MAD311 Cevher Hazırlama I Laboratuvarı

MAD 311 CEVHER HAZIRLAMA I LABORATUAR UYGULAMASI

HAFTA TARİH UYGULAMA ADIŞUBE/GRUP

SORUMLU

128 Eylül 09 Laboratuarların Tanıtımı A Cev. Haz. Anabilim Dalı

29 Eylül 09 Laboratuarların Tanıtımı B Cev. Haz. Anabilim Dalı

25 Ekim 09 Teorik Uygulama A Doç.Dr. S. Kızgut

6 Ekim 09 Teorik Uygulama B Doç.Dr. S. Kızgut

3

12 Ekim 09Deney 1 Kırma A1 F. Nurak

Deney 2 Öğütme A2 E. Kaya

13 Ekim 09Deney 1 Kırma B1 F. Nurak

Deney 2 Öğütme B2 E. Kaya

4

19 Ekim 09Deney 1 Kırma A2 F. Nurak

Deney 2 Öğütme A1 E. Kaya

20 Ekim 09Deney 1 Kırma B2 F. Nurak

Deney 2 Öğütme B1 E. Kaya

5

26 Ekim 09Deney 3 Eleme A1 F. Nurak

Deney 4 Serbestleşme Derecesinin Belirlenmesi A2 E. Kaya

27 Ekim 09Deney 3 Eleme B1 F. Nurak

Deney 4 Serbestleşme Derecesinin Belirlenmesi B2 E. Kaya

6

2 Kasım 09Deney 3 Eleme A2 F. Nurak

Deney 4 Serbestleşme Derecesinin Belirlenmesi A1 E. Kaya

3 Kasım 09Deney 3 Eleme B2 F. Nurak

Deney 4 Serbestleşme Derecesinin Belirlenmesi B1 E. Kaya

79 Kasım 09 Teorik Uygulama A Doç.Dr. S. Kızgut

10 Kasım 09 Teorik Uygulama B Doç.Dr. S. Kızgut

8

16 Kasım 09Deney 5 Malvern Cihazı ile Boyut Analizi A1 D. Çuhadaroğlu

Deney 6 Hidrosiklon Deneyi A2 F. Nurak

17 Kasım 09Deney 5 Malvern Cihazı ile Boyut Analizi B1 D. Çuhadaroğlu

Deney 6 Hidrosiklon Deneyi B2 F. Nurak

9

23 Kasım 09Deney 5 Malvern Cihazı ile Boyut Analizi A2 D. Çuhadaroğlu

Deney 6 Hidrosiklon Deneyi A1 F. Nurak

24 Kasım 09Deney 5 Malvern Cihazı ile Boyut Analizi B2 D. Çuhadaroğlu

Deney 6 Hidrosiklon Deneyi B1 F. Nurak

1030 Kasım 09 Bayram Tatili

Doç.Dr. S. Kızgut1 Aralık 09 Teorik Uygulama B

117 Aralık 09 Teorik uygulama A Doç.Dr. S. Kızgut

8 Aralık 09 Ara Sınav

1214 Aralık 09 Teorik Uygulama A

Doç.Dr. S. Kızgut15 Aralık 09 Teorik Uygulama B

13 21 Aralık 09 Laboratuar Telafisi A22 Aralık 09 Laboratuar Telafisi B

MAD311 CEVHER HAZIRLAMA I VE MAD322 CEVHER HAZIRLAMA II LABORATUAR DERSLERİNDE

LABORATUARDA ÇALIŞMA KOŞULLARI ve RAPOR FORMATI

A. LABORATUAR

1. Laboratuarda beyaz önlük giyilmesi zorunludur.

2. Laboratuara gelirken her öğrencinin “LABORATUAR DEFTERİ” ile gelmesi

zorunludur. Bu defter yaklaşık 50 sayfa küçük boy kareli olacaktır. Bu defterde o

gün yapılacak deney konusu kısaca özetlenecek, deney beklentileri… vs

belirtilecektir. Deneye hazırlıklı olarak gelinecektir.

3. Deneylerin tamamına (% 100) katılım zorunludur. Telafi haftasında yalnızca “bir

deneyin telafisi” yapılabilecektir.

4. Deney föylerine Bölümümüz Web sayfasından (Öğrenci Rehberi - Belgeler

tıklanarak) erişilebilir.

B. RAPOR

1. Deney raporları deney föylerinde belirtilen bilgi ve verileri içerecek şekilde

hazırlanacaktır. Raporlar el yazısı ile hazırlanacaktır. Çizelge, hesaplamalar, grafik,

şekil vb için bilgisayar kullanılabilecektir.

2. Deney raporları verilen formatta bir kapak içerecek ve asetat torba içinde teslim

edilecektir.

3. Deney raporları deneyin yapılışını takip eden haftada ders/deney saatinde teslim

edilecektir. Deney raporlarının verilmesi zorunlu olup, geç getirilen raporlar teslim

alınmayacaktır.

C. DERSİN DEĞERLENDİRİLMESİ

1. Yıl içi notu = Deney notları ortalaması (%50) + Ara sınav (%50)

2. Geçme (Başarı) notu = Yıl içi notu (%50) + Genel/Bütünleme sınav notu (%50)

3. Deney Notları ortalaması; yapılan tüm deneylerden alınan notların aritmetik

ortalamasıdır.

4. Deney raporlarının kapak sayfasının formatı aşağıda verilen formata uygun olmak

zorundadır.

ZONGULDAK KARAELMASZONGULDAK KARAELMAS ÜNİVERSİTESİÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİMÜHENDİSLİK FAKÜLTESİMADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜMADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

MAD 311 Cevher Hazırlama I Lab. Dersi Uygulama Raporu

DENEY ADI

Hazırlayan: Öğrenci No Adı SOYADI

2009 – 2010 Güz Dönemi

ZONGULDAK KARAELMASZONGULDAK KARAELMAS ÜNİVERSİTESİÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİMÜHENDİSLİK FAKÜLTESİMADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜMADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

MAD 311 CEVHER HAZIRLAMA I LABORATUAR DERSİ

DENEY FÖYLERİ

1. KIRMA DENEYİ2. ÖĞÜTME DENEYİ 3. SERBESTLEŞME DERECESİNİN BELİRLENMESİ4. ELEME İŞLEMİ5. MALVERN MATERSİZER S CİHAZI İLE BOYUT ANALİZİ6. SİKLON

KIRMA İŞLEMİ VE KIRMA ÜRÜNLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Ekonomik değeri olan mineraller farklı maden işletme yöntemleriyle üretilerek yan kayaçları ile birlikte

tüvenan malzeme olarak elde edilmektedirler.; tüketim amacına veya uygulanacak cevher zenginleştirme

yöntemine bağlı olarak tüvenan cevherin tane boyutunun küçültülmesi gerekmektedir. Bu amaçla yapılan

boyut küçültme işlemleri; UFALAMA olarak adlandırılmaktadır. Ufalama, kırma ve öğütme işlemlerinin

tümünü kapsamaktadır.

Cevher hazırlamada; ufalama işlemleri, enerji gereksinmeleri nedeniyle toplam hazırlama ve

zenginleştirme maliyetinin büyük bir kısmını oluşturmaktadır. Bu nedenle tane boyutunun istenen oranda

küçültülmesi gerekmektedir. Malzemenin aşırı ufalanması maliyet arttırıcı etkisinin yanı sıra

zenginleştirme işlemini olumsuz yönde etkilemektedir.

KIRMA

Kırma işlemi, ufalamanın ilk basamağını teşkil etmektedir. Tüvenan malzemenin tek kademede ince

boyutlara ufalanması teknik olarak mümkün değildir. Yeraltından (veya yerüstünden) yantaşıyla birlikte

üretilen cevher çok iri boyutlarda taneler içermektedirler. Bu nedenle cevherin istenen tane boyutuna

küçültülmesi birkaç kademede kırma ve öğütmeyle mümkün olmaktadır.

Genellikle kırma işleminden önce ufalama boyutundan küçük taneler bir elekle ayrılır ve yalnız iri taneler

kırıcıya beslenir. Daha sonra her iki ürün birleştirilerek aynı işlemler diğer bir kırma devresinde

tekrarlanır.

Ufalama işleminde amaç;

Cevher içindeki mineralleri serbest haline getirmek,

Cevher hazırlama yöntemine/yöntemlerine uygun boyutta malzeme hazırlamak,

Toplam yüzey alanını arttırmak (kimyasal zenginleştirme uygulanacak ise),

Tüketime sunulacak ise istenen boyuta uygun malzeme hazırlamak (kum-çakıl vb..).

Kırma işleminde kullanılan kırıcılar, birincil, ikincil ve üçüncül ve hatta dördüncül kırıcılar şeklinde

sınıflandırılabilir. Birincil kırıcılar olarak genellikle çeneli kırıcı, jiratör kırıcılar ve şoklu kırıcılar

kullanılmaktadırlar. İkincil kırıcılara örnek olarak ise, konik kırıcılar ve merdaneli kırıcılar verilebilir.

Kırma işleminde, kırılacak malzeme boyutunun, kırılmış malzeme boyutuna oranı, BOYUT

KÜÇÜLTME ORANI olarak adlandırılmaktadır ve bu oran değişik tipteki kırıcılar için farklı değerlerde

olmaktadır. Kırıcı seçiminde göz önüne alınması gereken- en önemli faktörlerden olan boyut küçültme

oranı, ufalanan malzemenin tane iriliğine ve kırıcı özelliklerine bağlı olarak değişmektedir. Kırma

işleminin yapıldığı cihazlara kırıcı denilmektedir. Kademeli olarak yapılan bu işlemde elde edilen

cevherin boyutu 150 mm’nin altında ise iri kırma, (150-10) mm arasında orta kırma ve 10 mm’nin altında

ise ince kırma olarak ifade edilmektedir.

KIRMA DEVRELERİ

Kırıcılar genel olarak açık veya kapalı devre tertipleri halinde çalıştırılırlar. Kırma işleminin, malzemenin

kırıcıdan bir defa geçmesiyle tamamlanması durumu, açık kırma devresi olarak tanımlanır. Kırılmış

malzemenin, tane boyutunun kontrolü için, kırıcının bir elekle birlikte çalışması durumuna ise kapalı

kırma devresi denir. Genel olarak birincil kıncılar açık, ikincil ve üçüncül kırıcılar ise kapalı devre

halinde çalıştırılırlar.

DENEYİN TANIMI VE AMACI

Bu deneyin amacı; çeneli, konili, merdaneli kırıcı yardımıyla cevherin ufalanabilme özelliklerinin

incelenmesidir.

DENEYDE KULLANILAN MALZEME VE ALETLER

1. Deney Numunesi: Kumtaşı

2. Kırıcılar: Çeneli Kırıcı, Konili kırıcı ve Merdaneli kırıcı,

3. Laboratuar elekleri, plastik leğen, paslanmaz çelik kaplar, tartım aleti, fırça

DENEYİN YAPILIŞI

Numune ilk önce Çeneli kırıcıya beslenir, kırılan ürün daha sonra konili kırıcıya beslenir. Elde edilen

kırılmış ürün elek analizi için ayrılır. Çeneli kırıcı boğaz açıklığı değiştirilerek ve merdaneler arası açıklık

uygun şekilde ayarlanarak başka bir numune ile kırma yapılır.

İSTENENLER

1. Kırma işlemi ve kırıcılar hakkında genel bilgi verin.

2. Deneyde kullanılan kırıcıların şematik görünüşlerini çizerek çalışma prensiplerini ve deneyin yapılışını

kısaca anlatınız.

3. Kırıcılardan aldığınız ürünlerin boyut dağılımlarını karşılaştırarak yorumlayınız.

ÖGÜTME İŞLEMİ ve DEGERLENDİRİLMESİ

Küçük tane boyutlarında yapılan boyut küçültme işlemine öğütme denir. Kuru ve yaş olarak yapılabilen

öğütme kırma gibi bir boyut küçültme işlemi olup, boyut küçültme işlemlerinin son basamağıdır ve

başarılı bir cevher zenginleştirme işleminin anahtarı durumundadır. Öğütme işlemi 25 mm’den küçük

tane boyutlarına uygulanmaktadır. Öğütme işleminin yapıldığı cihazlara “öğütücü” veya değirmen adı

verilir.

ÖĞÜTMENİN AMACI VE ETKİ EDEN PARAMETRELER

Öğütmenin yapılış amacını şu şekilde sıralamak mümkündür. Öğütme, toplam yüzey alanını büyütme,

istenilen tane iriliğini elde etme ve mineralleri serbest hale getirme gibi belirli amaçlarla yapılır.

Yüzey alanı büyütme: Öğütme sonucu doğal olarak özgül yüzey alanı artar. Bazı cevher

zenginleştirme işlemlerinde, özellikle öğütülen malzeme kimyasal işleme tabi tutulacaksa, özgül

yüzeyin önemi artar

İstenilen tane iriliğinin elde edilmesi: Genelde ayırma işlemlerinin başarısı işleme tabi tutulan

malzemenin tane iriliğine bağlıdır. Örneğin flotasyon ile zenginleştirme işlemlerinde tane

iriliğinin 10-300 mikron arasında olması istenir.

Minerallerin serbest hale getirilmesi: Cevher içindeki değerli ve değersiz minerallerin birbirinden

yüksek verim ve yüksek mineral yüzdesi ile ayrılabilmesi, ancak yeterli ölçüde bir serbestleşme

ile mümkündür. İyi bir serbestleşme dolayısı ile iyi bir öğütme, ayırmanın sıhhatinde en önemli

rolü oynar.

Laboratuar dışında öğütme, sürekli bir işlemdir. Değirmenden çıkan ürünün tane iriliği, kullanılan

öğütücü ortamın cinsine ve miktarına, besleme malının cinsine ve miktarına, öğütme süresine ve

değirmenin dönme hızına (kritik hız) bağlı olarak değişir.

Öğütücü ortam cinsi ve miktarı: Öğütme işlemlerinde öğütücü ortam olarak çelik, özel alaşımlı veya

seramik bilyalar, çelik veya özel alaşımlı çubuklar, çakıllar veya cevherin kendisi kullanılabilir. Öğütücü

malzemenin miktarı ise değirmen tipine bağlı olarak (bilyalı/çubuklu/otojen) değişmektedir

Besleme Miktarı: Değirmene beslenecek malzeme miktarı cevher özelliklerine, değirmen yapısına,

çalışma prensibine ve çalışma şartlarına bağlıdır.

Öğütme süresi: Öğütme işlemlerinde öğütülecek malzemenin değirmen içinde kalma süresi öğütmeyi

etkileyen en önemli faktörlerden biridir. Malzemenin değirmen içinde öğütme süresini aşacak şekilde

kalması enerji sarfiyatına neden olur. Bunun aksine öğütmenin gerçekleştirilebilmesi için gerekli olan

süreden önce değirmenden alınan malzeme tam olarak öğütülmemiş olur. Öğütme süresinin tesbiti

laboratuarlarda çeşitli sürelerde öğütme deneyleri yapılması ile elde edilir. Malzemenin öğünme durumu

elek analizleri ile kontrol edilir.

Değirmenin dönüş hızı: Öğütme işlemlerinde, öğütmeyi etkileyen bir diğer faktör de değirmenin dönüş

hızıdır. Değirmen içindeki öğütücü ortam değirmenin dönmesi ile birlikte kazandığı kinetik enerjiyi

sürtünme, kesme ve çarpma kuvveti olarak öğünen malzemeye iletir.

Ortamın hareketleri şu üç grupta toplanabilir.

1. Kendi ekseni etrafında dönme

2. Kayarak yuvarlanma

3. Serbest düşme

Bu üç hareketten birinin diğerine oranla azlığı veya çokluğu öğütme olayını etkiler. Örneğin düşük

hızlarda ilk iki hareket söz konusudur ve bu harekete kaskat hareket denir. Çok yüksek hızlarda ise

ortamı oluşturan malzeme santrifüj kuvvetlerinin etkisi altında değirmenin iç çeperine yapışarak

değirmenle birlikte döner,. Bu durumda da öğütme olayı meydana gelmez. Öğütmenin tam olarak

oluşabilmesi için öğütücü ortamın, değirmen içinde maksimum seviyede iken; yerçekimi kuvvetinin

santrifüj kuvvetini yenmesiyle, malzeme üzerine düşmesi gereklidir. Değirmenin sesinin değiştiği ve

öğütme olayının gerçekleştiği bu duruma katarakt hareket denir. Diğer bir tanımla öyle bir hız vardır ki

bu hızın altında taneler değirmenin astar yüzeyinden ayrılır, bu hızın üzerinde astar ile birlikte döner. İşte

bu hıza kritik hız denir. Bu hız, yerçekimi kuvvetinin santrifüj kuvvetine eşitlendiği hızdır ve değirmen

çapıyla ters orantılıdır. Fakat genel olarak pratikte uygulanan kritik hız değerleri aşağıdaki gibidir:

Çubuklu değirmenlerde değirmen hızının % 50-65'i

Bilyalı değirmenlerde değirmen hızının % 70-80'i

Otojen değirmenlerde değirmen hızının % 80-85'idir.

ÖĞÜTME DEVRELERİ

Öğütme işlemlerinde de açık ve kapalı olmak üzere iki ana devre tertibi kullanılmaktadır. Bu devre

tertipleri esas alınarak öğütme; malzemenin cinsine ve daha sonra uygulanacak hazırlama ve

zenginleştirme yöntemlerine bağlı olarak yaş veya kuru olarak yapılır.


Cevher zenginleştirme işlemlerinin ilk ve en önemli kademesini kırma ve öğütme işlemleri teşkil

etmektedir. Faydalı mineralin gangdan veya diğer kıymetli minerallerden serbest hale gelmesini sağlamak

ve zenginleştirme işleminin amacına uygun olarak değişik öğütme devre tertipleri kullanılmaktadır. Bu

amaçla deney esnasında açık ve kapalı devre halinde öğütme işlemleri yapılarak; sonuçlar karşılaştırmalı

olarak irdelenecektir.


1. Deney Numunesi: Merdaneli kırıcı veya konili kırıcı çıkışı kumtaşı numunesi

2. Bilyalı değirmen

3. Diğer donanımlar: Laboratuar elekleri, plastik leğen, paslanmaz çelik kaplar, tartım aleti, diğer

yardımcı ekipman.

DENEYİN YAPILIŞI

Değirmeni temizleyiniz.

Kırılmış malzemeden öğütmek üzere numune alınız ve bu malzemenin elek analizini yapınız.

Değirmene belirli şarj oranında öğütücü malzeme (bilya) koyunuz. Değirmenin dönme hızını,

katarakt etkiyi gözlemleyerek belirleyin. Numuneyi bilyalı değirmene koyun

Farklı öğütme sürelerinde (örneğin 0,5dak, 1 dak, 4 dak..vb) öğütün.

Her öğütme süresi sonunda değirmeni durdurarak, ızgara üzerine boşaltınız ve numune ile

bilyaları ayırın. Öğütülmüş ürünlerden temsili numune alarak boyut analizlerini yapınız.

Öğütme işlemi bitince değirmeni ve bilyaları temizleyin.

İSTENENLER

1. Öğütme işlemi ve değirmenler hakkında genel bilgi verin.

2. Deneylerin Yapılışını Anlatınız ve Kullandığınız Cihazların Şemasını Çiziniz

3. Elek analizleri sonucunda elde edilen değerlerden elek analizi tablolarını oluşturunuz. Farklı öğütme

süreleri sonunda alınan ürünlerin elek altı eğrilerini çiziniz. d80 boyutlarını karşılaştırarak

gerçekleştirilen öğütme deney sonuçlarını irdeleyiniz.

ELEME İŞLEMİ

Tanelerin belirli büyüklükteki delik veya açıklıklardan geçebilme veya geçememe özelliğine dayanarak

yapılan boyuta göre ayırma işlemine ELEME denir. ELEME bir boyuta göre sınıflandırma işlemidir. Bir

eleğin delikler (açıklıklar) bulunan kısmına “ELEK YÜZEYİ” denir. Elek yüzeyinin üzerindeki deliklere

(açıklıklara) “ELEK AÇIKLIĞI” denir. Elek açıklıkları daire, kare veya dikdörtgen şeklinde olabilir.

Eleme işlemi iki ana guruba ayrılır. Bunlar; Laboratuar elemesi ve Endüstriyel eleme. Eleme işlemine en

büyük delik açıklıklı elekten başlanır ve gittikçe küçülen delik açıklıklı eleklerle devam edilir. Ancak bu

eleme işlemi, eleme şekline ve ortamına göre farklı şekillerde yapılabilir. Elle eleme, otomatik eleme,

sulu eleme ve kuru eleme gibi. Endüstriyel ölçekte kullanılan elekler

1. Hareketsiz elekler: Izgaralar, kavisli elek … vb

2. Hareketli olarak: Sarsıntılı, Tromel, titreşimli elek…vb.

olarak sınıflandırılır.


Laboratuarda mevcut bulunan elekleri,( Tromel elek, çift katlı elek, sarsıntılı elek, Russel elek, Ro-tap

elek makinesi), incelemek. Kırılmış malzemenin tane irilik dağılımını belirlemektir.


1. Deney numunesi: Konili kırıcı, merdaneli kırıcı ürünleri

2. Laboratuar elekleri, terazi diğer donanımlar.

DENEYİN YAPILIŞI

Eleme işlemine en büyük delik açıklıklı elekten başlayarak ve gittikçe küçülen delik açıklıklı eleklerle

kuru eleme yapılacaktır. Boyut gruplarındaki malzeme miktarlarını belirlemek için her eleğin üzerinde

kalan ve en son eleğin altına geçen malzeme miktarları tartılacak, sonuçlar ile elek analizi çizelgesi

hazırlanacaktır.

Elek Analizi Çizelgesi

Elek Açıklığı

(mm)

Miktar

(gr)

Miktar

(%)

Σ %

Elek altı

Σ %

Elek üstü

TOPLAM

İSTENENLER

Eleme işlemi, elekler hakkında teorik bilgi veriniz.

Deneyi anlatınız.

Log-log eksenli grafiğe elek altı eğrisini çiziniz.

Grafik ve tablo yardımıyla ortalama boyutu belirleyin.

Kümülatif elek altı ve elek üstü eğrilerini çizerek d50 ve d80 boyutunu bulunuz.

Tabloda normal dağılım değerlerini hesap ederek, normal dağılım eğrisini çizip numunedeki

minerallerin ufalanabilirliği hakkında yorumlar yapınız.

SERBESTLEŞME TANE BOYUTUNUN SAPTANMASI

Cevher hazırlamadaki boyut küçültme (kırma ve öğütme) işlemlerinin önemli nedenlerinden biri, cevheri

oluşturan minerallerin birbirlerinden serbest hale getirilmesidir. Değerli minerallerin, değersiz

minerallerden (gangtan) veya değerli minerallerin birbirinden, yüksek verim ve yüksek tenörle

ayrılabilmesi, ancak yeterli ölçüde bir serbestleşmenin sağlanabilmesi ile mümkündür. Kırılmış ve

öğütülmüş cevher parçacıklarına tane denir. Taneler bir mineralden ibaretse serbest tane adını alır,

Birden fazla mineralden meydana gelen' tanelere bağlı taneler denir. Kırılmış ve öğütülmüş cevherde

bulunan bir mineralin toplam miktarına göre, serbest tanelerinin yüzdesine mineralin serbestleşme

derecesi denir. Diğer bir ifadeyle, bir mineralin serbestleşme derecesi; bu mineralin toplam miktarının

yüzde kaçının serbest taneler halinde bulunduğunun ifadesidir. serbestleşme; boyut küçültme işlemleri

sırasında uygulanan kuvvetlere ve cevherin yapısına bağlı olarak, kısmen mineral faz boyutu küçülmesi,

kısmen de mineral faz sınırlarından kopma nedeniyle iki şekilde olmaktadır:

SERBESTLEŞME BOYUTUNUN SAPTANMASI

Serbestleşme boyutu ve derecesi mikroskobik sayım yöntemi ve zenginleştirme yöntemi ile belirlenebilir.

MİKROSKOPİK SAYIM YÖNTEMİ

Mikroskopla yapılan ölçümler cevher içindeki minerallerin cinsi, yapısı ve tane büyüklüğü hakkında bilgi

verirler. Zenginleştirme öncesinde elde edilen bu bilgiler verimli bir zenginleştirme yapılabilmesi ve

zenginleştirme yönteminin seçimine (ekonomik ve teknolojik yönden) ışık tutması bakımından zorunlu

olmaktadır. Mikroskobik incelemelerde, sayımı yapılacak tanelerin boyutuna ve sayılacak minerallerin

cinsine bağlı olarak; polarizen, metal veya stereo mikroskoplar kullanılabilir. Dış görünüşleri ile kolayca

tanınabilen mineralleri içeren bir cevher numunesi, 75 mikron boyutuna kadar, stereo mikroskopta

sayılabilir. Dış görünüşü ile tanınmayan ve 75 mikrondan küçük boyutlu, ışığı geçirmeyen (opak)

mineraller metal mikroskobunda ve yine 75 mikrondan küçük boyutlu, fakat ışığı geçiren (saydam)

mineraller ise polarizen mikroskopta sayılırlar. Numuneler, biriketlenerek; metal mikroskopta yapılacak

incelemeler için parlak kesit, polarizen mikroskop için ince kesit haline getirilir. Stereo mikroskop için,

tanelerin bir cam üzerinde serpiştirilmesi yeterli olmaktadır. Sayımda belirli mineralin serbest olan

taneleri sayılır, ayrıca o mineralin bağlı tanelerdeki miktarı 20 ye oranla tahmin edilir. Diğer bir ifadeyle,

serbestleşme derecesi saptanan mineralin miktar olarak 20 de kaçı ikili veya üçlü bağlı tanelerde

bulunduğu saptanır. Söz konusu mineralin bağlı tanelerdeki toplam miktarı 20 de oransal olarak ifade

edilen değerlerin toplanmasıyla bulunur. Yalnız, mikroskopta bakma sırasında, serbest taneler daima

serbest görülür. Ancak bağılı taneler lam üzerine düşüş konumuna göre veya pelet yapılmışsa parlatılmış

yüzeyin durumuna göre serbestmiş gibi görülebilir. Bu nedenle bağlı tanelerin sayısı 1.4 ile çarpılarak

arttırılır. Yani, sayılan bağlı tane miktarı % 40 oranında arttırılmaktadır. Sayım sonucunda elde edilen

değerler çizelge halinde düzenlenerek değerlendirilir. Sayım sonuçlarından yararlanılarak cevherin

mineral ve buna bağlı olarak element yüzdeleri kabaca hesap edilebilir. Bu hesaplamalarda bağlı tanelerin

sayısının bağlılık faktörü ile çarpılarak arttırılması gerekmez.

ZENGİNLEŞTİRME YÖNTEMİ

Bu yöntemde, zenginleştirilecek cevherin temsili numuneleri, değişik boyutlara indirilerek ya doğrudan

zenginleştirme işlemine tabi tutularak veya bir zenginleştirme yöntemi olan yüzdürme-batırma işlemi

yapılır. Zenginleştirme işlemleri sonunda alınan konsantrelerin tenör ve verimleri değerlendirilir. En

uygun değerlerin alındığı boyutta yeteli serbestleşmenin sağlandığı kabul edilir.


Deneyin amacı; mikroskobik sayım ile tane serbestleşme derecesini belirlemektir. Serbestleşme derecesi

belirlenen minerallerin miktarı ve bu mineraller içindeki metalin tenörü de tespit edilecektir.


1. Deney numunesi: Deney sırasında kullanılacak olan numune, elek analizine tabi tutularak belirli

fraksiyonlara ayrılmış farklı boyut gruplarındaki cevherden hazırlanmıştır.

2. Mikroskop

DENEYİN YAPILIŞI

Daha önceden cam lamellere yerleştirilmiş olan her bir elek fraksiyonundaki numuneler mikroskop

altında incelenerek tane sayımı yapılacaktır. Lam daha önce karelere bölünmüş olarak hazırlanmıştır. Bu

nedenle her karedeki tanelerin sayımı ayrı ayrı yapılacaktır. Sayım sonuçlarından her bir mineralin

serbestleşme derecesi, cevherin mineral içeriği ve element tenörü belirlenecektir.

İSTENENLER

Tane sayım çizelgesini hazırlayınız

Değerli minerallerin serbestlik derecesini bulunuz. Cevherdeki minerallerin miktarını ve element

tenörünü hesaplayınız

Deney sonuçlarını yorumlayınız

MALVERN MASTERSİZER S CİHAZI İLE TANE BOYUT ANALİZİ

Lazer difraktometre yöntemiyle çalışan “Malvern Matersizer S” boyut analiz cihazı helyum-neon lazer

ışın kaynağından yararlanarak ölçüm yapmaktadır. Bu yöntemin gerçek adı “ düşük açılı lazer ışık

saçınımı (low angle laser light scattering-LALLS) ” dır. Yöntem 0,1-2000 m arası boyut

belirlenmesinde bir çok endüstri alanında tercih edilen standart bir yöntem haline gelmeye başlamıştır. 30

yıl kadar öncesine dayanan yöntem, saçınım açısı ile tane boyutu arasındaki ters orantı prensibine

dayanmaktadır. Cihaz şu kısımlardan oluşmaktadır:

Sabit dalga boyunda ışık veren uygun yoğunluktaki bir lazer kaynağı: Genelde He-Ne gazlı lazerler

0,63 m dalga boyu () ile en kararlı (özellikle sıcaklığa) olduğu ve yüksek dalga boylu diğer lazer

kaynaklarına oranla gürültü olarak adlandırılan yabancı sinyallerden daha az etkilendiği için tercih

edilmektedir.

Uygun bir algılayıcı: Bu belli sayıda sonlu algılayıcılardan oluşan foto-duyarlı bir silikon dilimdir.

Kullanılan cihazdaki sayısı 40 adettir.

Numuneyi lazer ışığının önünden geçirecek bir araç: Kullanılacak numune türüne göre (kuru veya yaş

numune, sprey zerrecikleri) değişik amaçlı olabilir. Laboratuarımızda kullanılan türü sıvı içindeki

tanelerin lazer ışığı önünden iki cam arasında kalan bir boşluktan ince film tabakası şeklinde geçmesini

sağlayan bir aparattır.

Lazer difraksiyon yönteminin basitleştirilmiş çalışması şematik olarak Şekil 1’de gösterilmiştir. He-Ne

Lazer ışık kaynağından çıkan ışın uzaysal olarak filtre edildikten sonra mercekler yardımıyla paralel ışık

çizgileri şekline getirilir. Bu çizgiler Fourier ya da ters Fourier mercekleriyle, merkezden dışa doğru

yayılmış ve boyutları da yayılma çapı arttığı oranda büyüyen 15-40 kadar ışığa duyarlı dilimciğin birlikte

bulunduğu bir algılayıcının merkezinde bir noktaya odaklanır. Lazer ışığının önüne bir tane akışı

rastlamazsa, ışık saçınıma (kırılmaya) uğramadan algılayıcının merkezindeki iğne deliği gibi küçük bir

delikten geçer ve arkadaki karartma algılayıcısının üstüne düşer. Tane akışına rastlayan ışık, tane

boyutuyla ters orantılı bir açıyla kırılır.

Fourier merceğinin temel özelliği, bir tane kümesinden geçerken kırılan lazer ışığının saçınımını toplar ve

belli açılardakileri gruplandırarak algılayıcı dizisine gönderir. Gruplandırılan ışık kümeleri algılayıcı

parçacıklarında değerlendirilir ve “ ışık enerjisi dağılımı ” olarak adlandırılan ışık şiddeti verilerine

dönüştürülür. Bu ışık verileri ile tane boyut dağılımı arasındaki ilişki kullanılarak lazer ışığı önünden

geçirilen tanelerin boyut dağılımı hesaplanır.

Şekil 1. Lazer saçınım boyut analiz cihazının çalışma teorisi.


Laboratuarda mevcut bulunan “Malvern Matersizer S” cihazını tanımak, bilgi edinmek, incelemek.

Öğütülmüş malzemenin tane irilik dağılımını belirlemektir.


1. Deney numunesi: Öğütülmüş numune

2. “Malvern Matersizer S” boyut analiz cihazı, ve diğer donanımlar.

İSTENENLER

Tane boyut analizi nasıl yapılır. Teorik bilgi vererek açıklayınız.

“Malvern Matersizer S” cihazı ile ilgili bilgi veriniz.

Cihazdan aldığınız elek altı eğrisini inceleyerek yorumlayınız.

HİDROSİKLON DENEYİ VE ÜRÜNLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Hidrosiklon gravital kuvvetlerle oluşan ayırma işlemini, santrifüj kuvvetten yararlanarak hızlandıran ve

taneciklerin boyutlarına ve kütlelerine bağlı olarak farklı miktarlarda ivme kazandırılmalarından

yararlanarak ayırma yapan bir sınıflandırma aygıtıdır. Cevher hazırlama işlemlerinde özellikle ince tane

boyutunda etkin bir ayırma imkanı sağlayan bir sınıflandırıcı olarak geniş kullanım alanı bulmaktadır.

Özellikle öğütme devrelerinde, değirmenin kapalı devre olarak çalıştırılmasında sınıflandırıcı olarak

kullanılır. Bunun yanında su atma, şlam ayırma gibi işler içinde kullanılan hidrosiklonlar, düşük

maliyetlerle sonuç vermesi, yerleşiminin kolay olması, dikkatli çalışıldığında az problem yaratması,

dizaynından dolayı çok az yere ihtiyaç göstermesi gibi özelliklerinden dolayı, endüstri de sınıflandırıcı

olarak çok geniş kullanım alanları bulmuştur.

Hidrosiklonlar ayrıca dizaynındaki bazı değişikliklerle, zenginleştirme aygıtı olarak ta kullanılmaktadır.

ÇALIŞMA PRENSİBİ

Tipik bir hidrosiklon başlıca, ayırımın gerçekleştiği bir gövde, besleme malının verildiği teğetsel bir giriş

ve iri malın çıktığı bir alt akım çıkışı ile, ince malın çıktığı bir üst akım çıkış borusundan oluşmaktadır.

Bulamaç halindeki besleme malı pampa ile ya da yerçekimi kuvvetiyle siklon içine silindirik kısımdan

teğetsel olarak belli bir basınç altında girer. Siklon yapısına bağlı olarak siklon içerisinde aşağı doğru inen

bir girdap akımı ve buna ters yönde yukarı doğru, siklon merkezinde, hareket eden ikinci bir girdap akımı

oluşur. Ters yönde girdap akımı siklon içerisinde bir alçak basınç oluşturduğundan, siklon merkezinde,

boru şeklinde bir hava boşluğu meydana gelir.

Hidrosiklonun Kesit Görünüşü

Siklonda birbirine ters yönde oluşan bu girdap akımları, siklona giren tanecik e iki kuvvetin etkimesine

neden olmaktadır. Bunlar, taneciği siklon çeperine doğru yönlendiren santrifüj kuvvet ve taneciği siklon

merkezine doğru çeken sürüklenme kuvvetidir. Siklona beslenen malzeme içerisinde bulunan partiküller,

kütlelerine ve boyutlarına göre farklı şekilde ivmeleneceklerinden, santrifüj kuvvet etkisi ile en iri taneler

siklon çeperine en yakın hareket eden grubu oluştururken, daha ince partiküller daha çok siklonun

merkezine yakın hareket edeceklerdir. Böylece siklon iç yüzeyinden merkezine doğru iri boyuttan ince

boyuta doğru bir sıralanma olmaktadır. Siklon yapısı ve çalışma koşullarına bağlı olarak, belirli bir

boyuttan ince olan partiküller yukarı doğru yönelmiş merkezi girdap akımına kapılırken, daha iri olan

partiküller aşağı giden girdap akımı içinde hareket ederek alt çıkışa yönelirler. Böylece ayırıma uğramış

ince boyuttaki taneler üst çıkıştan alınırken, iri olan üründe alt çıkıştan alınır.

SİKLONDA AYIRMAYA ETKİ EDEN PARAMETRELER

Siklon performansına etki eden parametreleri, imalat ile olanlar ve çalışma koşullarına bağlı atanlar

olmak üzere, ayırmak mümkündür.

İmalat ile ilgili parametreler: Siklon çapı, üst Çıkış borusu çapı, besleme malı giriş alanı, alt çıkış

açıklığı, koniklik açısı, silindirik gövde uzunluğu gibi parametrelerdir. Siklon çapı büyüdükçe, ayırma

sınır tane iriliği de büyümektedir. Büyük siklonlarda meydana gelen ivme kuvvetleri, küçük

siklonlardakine nazaran daha az olduğundan, taneleri siklon çeperine zorlayan kuvvet azalmakta, dolayısı

ile yukarı giden girdap akımına daha iri partiküller kapılmaktadır. Üst çıkış boru çapı arttırıldıkça, üst

çıkış ürünü tane boyutu büyümekte, dolayısı ile ayırma sınır tane iriliği artmaktadır. Giriş alanındaki

büyüme, besleme malı debisinin nispeten artmasına neden olmaktadır. Giriş alanının azaltılması

durumunda ise, aynı kapasitede basıncın bir miktar arttığı gözlenmiştir. Alt çıkış çapının azaltılması,

siklon üst çıkışına daha iri boyutta malzemenin gitmesine neden olur. Aynı şekilde bu çapı n arttırılması

da üst çıkışa giden malzeme boyutunun azalmasına neden olur. Alt çıkış açıklığı siklondaki iri tanelerin

boşaltılmasına müsaade edecek kadar geniş olmalıdır. Bunun yanında siklon içerisinde alçak basınç

nedeni ile oluşan hava boşluğunu meydana getiren havanın girişine de imkan vermelidir. Doğru

koşullarda, alt çıkıştan boşalmanın kesit görünüşü 200, 30°’lik bir koni olmalıdır. Küçük koniklik açıları

ayırma boyutunu düşürücü yönde etki eder. Koniklik açısı büyüdükçe ayırma boyutu büyür ve belli bir

açıdan sonra siklon yoğunluğa göre ayırım yapmaya meyleder. Silindirik kısmın uzun olması sonucu daha

iyi bir ayırım olur. Bunun nedeni, iri tanelerin koni duvarı tarafından ortaya yönlendirildiği zonun üst

çıkış borusundan daha fazla uzaklaşmasıdır.

Çalışma koşullarına bağlı parametreler: Giriş viskozitesi ve pulp yoğunluğu, giriş basıncı, katı özgül

ağırlığı gibi parametrelerdir. Yükselen viskozitenin taneler üzerindeki kaldırma kuvveti etkisi daha fazla

olacağından, daha iri ve daha ağır taneler üst çıkışa yönelecektir. Besleme malı katı oranı arttıkça

viskozite artacağından, ayırma sınır tane iriliği de artmaktadır. Besleme malı siklona belli bir basınçla

verilmediği zaman siklon içerisindeki ayırım gerçekleşemez. Siklon basıncı arttırıldıkça santrifüj kuvvet

etkisi de artacağından, siklondaki ayırma hassasiyeti de artacaktır. Yüksek basınçlar daha yüksek

kapasitelerde çalışmayı sağlar. Ancak basıncı fazla yükseltmek aşınmayı da fazlalaştıracağından, aşırı

yüksek basınçlar pek tercih edilmez. Siklon performansı ve ayırma tane iriliğinin saptanmasında Tromph,

Ivers, Paul ve Terra tarafından geliştirilen yöntemler kullanılmaktadır. Bu uygulamada siklon performansı

Tromph yöntemi ile değerlendirilecektir.


Laboratuarda mevcut bulunan siklon ile çalışarak siklon performansı ve ayırma tane iriliğinin saptanması


Deney numunesi, siklon, diğer yardımcı teçhizatlar

DENEYİN YAPILIŞI

Tank, pompa ile kısa devre çalışacak şekilde vanalar ayarlayınız.

Tanka su doldurulur ve pompa çalıştırılarak, suyun tank ve pompa arasında dolaşması sağlayın.

Siklonda ayrılması düşünülen numuneden, besleme malı elek analizi için numune alınız.

Çalışılması düşünülen katı-sıvı oranına göre hazırlanan numune tanka besleyin.

Tank-pompa arasında kısa devre dolaşan pulp siklona besleyin.

Siklon çalışma basıncı ayarlandıktan sonra siklonun rejime girmesi için bir süre bekleyin.

Siklon rejime girdikten sonra, üst çıkış ve alt çıkıştan numuneler alınız.

Besleme malı, alt çıkış ve üst çıkış ürünlerinin ayrı ayrı, aynı elek serisi ile elek analizlerini

yapınız.

İSTENENLER

Siklonun çalışma prensibini ve siklonda sınıflandırmaya etki eden parametreleri anlatınız.

Elek analizlerinden yararlanarak, endüstriyel sınıflandırma tablosunu oluşturunuz.

Tromp'a göre sınıflandırma eğrilerini çizerek, bu eğrilerden elde edilen değerleri bulunuz.

Deneyin yorumunu yaparak, sınıflandırmanın hassasiyeti hakkında bilgi veriniz.

Documents

MAD311 Cevher Hazırlama I Laboratuvarı