Kuvars zenginleştirme tesis atıklarının modifiye daralan oluk ile zenginleştirilebilirliğinin incelenmesi
Investigation of concentration of tailings of a quartz processing plant by modified pinched sluice
Yazar: SÜLEYMAN YURTSEVER
Danışman: PROF. DR. TAKİ GÜLER
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Kuvars (SiO2) doğal olarak oluşmuş ve yerkabuğunda bol miktarda bulunan bir endüstriyel mineraldir. Kuvars genel olarak seramik, cam ve döküm sanayinde kullanılmakla birlikte, inşaat, boya ve plastik sanayinde, kimyasalların ve aşındırıcıların üretiminde de kullanılan endüstriyel bir hammaddedir. Kuvars cevherinin bu uygulama alanlarına uygunluğunu belirleyen en önemli değişkenler kil ve feldspat içeriği ile birlikte SiO2, Fe2O3 ve TiO2 tenörleridir. Esan Eczacıbaşı Endüstriyel Hammaddeler San. Tic. A.Ş. Çine tesisinde özellikle kil, Fe ve Ti içerikleri yüksek olduğu için önemli bir miktarda ince boyutlu ürün atık havuzuna atılmaktadır. Tez kapsamında modifiye daralan oluk ile bu atıkların geri kazanımı araştırılmıştır. Bu amaçla manyetik alanın ve titreşimin uygulanan bir oluk tasarlanmıştır. Modifiye daralan oluk deney düzeneğinde atık kuvars örneği yıkama işlemine tabi tutulmuş ve SiO2 tenörü %96,05'den %98,47'ye çıkarılmıştır. Daralan oluk altına manyetik bir tabla yerleştirilerek yıkanmış örneğin zenginleştirilmesinde manyetik alanın etkisi araştırılmıştır. Oluk altına yerleştirilen manyetik tabla olukla belirli mesafede konumlandırılmış veya 10 cm çapında dikey düzlemde dairesel hareket ile döndürülmüştür. Sabit mesafede manyetik alan uygulanması durumunda tabakalaşma olumsuz etkilenmiştir. Tablanın oluk yüzeyine yakın olması durumunda manyetik tanelerin yüzeye yapışması sonucu eşikler oluşmuş ve tabakalaşma bozulmuştur. Manyetik tablaya dikey düzlemde dairesel hareket verilmesi durumunda daha etkin bir ayırım gerçekleşmiştir. Dikey düzlemde düşük dairesel hızlarda manyetik duyarlılığı yüksek taneler oluk yüzeyine doğru etkin bir şekilde çekilerek bu tanelerin pülp tabaka kesitinin alt katmanlarında tabakalaşmaları sağlanmıştır. Manyetik tabla dönüş hızının artışı ile birlikte oluk yüzeyine yeterli şiddette sürekli manyetik alan uygulama süresi azaldığından ağır manyetik tanelerin ayırım verimi düşmüştür. Manyetik bandın dikey düzlemde dairesel hareketinde ayırma verimini iyileştirmek için akış yönünde titreşim uygulanmıştır. Belirli bir titreşim genliğine kadar ayırma veriminin iyileştiği daha yüksek genlik titreşimlerinde ise verimin düştüğü gözlemlenmiştir. Titreşim, sabit mesafede manyetik tabla konumlandırma durumunda da test edilmiştir. En temiz kuvars konsantresi bu çalışmada elde edilmiştir. Deneysel çalışmalarda, %96,050 SiO2, 950 ppm Fe2O3 ve 430 ppm TiO2 içeren atık cevher örneğinden yıkama ile %98,470 SiO2, 930 ppm Fe2O3 ve 460 ppm TiO2 içeren yıkanmış daralan oluk beslemesi hazırlanmıştır. Yıkanmış atık ürün sabit manyetik alan ve titreşim uygulanarak modifiye daralan olukta zenginleştirmeye tabi tutulmuş ve %99,004 SiO2, 160 ppm Fe2O3 ve 330 ppm TiO2 içeren temiz kuvars konsantresi elde edilmiştir.

Abstract:
Quartz (SiO2) is an industrial mineral that occurs naturally and abundantly in the earth's crust. It is an industrial raw material commonly used in the ceramics, glass and foundry industries, as well as in the construction, paint and plastic industries and in the production of chemicals and abrasives. The most important variables determining the suitability of quartz ore for these application areas are the clay and feldspar contents together with SiO2, Fe2O3 and TiO2 grades. Substantial amount of finely sized fraction is rejected into tailing dumps due to high clay, Fe and Ti contents at Çine quartz plant of Esan Eczacıbaşı Industrial Raw Materials Inc.. In this thesis, recovery of clean quartz concentrate from the rejected fraction was investigated by a modified pinched sluice. For this purpose, a pinched sluice was designed on which magnetic field and vibration was applied. Ore sample supplied from tailing dumps was subjected to attrition-scrubbing in modified pinched sluice experimental set-up. So, SiO2 grade of washed sample was increased from 96,05% to 98,47%. A Magnetic plate was placed underneath the pinched sluice, and effect of magnetic field on the concentration was investigated. The magnetic plate was placed at a predetermined distance from pinched sluice, or rotated in a circular path having a diameter of 10 cm. In the case of positioning the plate at a predetermined distance, stratification was affected adversely. Particles having high magnetic susceptibility sticked on the sluice surface when positioning the plate closer to the sluice. These sticked particles formed riffles along magnetic field lines, and adversely affected the stratification. More efficient separation was achieved in the case of circular motion on the magnetic plate. At lower rotational speeds, particles having high magnetic susceptibility were effectively drawn towards the lower layers of pulp thickness, thereby providing their stratification at the lower layers. At higher rotational speeds, separation efficiency decreased because duration of the application of continuous magnetic field to the pinched sluice surface at a sufficiently high magnetic intensity decreased. Vibration was applied along the flow direction in order to improve separation efficiency together with the combined effect of rotating magnetic plate. It has been observed that the efficiency of separation improved up to a certain vibration amplitude. However, the efficiency decreased at higher amplitudes. Vibration was also tested in the case of fixed table positioning. The cleanest quartz concentrate was obtained in this study. In experimental works, a washed pinched sluice feed with 98,470% SiO2, 930 ppm Fe2O3 and 460 ppm TiO2 was prepared by attrition-scrubbing from sample from tailing dump containing 96,050% SiO2, 950 ppm Fe2O3 and 430 ppm TiO2. The washed tailing sample was concentrated in the modified pinched sluice, and a clean quartz concentration having 99,004% SiO2, 160 ppm Fe2O3 and 330 ppm TiO2 was obtained by applying a constant magnetic field and vibration.