determined that it had a depressing effect on molybdenite too.
It was observed that there was no selectivity in the bioflotation experiments performed in the pH 2–2.5 of bulk Cu–Mo concentrate. In addition, in these test results, it was observed that long conditioning times (>3 hours) did not have a significant positive effect on selectivity. The results obtained from the bioflotation experiments performed in a slightly acidic pH (5–6) showed that molybdenite and chalcopyrite minerals could be obtained selectively. It was determined that L. ferrooxidans depressed chalcopyrite more effectively (chalcopyrite content ~12%) in comparison to At. ferrooxidans and At. thiooxidans. In the pH 5–6, the results of the experiments conducted with especially L. ferrooxidans and At. ferrooxidans remarked that the hydrophobicity of the molybdenite had significant decrease (32% decrease in molybdenite recovery) with the increase of the conditioning time. As a result, the bulk flotation of sulfide Cu–Mo ore (0.458% Cu, 0.042% Mo) followed by the bioflotation with L. ferrooxidans at pH 5–6, a molybdenite concentrate in 89% recovery containing 3.47% Mo and a chalcopyrite concentrate in 88% recovery containing 16.28% Cu was produced.