Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Maden Mühendisliği, Türkiye
Tez Danışmanı: Meftuni Yekeler
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Özet:
Petro-kimya, cam, boya ve dolgu endüstrilerinde yaygın
kullanılan endüstriyel hammaddelerden barit, çeşitli metotlarla
zenginleştirilmektedir. Öğütme sonucunda üretilen tanelerin şekil ve morfolojik
özellikleri flotasyonda önemli rol oynamaktadır. Bu tezin amacı; farklı
tenördeki barit cevherlerinin konvensiyonel değirmenlerde öğütülmesi
sonrasında, sarsıntılı masa, manyetik ayırma ve flotasyon ile
zenginleştirilmesi ve değirmen ürünü tanelerin şekil ve morfolojik
özelliklerinin flotasyonla zenginleştirmeye olan etkilerinin dinamik görüntü
analizi yöntemi ve taramalı elektron mikroskobu ile incelenmesidir.
Bu kapsamda ilk olarak, farklı tenörlere sahip barit
cevherlerinin, bilyalı ve çubuklu değirmenlerde öğütmeleri yapılmıştır. Öğütme
çalışmalarında barit cevherleri için uygun olan değirmen tipi ve öğütme süreleri
belirlenmiştir. Gravite zenginleştirme yöntemi olan sarsıntılı masada barit
cevherlerinin zenginleştirilmesi çalışmaları yapılmış ve tenör değerleri, % 70,57
BaSO4’tan % 90,26 BaSO4’a yükseltilmiştir. Barit cevherinde
bulunan demir oksit vb. gang mineralinin uzaklaştırılması ve barit
cevherlerinin tenör değerlerinin yükseltilmesi amacıyla manyetik ayırıcıda
zenginleştirmeyle tenör değerleri % 89,79 BaSO4’tan % 93,70 BaSO4’a
yükseltilmiştir. Ayrıca, flotasyon ile zenginleştirme işlemleri kapsamında,
reaktif dozajları, flotasyon kinetiği ve tane boyutunun etkisi araştırılmıştır.
Barit flotasyonunda en uygun tane boyutunun -212+38 µm, ortam pH’nın 10,
reaktif dozajlarının ise; bastırıcı için 500 g/t, toplayıcı için 200 g/t ve
köpürtücü için 150 g/t olduğu belirlenmiştir. Bununla birlikte farklı değirmen
ürünlerinin flotasyondaki davranışları ve bunların şekil ve morfolojisine
bağlı olarak hidrofobik/hidrofilik özellikleri araştırılmıştır. Bilyalı
değirmen ürünleri ile yapılan flotasyon testlerinde tenör değerleri; düşük
tenörlü barit (YBD adlı) numunesinde % 59,58 BaSO4’tan % 83,31 BaSO4’a,
yüksek tenörlü barit (YBİ adlı) numunesinde % 87,71 BaSO4’tan % 92
BaSO4’a yükseltilmiştir. En yüksek tenör değerleri bilyalı değirmen
ürünleriyle elde edilmiştir.
Barit minerallerinin, kritik ıslanma yüzey gerilimi
değerleri (ɣc), Zisman temas açısı ölçümü yöntemiyle belirlenmiştir.
Bu değerler, bilyalı değirmende öğütülmüş YBD ve YBİ numunelerinin ɣc değerleri
sırasıyla 32 mN/m ve 31 mN/m iken, çubuklu değirmende öğütülmüş aynı
numunelerin ɣc değerleri sırasıyla 32,5 mN/m ve 31,9 mN/m
bulunmuştur. Flotasyon ile
zenginleştirilen numunelerin tane şekil ve morfoloji incelemeleri dinamik
görüntü analizi yöntemi ve taramalı elektron mikroskobuyla yapılmıştır. Bu
kapsamda tenör ve verim sonuçları ve tanelerin Dairesellik (C) ve Sınırlayıcı
Dikdörtgen En-Boy Oranı (BRAR) değerleriyle anlamlı ilişkileri bulunmuştur.
Çubuklu değirmen ürünü her iki barit numuneleri (düşük ve yüksek tenörlü) için
BRAR değeri, bilyalı değirmen ürünlerine göre yüksek iken, C değerleri daha
düşüktür. Islanma parametresi olan ɣc değerleri çubuklu değirmen
ürünlerinde bilyalı değirmen ürünlerine göre daha yüksek bulunmuştur. Bu
nedenle, çubuklu değirmen ürünleri bilyalı değirmenlere göre daha hidrofilik
davranış göstermiş olup, beklendiği üzere flotasyon konsantrelerinin tenör
değerlerinin düşük olmasına yol açmıştır.
Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yapılan çalışmalarda,
bilyalı değirmenlerin çubuklu değirmenlere göre daha dairesel şekiller
ürettiği görülmüştür. SEM’da bulunan tenör değerleri, hem akredite
laboratuvarda hem de bu çalışmada kullanılan piknometre ile yapılan deneysel ve
hesapla yaklaşımda bulunan tenör değerlerine yakın sonuçlar vermiştir.