MAD322 Cevher Hazırlama II Laboratuvarı

ZONGULDAK KARAELMASZONGULDAK KARAELMAS ÜNİVERSİTESİÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİMÜHENDİSLİK FAKÜLTESİMADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜMADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

MAD 322 Cevher Hazırlama II Lab. Dersi Uygulama Raporu

DENEY ADI

Hazırlayan: Öğrenci No Adı SOYADI

2009 – 2010 Bahar Dönemi

ZONGULDAK KARAELMASZONGULDAK KARAELMAS ÜNİVERSİTESİÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİMÜHENDİSLİK FAKÜLTESİMADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜMADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

MAD 322 CEVHER HAZIRLAMA II

LABORATUAR DERSİ

DENEY FÖYLERİ

1. YÜZDÜRME-BATIRMA DENEYİ2. AĞIR ORTAM SİKLONU 3. SALLANTILI MASA DENEYİ4. JİG DENEYİ5. MANYETİK AYIRMA DENEYİ6. FLOTASYON DENEYLERİ

YÜZDÜRME - BATIRMA DENEYLERİ

Yüzdürme-batırma testleri yoğunlukları belirli değerlerde olan durgun sıvı ortamlarda yapılmaktadır.

Yoğunlukları ayarlanabilir olan bu ortamları üç grupta toplamak mümkündür.

Organik sıvıların alkol veya benzen ile karışımları

İnorganik tuzların sudaki çözeltileri

İnce öğütülmüş katı maddelerin sudaki süspansiyonları

Bu ağır ortamlardan organik sıvılar ve inorganik tuzların sudaki çözeltileri laboratuar çapında yapılan

yüzdürme-batırma testlerinde kullanılırken, katı madde süspansiyonları endüstriyel çaptaki yıkama

ünitelerinde kullanılmaktadır.

Kömür, yerkabuğundan üretildiği şekliyle (tüvenan halde), içinde yanıcı olmayan mineral maddeler,

kükürt, nem gibi safsızlıklar içerir ve bu söz konusu safsızlıkların miktarları arttıkça kömürden elde

edilebilecek enerji miktarı azalmakta, dolayısıyla kömürün tüketim sahaları daralarak, ekonomik değeri

düşmektedir. Bütün bu nedenler, kömürün yanıcı olmayan maddelerden ve kükürdünden arındırılma

gerekliğini ortaya çıkarmaktadır.

Kömür yıkama ve cevher zenginleştirme ilk bakışta eş anlamlı gibi görülmektedirler. Gerçekte cevher

zenginleştirme yöntemleri, ufalama işlemleriyle sağlanan cevher ve gangın serbestleşme tane iriliğine

göre seçilirken, kömür yıkama yöntemleri mevcut tane iriliğinde kömür kül ilişkisine göre seçilmektedir.

Başka bir anlatımla, kömür yıkamada mümkün olan en iri boyutta, ancak en az küllü kömür elde

edebilmek için; ufalama işlemlerinden kaçınılarak, kabul edilebilir, bir kül oranında, temiz kömür eldesi

hedeflenmektedir.

Kömür yıkamanın ilk basamağı yoğunluk analizleridir ve bu analizler yardımıyla kömür-kül ilişkisi

ortaya çıkarılmaktadır. Yoğunluk analizleri genel olarak yüzdürme-batırma testleri ile yapılmaktadır.

DENEYİN TANIMI VE AMACI

Yüzdürme-Batırma Testlerinin Uygulanabilirliği: Yüzdürme-batırma testleri, kömürün hangi yoğunlukta

külünden ayrılabileceğini, ayırma işlemi sonucunda elde edilecek yüzen (temiz kömür) kısmın miktarının

belirlenmesini ve kül oranının tespit edilmesini mümkün kılmaktadır. Ayrıca yüzdürme-batırma testleri

sonuçlarının irdelenmesiyle kömürün kolay veya zor yıkanabileceği hakkında bilgi edinilmektedir.

Yüzdürme-batırma testleri için seçilen yoğunluklar genellikle 1.3 gr/cm3 den başlayarak 0.1 gr/cm3-

artışlarla 2.0 gr/cm3 e kadar ayarlanabilirler. Teste tabi tutulacak kömürün cinsine ve tüvenan kömür

içindeki ara ürün miktarına bağlı olarak bazen söz konusu yoğunluklar 1.2 veya 1.4 gr/cm3 den başlayarak

1.8 veya 1.9 gr/cm3 e kadar 0.1 gr/cm3 lük artışlarla, bazen de deneyin amacı ve yine kömür özelliğine

bağlı olarak 0.05 gr/cm3 lük artışlarla hazırlanabilir.

DENEYDE KULLANILAN MALZEME VE ALETLER

Yüzdürme-batırma testlerine tabi tutulacak kömür numunesi, farklı yoğunluklu ağır sıvılar, deney seti,

yardımcı ekipmanlar, etüv, fırın.

DENEYİN YAPILIŞI

Yüzdürme-batırma testlerine tabi tutulacak kömür numunesi özelliklerine, miktarına ve tane iriliğine göre

farklı (Örneğin 1.3 - 1.4 - 1.5 - 1.6 - 1.7 - 1.8 gr/cm3) yoğunluklarda hazırlanan ZnCl2 çözeltileri

(genellikle) 30 lt hacmindeki kovalara konur. Numune önce suyla iyice yıkanır ve

süzülür. Bu işlemin amacı, kömür tanelerindeki çatlak ve boşlukları su ile doldurularak;

ZnCl2 ün söz konusu boşlukları doldurarak, test esnasında kömür taneciklerinin yoğunluklarının

artmasının engellenmesi,

Test sonucunda numunelerin ısı değeri tayinleri yapılacaksa, ısı değeri tayin cihazı (Kalorimetre-

•bombası) çeperlerinin numune içinde kalacak ZnCl2 vasıtasıyla korozyona uğramasının

önlenmesidir.

Yukarıda de belirtildiği gibi yüzdürme-batırma deneyine tabi tutulacak numune suyla yıkandıktan sonra,

ilk önce 1.3 gr/cm3 lük ZnCl2 çözeltisine atılarak karıştırılır ve yüzen mal 0.5 mm açıklıklı bir süzgeç

vasıtasıyla alınarak, 1.3 gr/cm3 de yüzen olarak adlandırılır. Daha sonra batan mal 1.4 gr/cm3 yoğunluklu

çözeltiye atılır ve karıştırıldıktan sonra, yine süzgeçle yüzen malzeme alınarak 1.3-1.4 gr/cm3 yoğunluklu

malzeme olarak isimlendirilir. Aynı işlem daha yüksek yoğunluklu çözeltilerde de tekrar edilir ve en son

olarak 1.8 gr/cm3’te batan malzeme alınarak 1.8 gr/cm3’te batan olarak isimlendirilir. Elde edilen

yoğunluk fraksiyonlarındaki ürünler yıkanarak ZnCl2 den arındırıldıktan sonra, kurutulup tartılır ve her

birinden ayrı ayrı numuneler. alınarak kül analizleri yapılır. Ağırlık ve kül analizleri değerleriyle,

yüzdürme-batırma değerlendirme tablosu oluşturulur. Bu tablo yardımıyla kömür yıkanabilirliğini

gösteren eğriler elde edilir. Pratikte en çok kullanılan eğriler, Henry Rheinhard eğrileri olarak adlandırılır.

Bu eğriler yardımı ile belirli kül oranında konsantre elde etmek istendiğinde verimin nasıl olacağı ve

artıkta kalan kısmın kül oranının ne olacağı bulunur. Yoğunluk eğrisi yardımı ile, belirli küllü temiz

kömür elde etmek için, kömürün hangi ayırma yoğunluğunda yüzdürülmesi (örneğin, jigle yıkamada jigin

nasıl ayarlanması) gerektiği ortaya çıkmaktadır. Genel olarak eğrinin yatay ve dikey kısmı arasındaki açı

dikleştikçe kömürün yıkanabilme özelliğinin arttığı söylenebilir.

DENEYİN YAPILIŞI

Yüzdürme-batırma deneyine tabi tutulacak kömürün elek analizini yaparak, kömürü fraksiyonlara

ayırınız.

0.5 mm den daha ince tane iriliğindeki tozu ayırınız

Teste tabi tutulacak numuneyi suda bir süre beklettikten sonra süzerek alınız.

Numune miktarına bağlı olarak, numunenin bir kısmını veya tamamını önce 1.3 gr/cm3

yoğunluğundaki ZnCl2 çözeltisine atınız. Tanelerin birbirini engellemesini önlemek için, içinde

kömür bulunan sıvıyı bir çubuk ile karıştırınız. Bundan sonra yüzen malzemeyi bir süzgeçle alarak

1.3 gr/cm3’te yüzen olarak adlandırınız. Batan malzemeyi ise yine süzerek alınız ve 1.4 gr/cm3

yoğunluğundaki sıvıya atınız. Burada yüzen malzemeyi alarak 1.3-1.4 gr/cm3 yoğunluklu

malzeme olarak adlandırınız. Batan kısım için ise yine aynı işlemlere daha yüksek yoğunluklu

çözeltilerde devam ediniz ve en yüksek yoğunluktaki batan kısım ise, o yoğunlukta batan olarak

isimlendiriniz. Elde edilen yoğunluk fraksiyonlarını yıkayarak kömür yüzeyinde bulunan ZnCl2 yi

uzaklaştırınız. Numuneleri kuruttuktan sonra tartınız ve her yoğunluk fraksiyonundan numuneler

alarak kül analizi yapınız.

Elde edilen tartım ve analiz sonuçlarına göre yüzdürme-batırma değerlendirme tablosunu

oluşturunuz.

İSTENENLER

Yüzdürme-batırma testlerinin amacını anlatınız.

Deneyin yapılışını anlatınız.

Deney verilerinden yüzdürme-batırma değerlendirme tablosunu oluşturunuz ve tablodan

yararlanarak Henry-Rheinhard eğrilerini çiziniz. Sonuçların değerlendirilmesini ve gerekli yorumu

yapınız.

AGIR ORTAM AYIRMASI İLE ZENGİNLEŞTİRME

İri boyutlu mineral tanelerinin, akışkan bir ortam içinde özgül ağırlık farkları nedeni ile birbirlerinden

ayrılması ile gerçekleştirilen zenginleştirmeye “gravite zenginleştirmesi” denir. Gravite zenginleştirmesi

üç türlü akışkan ortamda gerçekleştirilir.

Durgun ortam

Düşey hareketli ortam

Tabaka halinde akan akışkan ortam olmak üzere

İri boyutlu mineral tanelerinin aralarındaki özgül ağırlık farkları farklılığına dayanılarak ağır bir akışkan

bir ortam içinde yüzme-batma yoluyla birbirlerinden ayrılması ile gerçekleştirilen zenginleştirme işlemine

ağır ortam veya ağır sıvı veya yüzdürme-batırma yoluyla zenginleştirme denir. Ağır ortam ayırması

ile zenginleştirme yönteminin uygulanabilmesi için, ayrılacak mineraller arasında en az 0.1 g/cm3 özgül

ağırlık farkı olması ve ayırmayı etkileyecek ölçüde gözeneklilik olmaması gerekir. Endüstriyel uygulama

4 işlem kademesi içermektedir.

1. Beslenecek cevherin uygun şekilde hazırlanması,

2. Ağır ortam içeren ayırıcı aygıt da yüzen ve batan ürünlerin ayrılması,

3. Yüzen ve batan ürünlerin ayrı ayrı alınması ve ürünlerle birlikte gelen ağır ortamın

uzaklaştırılması,

4. Temizleme, ayarlama ve ayarlanmış ağır ortamın tekrar ayırıcı aygıta döndürülmesi.

Durgun akışkan ortamda yapılan ağır ortam ayırması ile zenginleştirme işlemleri, cevherler için 75-2 mm,

kömür içinde 150-2 mm arasındaki boyutlarda uygulanabilir. Ağır ortam siklonlarında ise alt boyut sınırı

0.2 mm ye kadar inebilmektedir. Cevherin birbirine yakın boyutlu tanelerden oluşan boyut gruplarına

ayrılması ve her grubun ayrı banyoda işleme girmesi gerekir. Beslenecek cevher, ağır ortamın

özelliklerini değiştirecek ölçüde koloidal madde, şlam ve küçük boyutlu tane içermemelidir. Ağır ortamda

zenginleştirme işlemine tabi tutulacak cevhere yukarıda belirtilen özellikleri sağlayacak şekilde boyut

küçültme, sınıflandırma, şlam uzaklaştırma işlemleri uygulanır.

AĞIR ORTAM SİKLONLARI

Ağır ortam siklonları (Şekil 12) cevherlerin ve kömürün zenginleştirilmesinde büyük ölçüde

kullanılmaktadır. Ağır ortam siklonları içerisinde yüksek bir santrifüj kuvvet ve alçak bir viskozite

oluşmaktadır. Bu da çok ince boyutlarda ayırma yapmayı mümkün kılmaktadır. Ağır ortam siklonlarının

çalışma prensibi, klasik siklonlara benzemektedir. Cevher, ağır ortamla bir tankta karıştırıldıktan sonra

siklona basınç ile teğetsel olarak beslenip, batan ürün siklonun alt çıkışından, yüzen ürün ise üst çıkıştan

siklonu terk etmektedir. Ağır ortam siklonları kömür, demir ve elmas zenginleştirme işlemlerinde, gerek

ön zenginleştirme, gerekse nihai zenginleştirme için geniş ölçüde kullanılmaktadır. Siklonlara 30 mm ile

0.5 mm arasındaki cevherler beslenebilmektedir. Ancak son yıllarda yapılan çalışmalarda, kömür

zenginleştirme işlemlerinde ağır ortam siklonlarına beslenebilecek alt boyut 0.200 mm ye kadar inmiştir.

Siklonlarda kapasite, siklon çapı ve cevher özelliklerine bağlı olarak 150 kuru-ton/h olabilmektedir.

AĞIR ORTAM SİKLONUNDA ZENGİNLEŞTİRME DENEYİNİN AMACI

Ağır Ortam Siklonunda zenginleştirmeye ilişkin teorik bilgilerin anlatılması

Ayırma parametrelerinin belirlenmesi

Cihazın yapısal özelliklerinin belirlenerek, deney sonucunda ayırma etkinliğinin belirlenmesi

DENEYDE KULLANILAN NUMUNE VE ALETLER

Deney numunesi, ağır ortam siklonu, manyetit ile hazırlanmış ağır ortam ve diğer deneysel teçhizatlar

kullanılacaktır.

İSTENENLER

1. Ağır ortam siklonunda zenginleştirme yönteminin esasını bir ağır ortam kesiti çizerek anlatınız.

2. Ağır ortam siklonunda zenginleştirme yöntemini etkileyen parametreleri belirterek açıklayınız

3. Deneyin yapılışını anlatınız.

4. Yüzen ve batan ürünlerden numuneler alarak, deney sonuçlarını yorumlayınız.

SALLANTILI MASA İLE ZENGİNLEŞTİRME

Sallantılı masa, cevheri oluşturan minerallerin özgül ağırlık farkından yararlanarak zenginleştirme

işlemini gerçekleştiren bir yoğunluğa göre ayırma cihazıdır. Sallantılı masa, hafif eğimli, paralel kenar,

dikdörtgene yakın yamuk veya V şeklinde bir tabladır. Masa yüzeyine eşik adı verilen çıtalar belirli

aralıklarla yerleştirilmiştir. Çıtalar besleme tarafında maksimum yüksekliğe sahiptir ve sona gittikçe

alçalmaktadır. Masa uygun bir mekanizma ile uzun eksen i doğrultusunda ileri geri ve geriye olmak

üzere, hareket ettirilir. Bu ileri-geri hareket ve masa üzerindeki eşikler yardımıyla yoğunluğa göre bir

ayırma işlemi yapılabilmektedir. Aşağıda bir masa kesiti verilmektedir.

Partiküller masa yüzeyinde iki kuvvetin etkisi altında kalmaktadır;

Akışkan su tabakası tarafından oluşturulan sürüklenme kuvveti,

Masanın ileri yavaş, geri hızlı olmak üzere yaptı ğı harekete bağlı

olarak, masa yüzeyinde ileriye doğru ivme kazanma kuvvetidir.

Bunların net etkisi sonucu, partiküller masa yüzeyinde, besleme bölgesinden, masa sonuna doğru

diyagonal olarak hareket ederler. Masadaki kuvvetlere bağlı olarak ayrılan partiküllerden, daha küçük

yoğunluklu partiküller, konsantre oluğunun üst tarafından düşerken, daha iri olan hafif partiküller masa

boyunca uzanan artık oluğundan düşerler.

Masa tablaları genellikle ağaçtan yapılır ve yüksek sürtünme katsayılı kauçuk ve plastik gibi

malzemelerle kaplanır. Daha pahalı olmasına rağmen, fiberglas masalarda, çok daha sert olduklarından

kullanılmaktadır. Bu tür masalarda çıtalar kalıbın bir parçası olarak masa ile bütün imal edilir. Masa

ayırmasında tane boyutu çok önemli rol oynamaktadır. Besleme malı boyutunun artması ile ayırma

randımanı düşmektedir. Eğer besleme malı geniş tane boyutu dağılımı içerirse, bu boyutlardan çoğu

randımansız olarak yıkanacaktır. Sallantılı masa, iri hafif taneleri ince ağır tanelerden etkili olarak

ayırdığından, pratikte besleme malı, sınıflandırıcılarda eşit çökme değerlerine göre sınıflandırılır.

Sallantılı masalarda bu amaçla “hidroseizer” denilen ardışık konilerden oluşan, çoklu çöktürme konileri

kullanılır. Her konide elde edilen eş düşüşlü besleme malları, ayrı ayrı masalara beslenerek

konsantrasyona tabi tutulurlar. Zenginleştirme kriteri değeri 1.25'in üzerinde olan herhangi iki mineral

sallantılı masada birbirinden ayrılabilir. Ayrılacak mineraller arasında şekil ve boyut farkı varsa,

zenginleştirme kriteri değeri 1.0 civarında da olsa zenginleştirme yapılabilir.

Masalarda ayırmaya etki eden önemli faktörler şöyle açıklanabilir.

1 Hız ve genlik: Strok uzunluğu genellikle 10 mm ile 25 mm arasında değişir, bazen daha fazla da

olabilir. Hız ise dakikada 240-325 strok civarındadır. Genel olarak ince tanelerde, iri tanelere göre daha

yüksek hız ve daha kısa strok gerekir.

2. Su sarfiyatı: Besleme pulpündeki su miktarları değişkenlikler göstermesine rağmen, genelde cevher

masaları için ağırlıkça % 20-25 katı, kömür masaları içinse % 33-40 katı kullanılır.

3. Eğim: Sallantılı masaların eğimi, cevher boyutuna, ayrılacak minerallerin özgül ağırlıklarına, ayırma

cinsine ve yıkama suyu miktarına bağlı olarak değişir. İnce cevherler için 1/48 - 1/24, iri cevherler için

3/48 - 1/12 arasındaki eğimler kullanılır. Kaba zenginleştirme işleminde 1/6'ya kadar eğimler

kullanılabilmektedir ..

Bunlardan başka eşik tertibi, yıkama suyu miktarı da vb. de ayırma üzerinde etkilidir.

Sallantılı masa, kalay, demir, tungsten, tantalyum, mika, barit. titan, zirkon, cevherlerinde geniş uygulama

alanı bulurken, daha az oranda altın, gümüş, toryum, uranyum gibi cevherlerin zenginleştirilmesinde de

kullanılmaktadır. Diğer yandan, sallantılı masa kömür yıkamada da çok büyük oranlarda

kullanılmaktadır.

HAVALI MASALARDA ZENGİNLEŞTİRME

Pnömatik veya havalı masalar ağır mineral kumlarının zenginleştirilmesinde önemli bir kullanım alanına

sahiptir. Bunun yanında asbestin tenörünü yükseltmede ve suyun önemli sorun olduğu yerlerde

kullanılmaktadır. Havalı masalar, besleme malını düz, çıtalı yüzey boyunca hareket ettirmek için, fırlatma

hareketi kullanılır ve masa yüzeyinden belirli miktarda hava devamlı olarak cevhere verilerek geçici bir

yatak oluşturulur. Oluşan tabakalaşma yaş masalardan farklıdır. Yaş masalarda konsantre tarafından artık

tarafına doğru tane boyutu artarken, yoğunluk azalmaktadır. Havalı masada ise boyut ve yoğunluk her

ikisi birden düşmekte ve ara ürün bandındaki en iri partiküller en düşük yoğunluğa sahip olmaktadır.

Böylece pnömatik masa ayırımı hidrolik sınıflandırma işlemine benzemektedir.


Sallantılı masa ile zenginleştirme deneyi yapılacak ve sonuçlar değerlendirilecektir.


1. Deney Numunesi: Masada zenginleştirme işlemine tabi tutulacak cevher 2.5 mm’nin altına inecek

şekilde ufalama işlemine tabi tutulmuş ve elenerek çeşitli boyut gruplarında sınıflandırılmış

numunelerdir.

2. Sallantılı masa

3. Diğer donanımlar: Laboratuar elekleri, Numune kovaları, paslanmaz çelik kaplar, tartım aleti.

DENEYİN YAPILIŞI

Çalışma için öngörülen masa eğimi ayarlayınız,

Masaya beslenecek suyun debisi ve bu suyun besleme kutusuna ve yıkama duşlarına giden

miktarları vanalarla ayarlayın,

Numune kovaları bölmelerin altına yerleştirildikten sonra masa çalıştırılarak tane

fraksiyonlarından birisini besleme kutusuna vermeye başlayın,

Cevherin masa üzerindeki hareketi gözle izlenerek, konsantre, ara ürün ve artığı birbirinden ayıran

plakalar elle ayarlayın.

Konsantrasyon işlemi sona erdiğinde, su kesilir ve masa durdurunuz,

Kovalarda birikmiş olan ürünler, ayrı ayrı etüve konulup kurutunuz. Kurutulan ürünler tartılarak

miktarları belirleyin. Her tane fraksiyonu için elde edilen ürün miktarları ve tenörleriyle materyal-

balans tabloları oluşturarak sonuçları değerlendiriniz.

İSTENENLER

Sallantılı masanın çalışma prensibini anlatınız,

Deneyin yapılışını anlatınız,

Deney sonuçlarından yararlanarak materyal-balans tablosunu oluşturun.

Her tane fraksiyonunda ayrı ayrı elde edilen materyal-balans tablosunu oluşturunuz, Sonuçların

değerlendirilmesini ve gerekli yorumu yapınız.

JİG İLE ZENGİNLEŞTİRME

Cevher zenginleştirme ve kömür yıkama yöntemleri içinde yoğunluk farkına dayanan en eski

yöntemlerden biri jigle zenginleştirme yöntemidir. Jiglerin ilk kullanımları 1870’li yıllarda başlar. Basit

olarak yöntem, "tabanı elekli bir kasada, periyodik olarak düşey hareket eden akışkan bir ortam içinde,

malzemelerin yoğunluklarına göre tabakalaşmaları" olarak tanımlanabilir. Bu yöntemde esas olan,

ayrılmasını istediğimiz malzemeler arasındaki yoğunluk farkının yüksek olması ve nispeten iri boyutlarda

serbestleşmiş olmalarıdır. Jiglerde kullanılan ortam genellikle su, bazen hava ve nadiren de ağır bir sıvı

olmaktadır. İlk yıllarda özellikle iri boyutlu cevherler için kullanılan jigler, cevher zenginleştirme

teknolojisinin gelişimiyle birlikte eski önemlerini kaybetmişlerdir. Halen özellikle kömür yıkama

işlemlerinde ve iri boyutlu cevherlerin zenginleştirilmesinde kullanılmaktadırlar.

JİGLE ZENGİNLEŞTİRME ESASI

Jiglerde minerallerin birbirinden ayrılması, jig tabanındaki elek üzerinde ve ortama hareket veren bir

pulsasyon hareketiyle sağlanır. Burada amaç, elek üzerinde oluşan yataktaki malzemeyi genişleterek

açmak ve bu açılmayı kontrol ederek, daha yüksek yoğunluklu ve ince tanelerin, oluşan yatağın

aralıklarından geçmesini, iri ve yüksek yoğunluklu tanelerin ise yatak üzerinde tabakalaşmasını

sağlamaktır. Başka bir deyişle, ortama verilen düşey (emme ve basma) hareketiyle, jige beslenen

malzeme içindeki farklı yoğunluklu minerallerin, jig tabanı (elek) üzerinde en alt tabakada en ağır

mineraller, en üst tabakada da en hafif mineraller olmak üzere tabakalar oluşturmasını sağlamaktır. Bu

arada, elek üzerindeki yatağın yukarı doğru (basma) hareketi esnasında açılan yatak malzemesi arasından,

besleme malı içindeki ince boyutlu ve yüksek yoğunluklu ağır mineraller elek altına geçmektedir.

Jigleme işleminde, ortam hareketli ise sabit elek, ortam sabit ise düşey hareketli bir elek de

kullanılabilmektedir.

JİGDE TABAKALAŞMANIN TEORİK AÇIKLAMASI

Akışkan ve düşey hareketli bir ortam içinde, farklı yoğunluk ve boyutlardaki tanelerin, jig tabanı (eleği)

üzerinde tabakalaşması, aşağıda belirtilen 3 nedene bağlanmaktadır.

A. Engelli çöküş klasifikasyonu

B. Çöküş başlangıcındaki ivme farklılığı

C. Çöküş sonunda ara boşluklardan sızma

JİGLE AYIRMAYI ETKİLEYEN FAKTÖRLER

Jigler, özgül ağırlıkları farklı malzemelerin, akışkan bir ortamda, ortamın veya jig eleğinin hareketi ile

sağlanan pulsasyon. hareketleri vasıtasıyla, ağır malzemenin altta, hafif malzemenin ise üstte olmak üzere

tabakalaşma yoluyla ayrılmalarını sağlar. Bu işlem esnasında jigin ayırma hassasiyetini etkileyen

faktörleri aşağıdaki gibi 2 ana grupta toplamak mümkündür.

Jig yapısına bağlı faktörler

Jige beslenen malzemeye bağlı faktörler

1. Jig yapısına bağlı faktörler: Jigin yapısına bağlı olarak değişen; tabaka kalınlığı, pulsasyon, boşaltma

sistemleri, kompartıman adedi, elek yapısı ve şekli gibi faktörler, jigle ayırmada, ayırma hassasiyetini

etkileyen faktörlerin en önemlilerini oluşturmaktadır.

2. Jige beslenen malzemeye bağlı faktörler: Jige beslenen malzeme içindeki ayrılması istenen mineraller

arasındaki özgül ağırlık farkı arttıkça jigin ayırma hassasiyeti artmaktadır. Ayrıca özgül ağırlık farkına

göre ayırma yapan tüm cihazlarda olduğu gibi- beslenen malzemenin, dar tane iriliği fraksiyonlarında

olması yine jigin ayırma hassasiyetini arttırmaktadır.

Jigle zenginleştirme işlemlerinde ayırmayı etkileyen faktörlerin bir diğer grubu da, jigin çalışma

koşullarına bağlı faktörlerdir. Bunlar jige beslenen malzemenin besleme hızı, su miktarı, ayırma

yoğunluğu olarak sıralanabilir.


Düşey hareketli akışkan ortamda ayırma hakkında bilgi edinmek.


Deney sırasında iki ayrı jig kullanılacaktır. Bunlardan birincisi tek kompartımanlı mineral jigi, ikincisi ise

üç ürün alınan Acco kömür jigidir.

TEK KOMPARTIMANLI MİNERAL JİGİ İLE DENEYİN YAPILIŞI

Jigi temizleyiniz,

Su bağlantılarını yapınız,

Zenginleştirilecek malzemeden 0.5 kg numune alınız,

Jigi su ile doldurunuz ve sürekli su besleyiniz,

Malzemeyi jig eleği üzerine yavaşça boşaltınız,

Bir müddet bekleyerek malzemenin elek üzerinde tabakalaşmasını sağlayınız,

Suyu keserek, jigi durdurunuz,

Kompartımanı jigden çıkarınız ve yan kapağını açarak tabakalaşmayı gözleyiniz.

ÜÇ KOMPARTIMANLI KÖMÜR JİGİ İLE DENEYİN YAPILIŞI

Jigi temizleyiniz

Kompartımanların alt çıkışlarını kapatınız,

Jig eleği üzerine, jig eleği açıklığına uygun boyutta feldspat besleyerek ince (10-20 mm) bir

yatak tabakası oluşturunuz, - Su bağlantılarını yaparak jigi su ile doldurunuz,

Temiz kömürü almak için jig çıkışı altına kap koyunuz

Jigi çalıştırınız,

Besleme kömür numunesini doldurarak beslemeye yavaş bir biçimde başlayınız, Bir müddet

bekleyerek temiz kömür ve artık tabakalaşmasını ve temiz kömürün yüzerek jigi terk etmesini

gözleyerek, işleme besleme kabındaki malzemenin bitimine kadar devam ediniz,

Jigi durdurunuz, suyu kapatınız,

Ürünlerden numuneler alınız.

İSTENENLER

Jig ile zenginleştirme hakkında teorik bilgi verin.

Yaptığınız deneyi anlatın.

Temiz kömür ve artıktan aldığınız numuneleri gözle incelerek karşılaştırın. tartınız,

Ürünlerin kül analizlerini yapınız.

MANYETİK AYIRMA İLE ZENGİNLEŞTİRME

Manyetik ayırma endüstride geniş bir uygulama alanı olan, aslında minerallerin farklı Manyetik

özelliklerinden yararlanılarak yapılan bir zenginleştirme yöntemidir. Manyetik ayırma işleminde

sürtünme ve gravite kuvvetlerinin mıknatısların çekim kuvvetleri ile birleşmesi suretiyle bir manyetik

alan içindeki farklı manyetik özellikteki minerallerin birbirinden ayrılabilmesi sağlanmaktadır. Manyetik

ayırma daha çok manyetik olmayan minerallerden manyetik özelliğe sahip değerli minerallerin

kazanılmasında, kasiterit’in, şelit’in, sahil kumlarının kazanılmasında, ağır ortam devrelerinde manyetitin

kazanılmasında seramik hammaddelerinden demirin arındırılmasında kullanılmaktadır.

MANYETİK AYIRMADA ETKEN OLAN KUVVETLER

Manyetik ayırmada etkin olan çeşitli kuvvetler vardır. Bir manyetik alan içindeki cisme tesir eden kuvvet;

manyetik alan şiddeti, cismin permeabilitesi ve cismin kutba olan mesafesi ile doğru orantılı olarak

artmaktadır. Manyetik ayırmada etkili olan kuvvetler aşağıda kısaca anlatılmıştır.

Manyetik Kuvvetler

Manyetik ayırmada manyetik kuvvetlerin ve manyetik alanın özellik farklılıkları etkin olduğundan

cevherin bu özellikleri dikkate alınmalıdır. Cevherdeki manyetik kuvvetler,

- Diamanyetizm (zayıf mıknatıslık)

- Paramanyetizm (kuvvetli mıknatıslık)

- Ferromanyetizm(çok kuvvetli mıknatıslık) olarak sınıflandırılmaktadır.

Diamanyetizm: Manyetik duyarlılıkları, yani mıknatıslık özelliği düşük olan bu cisimler manyetik alan

içinde itilirler. Diamanyetik maddeler manyetik olarak zenginleştirilemezler.

Paramanyetizm: Manyetik duyarlılıkları yüksek olan bu cisimler manyetik alan içinde çekilirler.

Paramanyetik mineraller yüksek alan şiddetli manyetik ayırıcılarla ayrılmaktadır. Bu özellikteki

minerallere örnek olarak ilmenit, rutil, wolframit, monazit, siderit, kromit, hematit, manganez sayılabilir.

Ferromanyetizm: Ferromanyetik cisimler manyetik duyarlılıkları çok yüksek olan doğal mıknatıslardır.

Bu özellikteki mineraller zayıf alan şiddetli ayırıcılarla zenginleştirilirler.

Manyetik alan içinde hareket etmekte olan mineral tanesi manyetik kuvvet dışında yerçekimi, moment,

sürtünme, hidrolik ve taneler arası itici-çekici kuvvetlerin etkisi altında kalmaktadır.


Laboratuarlarımızda mevcut bulunan manyetik ayırıcıların incelenmesi, manyetik ayırma ile ilgili bilgi

birikiminin sağlanması. Laboratuarda yapılan manyetik ayırma deneyinin amacı, verilen numunelerin

içerdikleri manyetik minerallerin konsantreler halinde kazanılması ve manyetik özelliği olmayan

minerallerin ise ayrılarak artıkta toplanması koşulunun sağlanmasıdır.


Deney numunesi, Düşük alan şiddetli kuru manyetik ayırıcı Yüksek alan şiddetli kuru manyetik ayırıcı,

Yüksek alan şiddetli yaş manyetik ayırıcı, yardımcı teçhizatlar

DENEYİN YAPILIŞI

Ayırıcının/ayırıcıların çıkış yerlerine kapları yerleştiriniz.

Ayıcıyı/ayırıcıları çalıştırıp, manyetik alanı sağladıktan sonra düzgün bir şekilde beslemeyi

yapınız.

Deney sonucunda ayrılan manyetik olan ve olmayan numuneleri tartıp, inceleyiniz.

Cihazı ve çalışma yerinizi temiz bırakınız.

İSTENENLER

Manyetik ayırmanın temel prensibini anlatıp, cihazların şemasını çizerek açıklayın

Deneyin yapılışını anlatın

Deney sonuçlarını yorumlayınız.

FLOTASYON İLE ZENGİNLEŞTİRME

Flotasyon çok ince öğütülmüş, gravimetrik yollarla zenginleştirilmesi mümkün olmayan cevherlerin

fizikokimyasal, kurallara dayanılarak, köpükle cevher yüzdürme işleminin yapıldığı bir zenginleştirme

yöntemidir. Sözlük anlamı “yüzdürmek” olan Flotasyon, bugün madencilik dışında kimya ve kağıt

endüstrisinde de kullanılmaktadır, bilindiği gibi cevher hazırlamada büyük ölçüde diğer yöntemlerin

yerini almıştır. Flotasyon yöntemi, özellikle bakır, kurşun, çinko cevherlerinde tamamen, kömür, demir,

zenginleştirme işlemi olarak kullanılmaktadır. Ayrıca barit, florit, feldspat, fosfat gibi endüstriyel

minerallerin zenginleştirilmesinde de uygulanmaktadır.

FLOTASYONUN TEMEL PRENSİPLERİ

Bilindiği gibi flotasyon işleminde mineral tanelerinin fizikokimyasal yüzey özellik farklılığından

yararlanılmaktadır. Reaktif ilavesinden sonra, mineraller arasındaki yüzey özelliklerinin farklılığı

flotasyonun esasını oluşturur. Flotasyonun oluşabilmesi için hava kabarcığının minerale bağlanması ve su

yüzeyine çıkması gerekmektedir. Genelde, flotasyon ince taneli cevherlere uygulanmaktadır. Eğer cevher

çok iri taneli olursa, mineral tanesi ve hava kabarcığı arasındaki adezyon kuvveti mineralin ağırlığından

az olacağından kabarcık mineral tanesini tutamayacak ve böylece tane aşağıya düşecektir. Mineralin

hidrofob özellikte olması sayesinde, hava katarcıkları mineralin yüzeyindeki su ile yer değiştirerek hava

kabarcığının mineral tanesine yapışması sağlanmakta ve ayrıca hava kabarcığının mineral tanesini,

yüzeye ulaştığında da tutması gerekmektedir. Aksi taktirde köpük patlayıp mineral taneleri aşağıya

düşecektir. Yukarıda belirtilen bu şartların sağlanabilmesi için bir takım flotasyon prensipleri

kullanılmaktadır. İlave edilen flotasyon reaktiflerine göre mineral yüzeyinin aktivasyonu, aynı yüzeye

tesir eden kuvvetlere bağlıdır. Minerallerin çoğu doğal yüzme kabiliyetine sahip değildir. Yüzdürme

işlemi sırasında, kıymetli minerallerin köpükle beraber konsantre olarak alınışında esas rolü, belirli bir

sıra halinde ilave edilen kimyasal reaktifler üstlenmektedir ki bunlara flotasyon reaktifleri denir.

FLOTASYON REAKTİFLERİ

Minerallerin çoğu doğal olarak yüzme yeteneğine sahip değildir. Yüzdürme işlemi sırasında, kıymetli

minerallerin köpükle beraber konsantre halinde alınışında esas rolü, belirli bir sıra halinde ilave edilen

kimyasal reaktifler üstlenmektedir Kullanılan reaktifleri aşağıdaki şekilde sınıflandırmak mümkündür.

1. Kontrol reaktifleri: pH ayarlayıcılar, Bastırıcılar, Canlandırıcılar

2. Toplayıcı reaktifler

3. Köpürtücüler


Deneylerde kömür flotasyonu ve bir sülfürlü cevher flotasyonu yapılarak flotasyon ile ilgili bilgi birikimi

sağlanacaktır.


Kömür flotasyonu: Kömür, doğal olarak yüzebilen bir maddedir. Flotasyon zamanını kısaltmak ve

randımanı arttırmak için, gazyağı, mazot ve fuel-oiI gibi nötr yağlar kollektör olarak, kresilik asit,

çamyağı ve alkoller de köpürtücü olarak kullanılmaktadır.

Sülfürlü cevher flotasyonu: Galen Pirit, sfalerit ve kuvars içeren bir sülfür cevheri flotasyonu yapılacaktır.

Deneylerde flotasyon makineleri, gerekli kimyasal reaktifler, pH metre, ve diğer yardımcı ekipmanlar

kullanılacaktır.

DENEYİN YAPILIŞI

Makineyi uygun karıştırma hızına ayarlayınız,

Uygun flotasyon hücre hacmine karar vererek, katı-su miktarlarını hesaplayın. Belirlediğiniz katı

ve su miktarlarını flotasyon hücresine koyunuz.

Hazırladığınız flotasyon reaktiflerinin konsantrasyonlarına göre örneğin 500g/t, 1000g/t olacak

şekilde kullanılacak hacimleri hesaplayın, sırasıyla uygun kimyasalları ilave edin, gerekli

kıvamlandırma süresini veriniz.

Gerekli miktarda köpürtücü ilave edin

Hava musluğunu açarak pulp içine hava gönderiniz.

Köpük boşalıncaya kadar köpüğü pulp yüzeyinden sıyırarak alınız.

Deney sonunda elde ettiğiniz ürünleri filtre edip, etüvde kurutunuz,

Kuruyan numuneleri tartınız ve kimyasal analiz için temsili numune alınız,

Makineyi ve çalıştığınız yeri temizleyiniz.

İSTENENLER

Flotasyon hakkında teorik bilgi verin.

Deneylerin akım şemasını çiziniz. Akım şemalarının üzerinde kullandığınız reaktifleri ve

miktarlarını kullanım noktalarında belirtin. Yaptığınız deneyleri anlatın.

Kömür flotasyonundan aldığınız ürünlerin kül analizlerini yapın. Denge çizelgesini hazırlayınız.

Metal flotasyonundan aldığınız ürünleri mikroskopta inceleyin.

Documents

MAD322 Cevher Hazırlama II Laboratuvarı