flotasyon notları 1. giriş

FLOTASYON NOTLARI
1.
GİRİŞ
Flotasyon, cevherleri yüzdürme yoluyla zenginleştirme metodudur. Tariften de anlaşılacağı gibi,
yaş usulle çalışan bir metod dur. Bu metodla, cevherlerin zenginleştirilmesi, mineral tanelerini
gangından ayırıp sıvı üzerinde teşekkül ettirilen köpükte toplamak, gangı ise sıvı altında bırakmak
suretiyle sağlanır. Flotasyon yoluyla zenginleştirmede 45 mesh (0.355 mm) tane iriliği azami,
değirmenlerde meydana gelen en ufak toz tane iriliği de asgari sınırı teşkil eder. 45 mesh den büyük
ve 5 mikrondan küçük taneler, metod da genellikle düşük randıman verir. Flotasyon, başlangıcından
bugüne kadar esaslı tekamül safhaları geçirmiş ve neticede modern flotasyon işlemi, yani “Köpük
Flotasyonu” sistemi bulunmuştur. Köpük flotasyonu yanı sıra benzer birçok Flotasyon metodu,
uygulama alanı bulmuşsa da bugün için Flotasyon deyiminden Köpük Flotasyonu anlaşılır.
Flotasyon yolu ile cevher zenginleştirmenin karakteri aşağıda verilen asgari limitlerle daha iyi
anlaşılır.
Flotasyonla,
(i)
%1 tenörlü Kurşun cevherleri,
(ii)
%0.5 tenörlü Bakır cevherleri,
(iii) %0.3 tenörlü Molibden cevherleri,
(iv)
5 g/t Au içeren altın mineralleri, bu metod sayesinde ekonomik olarak zenginleştirilmektedir
Flotasyon olayının meydana gelebilmesi için aşağıdaki şartların ortamda bir arada bulunması
gereklidir:
(i)
Cevherdeki minerallerden birisi ve/veya bir kısmı havaya karşı küçük bir yüzey gerilimine
sahip olması gereklidir. Diğer taraftan minerallerden birisi ve/veya bir kısmının da zor
ıslatılabilir/veya ıslatılamaz (Hidrofob), kolay ıslatılabilir (Hidrofil) olmalıdır. Hidrofob
veya Hidrofil çeşitli minerallerinin birinin diğerine göre suya karşı büyük, özelliği sun’i
olarak temin edilebilir.
(ii)
Flotasyon suyu, yüzey gerilimini aktif yapan maddeleri içermelidir. Bu maddelerden birisi
su-hava yüzey gerilimini azaltmalı, diğeri de köpük yapmalı ve miktarı da stabil/durağan bir
köpük yaratacak kadar olmalıdır.
(iii)
Hidrofob mineral tanecikleri hava habbecikleri tarafından taşınabilmelidir. Bu olayda hava
habbeciği ve mineral tane iriliğinin önemli rolü vardır.
Flotasyon olayının devamlı olabilmesi için:
(i)
Bir mineralin diğerinden ayrılması için, cevherin yeterli derecede öğütülmüş olması
(serbestleşmenin sağlanması),
(ii)
Köpüğün devamlılığının sağlanması,
(iii)
Mineral taneciklerini, hava kabarcık/habbeciklerine yapıştıran ortamın devamlı olması
gereklidir.
Bütün bu şartların bir araya getirilmesi ile istenilen mineralin yoğunluğu sun’i olarak
değiştirilmekte ve o mineral yüzdürülebilmektedir. Bu gaye için kullanılan kimyasal maddelere
“Flotasyon Reaktifleri” denir.
Hidrofobi ve Hidrofili: Flotasyon olayına tesir eden bu iki özellikten başka olayda rolü olan
birçok termodinamik özellik daha vardır. Olayın iyi anlaşılabilmesi için, maddelerin hidrofobi ve
hidrofili özelliklerinin açıklanması gerekir. Flotasyon olayında kolay yüzebilen tanecikler, hidrofob
özelliğe sahip olanlardır. Bu özellikte olmayan mineral taneciğini yüzdürebilmek için, tanecik tabii
hidrofob değil ise yüzey özelliği değiştirilir. Aksi halda tanecik çöktürülmek isteniyorsa hidrofil
yapmak gerekir. Hidrofob tanecikler hava habbeciği tarafından iyice kavranırlar. Hava habbeciği,
tane yüzeyinden alınmak istenirse, bir dirençle karşılaşılır ki, bu hidrofob yüzey ile hava arasındaki
adhezyon kuvvetinin varlığını gösterir. Demek oluyor ki, flotasyon olayında mineral taneciği
adhezyon kuvveti yardımıyla sıvı yüzüne taşınmaktadır. Hidrofil özelliğe sahip minerallerde ise,
hava ile tanecik arasında adhezyon kuvveti olmadığından, mineral habbecik tarafından
kavranamamakta ve dibe çökerek yüzme olayına katılamamaktadır. Temas açısını büyük veya
küçük oluşu, mineral taneciğinin kavranmasına tesir ettiğinden, yüzdürme olayında tanenin iyi
kavranması gereklidir. Bu açının da büyük olması yüzme olayını kolaylaştırmaktadır. Flotasyon
olayının devamlı ve muntazam olması için, ortama köpürtücü ilave edilir ve mekanik yolla
karıştırmak suretiyle köpük oluşumu sağlanır. Ortama flotasyon reaktifleri ilave edilerek mineral
taneciklerinin hava habbecikleri tarafından yakalanıp yüzeye taşınması temin edilir. Flotasyon
reaktifleri, besleyiciler vasıtasıyla ortamdaki şartları istenilen tarzda ayarlamak ve aynı şekilde
tutmak gayesiyle devreye muntazam olarak verilir. Bu şartlar yerine getirilerek flotasyon olayının,
muntazam bir tempo ile devamı sağlanır.
Selektif Flotasyon: Selektif flotasyon, bir mineral veya mineral grubunun diğer bir gruptan
yüzdürme yoluyla ayrılmasıdır. Ayrılacak mineralin sayısına göre bir veya daha çok safhalı
flotasyon işlemi uygulanır. Bu tip flotasyonda ayrılan mineraller, ayrı konsantreler halinde
toplanırlar. Selektif flotasyonda, her bir safhada yüzdürülecek mineral için ayrı bir yüzdürme ortamı
hazırlanır. Genel olarak her mineral nisbi bir yüzebilme özelliğine sahiptir. Bu özellik neticesi her
bir mineral diğerine göre farklı bir yüzebilme karakteristiğine sahiptir. Bu özelliklerden yaralanarak
kazanılması istenen mineraller, sırayla yüzdürülerek ortamdan konsantreler halinde alınır. Selektif
flotasyonun kontrolü organik veya inorganik reaktiflerle yapılır.
3.
YÜZEY KİMYASI
4.
FLOTASYON REAKTİFLERİ
Flotasyon reaktifleri denilen bu maddelerin sınıflandırılması aşağıdaki gibidir:
Kolektörler
Düzenleyiciler
 pH düzenleyicileri
 Aktifleştiriciler
 Pasifleştiriciler
 Kuvvetlendiriciler
 Koruyucular
 Köpürtücüler
4.1.
Toplayıcılar (Kollektörler)
Kollektörlerin görevi, minerali hidrofob yapmak, yani yüzeyini değiştirerek aktif hale getirmektir.
Kollektörlerin etkili olabilmesi için suda erimeleri gerekir. Bir kollektör reaktifin kuvveti ile,
mineralin flotasyonu için ihtiyaç duyulan zaman ve olayın verimi ifade edilir. Kollektörler,
mümkün olduğu kadar çabuk zenginleştirme özelliğine sahip olacak şekilde ve korozyona mani
olacak tarzda imal edilmek istenir.
Kollektörler başlıca iki grup altında toplanır:
1- Anyon aktif grubu
2- Katyon aktif grubu
Esas olarak anyon aktif grubu sülfür flotasyonunda, katyon aktif grubu ise oksit flotasyonunda
kullanılır. Kollektörlerin yapısında bir polar bir de apolar kısım vardır ki, hidrofobi teşekkülüne
etkili olan kısım, polar yapıdır. Polar ve apolar yapının tesiri, aynı şekilde olmaktadır.
Mineral taneciklerinin kollektör tarafından kuşatılması;
a- Minerallerin kollektörü absorbe etmesi,
b- Islanmayan hidrokarbon grubunun bir yağ filmi teşkil etmesi,
neticesinde meydana gelmektedir.
Mineral yüzünü kaplayan bu yağ filmi ile hava habbeciği arasında büyük bir adhezyon kuvveti
vardır. Kollektörlerin sayılan bu özelliklere sahip olmaları nedeniyle ksantat tipindeki kollektörler,
flotasyon problemlerinde tercih edilirler.
XANTHATES
Product name
Xanthate
Chemical formula
Me+ is either Na+ or K+
Application
Xanthates are used for the flotation of sulphide and sulphidized oxide ores (sulphidizer: sodium
sulphide Na2S or hydrosulphide NaHS). The activity of the xanthates increases with increasing
chain length of the alkyl group R; the selectivity decreases in accordance with increased chain
length. Xanthates are often used in combination with other reagents such as dithiophosphates or
thiocarbamates, often added to the scavenger circuit to improve the total recovery. They are
normally used in aqueous solutions. Xanthates undergo hydrolysis in the acid pH range, and are
therefore preferred for flotation in alkaline pulp streams. The flotation results can be improved by
simultaneous use of xanthates together with dithiophosphates. Xanthates are available as powder or
in pellet form and with an active matter content of 90% (SIPX and SIBX with 90% and 84% active
matter).
Range of products
_ KEX Potassium ethyl xanthate
_ NaEX Sodium ethyl xanthate
_ NaIPX Sodium isopropyl xanthate
_ NaIBX Sodium isobutyl xanthate
_ KAX Potassium amyl xanthate
_ KHX Potassium hexyl xanthate
4.2.
Düzenleyiciler
(i)
pH Düzenleyicileri: Selektif flotasyonda ortamın pH’ı değiştirilerek cevheri teşkil eden
mineraller sırasıyla kazanılmaktadır. Karışık bir olay gibi görünen bu olay, aslında
ortamdaki serbest H iyonu sayısının değiştirilmesinden ibarettir. Yani, ortamın karakterini
asidik veya bazik yapmaktır. Saf su için, pH değeri 7’dir. Yani ortam nötr karakterdedir. pH
< 7 asit, pH > 7 oluşu baziklik ifade eder. Flotasyon devrelerinde pH, elektrometrik veya
kalorimetrik yolla devrenin bir noktasında devamlı olarak ölçülür ve konrol altında tutulur.
Minerallerin yüzdürülme özelliklerine göre asit veya bazik ortamda çalışmak gerekir ki, bu
taktirde pH azalır veya artar. pH’ı düşürmede sülfürik asit, yükseltmede ise genellikle
sodyum hidroksit veya kalsiyum hidroksit kullanılır. pH faktörü ile kullanılan kollektörler
arasında yakın bir ilgi vardır. Bu ilgi pH kademeleriyle kollektör konsantrasyonunu
sınırlamaktadır. Yani belirli bir pH kademesi için belirli bir kollektör konsantrasyonuna
ihtiyaç vardır. Demek oluyor ki, istenilen bir pH kademesi için belirli konsantrasyonda
kollektör, -veya tersi pH için- kullanıldığı takdirde, pH değeri değişir. Flotasyon
problemlerinin çoğunda sülfürleştirici madde olarak genellikle sodyum sülfür
kullanılmaktadır.
(ii)
Aktifleştiriciler: Flotasyon problemlerinin bir çoğunda kullanılan kollektörler bazı
minerallerin yüzeyini değiştiremezler. Bunun aksine mineral kazanılmak isteniyorsa, bir
yardımcı kullanılarak kollektörle mineralin bir yüzey teşkil etmesi sağlanır. Bu maksatla
“aktifleştiriciler” kullanılır. Aktifleştirme olayının prensibi, sfaleritin bakır sülfat ile
aktifleştirilmesi olayı ile izah edilir. Genellikle çok taze bir sfalerit organik kollektörler ile
yüzdürülebilirse de sfalerit bakır sülfat ile birkaç dakika muamele edildikten sonra organik
kollektörlerle gayet kolay yüzdürülmektedir. Bu işlemde bakır sülfatla sfalerit kimyasal bir
reaksiyon yapmakta ve sfaleritin yüzünde Kovellin mineraline özdeş bir zar oluşmaktadır.
Bunun gibi bakır sülfat birçok minerali da aktifleştirmektedir.
(iii)
Bastırıcılar (Pasifleştiriciler): Bu reaktifler, bazı mineral veya mineral grubunun yüzey
gerilimini belirli bir zaman veya flotasyon olayının devamı süresince değiştirmek için
kullanılır. Pasifleştiricilerin çoğu anorganiktir, fakat organik olanlar da vardır. Örnek olarak
pirit için CaO, galen için ise bi kromat iyi birer pasifleştiricidir. En önemli
pasifleştiricilerden biri de siyanürdür. Gang çamurunu pasifleştirmede Na2SiO3 de iyi netice
vermektedir.
4.3.
Canlandırıcılar
Esas olarak aktifleştirme olayından pek farklı değildir. Bu olayda mekanizma biraz daha değişiktir.
Belirli bir süre için pasifleştirilmiş bir kısım mineral yeniden kazanılmak istendiği takdirde ortama
kuvvetlendirici reaktifler ilave edilir. Bu şekilde bunların aktifleştiricilere göre daha zayıf olan
toplama özelliklerinden yararlanılmış olur. En önemlilerinin başında sodyum sülfür gelir. Ayrıca
bakır sülfat ve çeşitli asitler de bu maksatla kullanılmaktadır.
4.4.
Koruyucular
Bunların görevi flotasyon olayına mani olan unsurları zararsız hale getirmektir. Flotasyona mani
olan unsurlar “flotasyon zehirleri”, ya cevherle birlikte devreye girmekte ya da kullanılan suda tabii
olarak bulunmaktadır. Flotasyon sularında genellikle humin asidi mevcuttur ki bu asit, bitki
köklerinin ürettiği bir madde olup flotasyon olayına engel olmaktadır. Çamur zerreleri mineral
taneciklerinin yüzünü kapladığından kollektörler görevini yapamamaktadır. Ferrik ve alüminyum
tuzları ise flotasyona durdurucu etki gösterirler. Koruyuculardan istenen, bu hallerden her birine
yerine göre mani olmaktır. Alkaliler bu problemlere karşı kullanılır. Su camı, çamur bastırıcı ve iyi
bir koruyucudur. Çamur bastırmada kullanılan koruyucuların iyonları, çamur zerrelerinin elektrik
yüküyle zıt işarette olduklarından, bu eriyikler devreye girince, çamur zerrelerine yapışmakta ve
ufak yumaklar halinde çökmektedirler. Bu şekilde faydalı mineral tanecikleri de serbest kalır.
4.5.
Köpürtücüler
Flotasyon olayında gerekli köpük, sadece temiz su ile yapılamamaktadır. Köpük yapmak için
muhakkak surette bir köpürtücü unsur kullanmak gerekir. Köpürtücülerin asıl görevi, flotasyon
suyunun yüzey gerilimini azaltmaktır. Bundan gaye, mineral yüklü hava habbeciklerinin su
yüzeyine çıktıkları zaman dağılmadan bir köpük yığını teşkil etmesinin teminidir. Yüzey gerilimi
azalmadığı zaman yüzeye çıkan bir habbecik sert bir zemine çarpmış gibi olmakta ve patlayarak
taşıdığı tanecikleri bırakmaktadır. Köpürtücüler, kompleks moleküllü organik veya anorganik
maddelerdir. Molekül yapıları polar ve apolar kısımlardan müteşekkildir. Köpürtücü molekül ise
heteropolardır. Bu kutuplardan birinin suya diğerinin havaya karşı afinitesi büyüktür. Bu şekilde
ıslanmayan parça en üst tarafında toplana hidrokarbon grubundan müteşekkildir. Bu yüzeyin
hidrokarbon grubuyla kaplanması, bu kısımda hava habbeciklerinin suyun en üst tabakasından
kolaylıkla geçip su-hava arakesitine istenen özellikte varmasına yardım edecek elastikiyeti temine
hizmet eder. Köpürtücü suda fazla eriyorsa köpüğü zayıftır. Çünkü bu halde ıslanmayan
hidrokarbon grubu, suyun içinde kalmakta, su yüzüne toplanmamaktadır. Buna karşın köpürtücü
suda çok az eriyorsa, suyun yüzüne toplanacak ve istenilen elastikiyeti verecek kâfi hidrokarbon
grubu mevcut olmayacaktır. Köpürme olayında köpürmenin azami olduğu bir an vardır ve ortam
köpürtücüye doyduğu an köpürme durmaktadır. Ortamdaki köpürtücü konsantrasyonu ile yüzey
gerilimi arasındaki bağıntı: Konsantrasyon arttıkça yüzey gerilimi düşmektedir. Yukarıda
değinildiği gibi, ortam köpürtücüye doyduğu an köpürme durmakta ve yüzey gerilimi, sıfır
olmaktadır. Yüzey geriliminin düşük olması istenilen hal olmakla beraber, flotasyona en uygun
durum azami köpürme anıdır. Köpürtücü dozunu, bu noktada sabit tutmak gerekmektedir. Bu
zorunluluk ise kullanılan köpürtücü miktarını kısıtlar. Genellikle kollektörlerle köpürtücülerin
birbirini takiben ayarlı olması istenir. Yani, hangi kollektörde ne miktar ve cinste köpürtücü
kullanılacağının bilinmesi gereklidir. Fakat bütün kollektörler meyanında hangi yapıda ve kullanma
tarzında olursa olsun, köpürtücüler aynı karakterdedirler. Sadece köpürtücü miktarı az veya çok
olabilir.
Köpürtücülerin genel formülleri, R-G şeklindedir.
R: 6 dan yukarı sayılı karbonhidrat.
G: Polar grup. -OH, -COOH, NH2 vs.
En önemli köpürtücülerden biri de çamyağıdır. Cevher flotasyonunda oldukça fazla kullanılır. Açık
sarı renkte, terebentin kokuludur. Oldukça dayanıklıdır. Uzun bir zaman sonra bozularak
kahverengine yakın bir renk almakta ve tesirini kaybetmektedir. 1 g/lt. konsantrasyonlu sulu bir
eriyik halinde kullanılır. Sarfiyat, genellikle 10-50 g/t’dur. Diğer bazı köpürtücüler: Terpen, Terpin,
Pinen, Terpinöl, Kinöl, Şampon. Bunların dışında sun’i köpürtücüler de vardır: Flotol, Flotigol gibi
ticari isimler altında satılırlar. Tabii bir köpürtücü olan okaliptüs yağı, molibden gibi kolay flote
olan cevherlerin hazırlanmasında fazlaca kullanılır.
5.
FLOTASYON TEKNİĞİ
5.1.
Reaktiflerin Flotasyon Devrelerine Beslenmesi
Bu işlem; i- Bir öğütme esnasında taze cevher yüzeyleriyle ön sülfürleştirme yapılacaksa
sülfürleştiriciler değirmen devresine verilir, ii- Aktifleştirici ve pasifleştiriciler, bütün malla iyi
temas edecek tarzda devrenin uygun bir yerinden verilir, iii- Kolektörler, normal olarak
koyulaştırmadan sonra, yağlar, yağ sülfürleri ve köpürtücüler ise, kaide olarak flotasyon
makinelerine verilirler.
Genellikle reaktiflerin dozaj toleransı %10 olmakla beraber hakiki miktarlar, cevher karakterine
uygun olarak deneysel yolla tespit edilir.
5.2.
Flotasyon Makineleri
5.3.
Flotasyon Devreleri
6.
YENİ FLOTASYON TEKNOLOJİLERİ
Current and future technologies will eventually have to deal with areas such as:
 process water treatment and recycling (reuse);
 removal and/or recovery of ions: heavy and/or precious metals, anions, residual organic
chemicals, complexes or chelates;
 cyanide and arsenic emission control, recovery or destruction;
 oil spills separation (including recovery of solvent extraction liquors);
 acid mine waters containing considerable amounts of harmful base metals such as nickel,
copper, zinc, lead in addition to ferrous iron and sulfate;
 control and removal of residual chemical reagents such as frothers, flotation collectors and
modifiers (activators or depressing agents, pH regulators);
 separation of various wasted plastics;
 radioactive control in aqueous efluents and soils.
The main differences between ‘‘conventional’’ flotation of ores and flotation applied to water
treatment are the following:
(i)
The method of producing the gas bubbles in order to generate micro, medium or macrobubbles. It is now widely accepted that medium size and large bubble diameters (300–1500
m) are optimal for flotation of minerals (fines and coarse particles). Yet, conventional
flotation devices do not generate a su.cient number of bubbles smaller than 600 m. Main
uses of micro-bubbles (<100 m) is in applications of flotation to solid/liquid or liquid/liquid
separation. Thus, the distinguishing feature between conventional mineral flotation and
flotation in waste treatment is that, where extremely small (or even colloidal) particles have
to be floated, micro-bubbles are required.
(ii)
Because the species floating are usually aggregated colloids rather than dispersed ones, high
shear rates must be avoided to obviate destruction of the fragile aggregates. This is important
in the clari.cation of effluents and introduces distinct problems not previously encountered in
mineral .otation.
(iii) The solids content present in the pulp system, whether diluted or not. A limiting feature of
bubbles is the lifting power or carrying capacity. Micro-bubbles do not .oat dense and big
particles, especially at high solids content (4–5%, w/w).
6.1.
Kolon Flotasyonu
Flotasyon ince tane boyundaki minerallerin zenginleştirilmesinde kullanılan en yaygın
kullanılan yöntemdir ve dünyada yaklaşık 2 milyar ton cevher flotasyon yöntemi ile
zenginleştirilmektedir (Klimpel, 1993). Son otuz yılda işlenen cevher yataklarının tenörlerinin
düşmesi, ince tane boyunda serbestleşen, kompleks ve seçimlilik problemi olan cevherleri işleme
zorunluluğu, artan enerji ve yatırım maliyetleri flotasyon teknolojisinde yeni arayışların doğmasına
yol açmıştır. Flotasyon teknolojisindeki en önemli gelişme ise yeni bir tasarım olan flotasyon
kolonlarının endüstriyel uygulama alanı bulmaları olmuştur. Böylece farklı tasarım özelliklerine sahip
flotasyon kolonları, yıllarca standart flotasyon hücresi olarak kullanılan mekanik hücrelere alternatif
olarak görülmüştür. Flotasyon kolonlarının endüstriyel uygulamalarında elde edilen başarı, kolonların
çalışma ilkelerine bağlı kalınarak daha etkin çalışmaları (örneğin; Microcel, Turbo Kolon) ya da
flotasyon kolonu tasarımının dezavantajlarının ortadan kaldırılmasına yönelik (örn.; Jameson, turbo
flotasyon kolonu hücresi) yeni tasarımların geliştirilmesine de neden olmuştur. Bu çalışmada; kolon
flotasyonu ve deneylerin gerçekleştirildiği kolon hakkında bilgi verildikten sonra kolon
parametrelerinden reaktif miktarı deneyleri ve sonuçları hakkında bilgi verilecektir. Flotasyon
kolonları ile ilgili ilk patent 1960 yılında Boutin ve Tremblay tarafından Kanada’dan alındı
(Kanada patentleri 680.576 ve 694.547). Flotasyon kolonları ile ilgili ilk test çalışmaları Wheeler
(1966), Boutin ve Wheeler (1967) tarafından yapıldı. Bu kolon dizaynı çoğunlukla Kanada kolonu
olarak anılmasına rağmen günümüzde klasik kolonlar olarak edilmiştir. 1987‘deki çalışmada 13
flotasyon hücresinin yerine 0.90 m ve 0.45 m’lik iki kolon kuruldu. Bu kolonlarla ilgili gerekli
verilerin tamamını Dobby (1984) ve Yianatos (1987) test etti. Flotasyon kolonlarının fikir babası
olan Pierre Boutin, mekanik flotasyon hücrelerindeki türbülansın, ince gang tanelerinin konsantreye
kaçması ile konsantreyi kirlettiği sonucundan yola çıkmış, tanelerin türbülansın olmadığı bir
ortamda askıda kalmaları için ince, uzun ve yüksek bir hücreye yukardan beslenmesi gerektiğini
düşünmüştür. Hava ise hücrenin tabanından verilerek, kabarcıklar ve tanelerin zıt akımlı olarak
karşılaşabilmesi sağlanacak, böylece ara ürünler ve gang taneleri için bu akış fiziksel bastırıcı
işlevini görecek, iri gang mineralleri ise yüksek çökelme hızları nedeniyle hücreden hızlı bir şekilde
ayrılabilecektir. Kabarcıklarla birlikte gelen ince gang mineralleri ise hücredeki kalın köpük
tabakasında yıkama suyunun da etkisi ile geri yıkanabilecek ve böylece yüksek tenörlü konsantre
elde edilecektir (Aksani, 1998). Şekil 1’de tipik bir flotasyon kolonunun şematik görünümü
verilmektedir. Flotasyon kolonları temel olarak iki bölgeye ayrılır. Birinci bölge hava
kabarcıklarının kabarcık üretici sistemi (sparger) yardımıyla kolona verildiği ve tanelerin hava
kabarcıklarıyla karşılaştığı toplama bölgesidir. Besleme genellikle kolon yüksekliğinin yaklaşık
2/3’ de yapılır. Besleme noktasının üzerinde kalan kısmın tamamı köpükten meydana gelmez.
Köpük/pülp ara yüzeyi ile besleme noktası arasında tane yüklenmiş kabarcıklar, köpükten geri
düşen taneler ve kabarcıklardan meydana gelen bir ara bölge bulunmaktadır. Beslemedeki taneler
hem çökelme hızları hem de kolonun tabanındaki artık akış hızına bağlı olarak aşağı doğru
süzülürler. Hava, kolonun artık çıkış noktasının hemen üzerindeki bir kabarcık üretecinden
kabarcıklar halinde kolona verilmektedir. Besleme ile kabarcıklar zıt akımlı olarak toplama
bölgesinde karşılaşırlar ve burada taneler hava kabarcıkları ile çarpışarak bağlanırlar. Kolonda
mineral kazanımı toplama bölgesinde meydana gelmektedir. İkinci bölge ise, besleme noktasının
üst bölümünde, tane yüklü hava kabarcıklarının meydana getirdiği köpük bölgesidir. Köpük
bölgesi kalınlığı endüstriyel uygulamalarda 1.5 m kadar olabilmektedir. Köpük, kolonun konsantre
taşma seviyesinin üzerinden veya içinden su ile yıkanarak kararlı ve kalın olması sağlanmaktadır.
Köpükten aşağı doğru süzülen yıkama suyu ile yükselen köpüğün zıt akımlı olarak karşılaşması,
köpük içerisine su ile taşınmış gang minerallerinin toplama bölgesine geri dönebilmesini, böylece
yüksek tenörlü konsantre elde edilebilmesini sağlamaktadır. Bu iki bölge dışında toplama ve köpük
bölgeleri arasında bulunan, köpükten geri düşen taneler ve tane yüklenmiş yükselen kabarcıkların
bulunduğu ara bölgede bulunmaktadır.
Flotasyon kolonlarını mekanik hücrelerden ayıran üç temel tasarım özelliği vardır.
i.
Köpük bölgesine verilen yıkama suyu
i.i.
Mekanik karıştırmanın olmaması
i.i.i. Kabarcık üretici bir sistemin olması
Kolon Flotasyonunun avantajlarını şöyle sıralamak mümkündür;

Mekanik flotasyon hücrelerinden daha iyi performans elde edilebilmektedir.

Düşük yatırım maliyeti; kolonlar genellikle tesis olanakları ile inşaa edilebilmekte ve
yalnızca kabarcık üretici ile otomatik kontrol birimlerinin üreticiden satın alınması tercih
edilmektedir.

Düşük işletme maliyeti; enerji, reaktif harcaması ve hava yerine azot kullanıldığında azot
harcamasının azaldığı belirtilmiştir. Hareketli birimlerinin olmaması nedeniyle mekanik flotasyon
hücrelerindeki gibi karıştırıcının bakım ve değiştirme maliyeti ile karıştırma gücüne ihtiyaç yoktur.

Tek bir birimden oluşması ve çalışma sisteminin basitliği nedeniyle kararlı ve düzenli
kontrol ve çalışma imkanına sahiptir.

İşlem aşamasında azalma ve daha az alan işgal etmesi nedeniyle tesislerde yer kazanımına
olanak sağlarlar.

İnce tanelerin zenginleştirilmesinde önemli bir avantaj olan laminer akış koşullarında küçük
kabarcıkların kullanılması, kalın köpük yapısı ve köpüğün yıkama suyuyla yıkanması nedeniyle
yüksek tenörlü konsantre elde edilmesi.
Dezavantajları





Tesislerde, yüksekliğin sorun olması
Kabarcık üretici bakımı
Yıkama suyu maliyeti
Artığın seyreltilmesi
Kalma süresinin fazla olması nedeniyle hızlı oksidasyon özelliği olan
cevherler için uygun olmaması
Flotasyon Kolonundan Yola Çıkılarak Geliştirilen Yeni Tasarımlar
Konvensiyonel flotasyon kolonlarının endüstriyel uygulama alanı bulmaları alternatif flotasyon
kolonu tasarımlarının de gelişmesine yol açmıştır. Alternatif tasarımların geliştirilmesindeki temel
çıkış noktaları kolon ekseninde meydana gelen karışmayı önlemek, daha küçük kabarcıkların elde
edildiği alternatif kabarcık üretici sistemleri geliştirmek ve kolon yüksekliğini azaltmaktır. Bu
tasarımlar;
 Leeds kolonu
 İçerisine bölücü plakaları yerleştirildiği kolon
 Flotaire kolonu
 Hydrochem kolonu
 Jameson hücresi
 Temas hücresi
 Turbo kolonu
Şekil 1. Flotasyon Kolonu
Bunların içerisinde Turbo kolonu, Jameson hücresi ve flotasyon kolonunun özelliklerini
taşımaktadır. Pulp ve hava Jameson hücresindeki gibi aynı yönde kolona üstünden kolon içine
doğru inen bir boru içerisinde karıştırılarak verilmekte, kolon tabanında ise konvensiyonel
kolonlardaki gibi kabarcık üreteci bulunmaktadır. Böylece tanelerin kabarcıkla çarpışma olasılığının
yükseldiği belirtilmiştir.
Turbo Kolon Flotasyonu
Şekil 2’de, besleme, besleme tankına (1) verilerek buradan kolona basınçlı bir şekilde bir
pompa (2) vasıtasıyla besleme aerotör (3) ile downcomerlara besleme yapmaktadır. Downcomerler
havayı atmosferden almaktadırlar. Bunların içinde kolondan (4) önce hızlı bir flotasyon işlemi
gerçekleşmektedir. Elde konsantre (5) kolon en üst seviyesinden alınmaktadır. Burada
toplanamayan yüzebilme kabiliyeti olan ve olmayan mineraller kolonun altına doğru hareket
etmektedirler. Kolon konvensiyonel kolonlarda olduğu gibi küçük kabarcıklar üreten bir hava
üretecine (sparger) (6) sahiptir. Burada downcomerlarda yüzememiş hidrofobik mineraller ikinci
olarak yüzdürülmeye çalışılmaktadır. Böylece eş zamanlı olarak iki flotasyon ünitesi söz konusu
olmaktadır. Yüzemeyen hidrofobik mineraller kolonu kontrollü bir şekilde alt kısımdan terk
etmektedirler (7). Kolonu terk eden artık besleme tankının içinde bulunan artık tankına (8)
gelmektedir. Bu tankın alt kısmında bir açıklık sözkonusu olup ağır mineraller bu açıklıktan tekrar
besleme tankına alınmakta artık tankından taşan mineraller ise nihai artık tankına (9) buradan da bir
pompa vasıtasıyla artık sahasına beslenmektedir.
Şekil 2. Turbo Flotasyon Kolon Sistemi
Flotasyon Kolonlarında Kullanılan Terminoloji
Flotasyon kolonunun çalışma mekanizmasının mekanik flotasyon hücresinden oldukça farklı
olması, kolonlardaki işlem parametrelerini ifade eden yeni bir terminoloji kullanımını zorunlu
kılmıştır. Bunlar;
i.
Hacimsel hava miktarı (Air hold-up-h )
i.i.
Akış hızları;
-
Hava hızı (Superficial air rate- Jh )
- Besleme hızı (Superficial feed rate- Jb)
- Artık hızı (Superficial tailing- Ja)
- Bias hızı (Superficial bias rate- JB)
- Yıkama suyu hızı (Superficial wash water rate- Jys)
i.i.i.
i.
Taşıma kapasitesi (Carriying rate-C) ‘dir.
Hacimsel hava miktarı (Air hold-up-h )
Flotasyon kolonunun herhangi bir noktasında hacimsel olarak havanın kapladığı miktar olarak
tanımlanmakta ve hava hızı, kabarcık çapı, pulp akış hızı, tane/kabarcık agregalarının yoğunluğu ile
pulp yoğunluğuna bağlı olarak değişmektedir. Tipik bir flotasyon kolonunun toplama bölgesinde
hacimsel hava miktarı %5-30 arasındayken, köpük bölgesinde %80’ne kadar çıkmaktadır. Şekil
2’de hava hızı ile kolondaki hacimsel hava miktarı arasındaki ilişki görülmektedir. Şekilde
görüldüğü gibi, hava hızı ile hacimsel hava miktarı arasında doğrusal ilişkinin bulunduğu bölümde
homojen çaplı kabarcıkların aynı hızda yükseldiği kabarcıklı akış (bubbly flow) koşulu olmakta ve
flotasyon kolonlarının da bu akış şartlarında çalışması istenilmektedir. Hava hızında bunun ötesinde
bir artış olduğunda hacimsel hava miktarı kararsız olmakta ve kabarcıkların birleşerek büyümeleri
sonucu hızla yükseldikleri hetorojen akış meydana gelmektedir. Bu akışa çalkalanmalı-türbülans
akış (churn-turbulent flow) koşulu denir. Hava hızındaki artışın devam etmesi ile küçük çaplı
kolonlarda (10 cm) kabarcıklar kolon kesitini tamamen kaplamakta, bu akış koşullarına ise
salyangoz akış (slug flow) koşulu adı verilmektedir.
i.i.
Akış Hızları: Birim kolon kesit alanındaki hacimsel akış hızlarıdır.
(1)
(x; besleme, artık, bias ve yıkama suyu)
Jx = Akış hızı
Qx = Debi
Ac = Kolon kesit alanı
Akışların bu şekilde verilmesinin nedeni farklı çaplardaki kolonların karşılaştırılabilmesine olanak
sağlamaktır.
Bias hızı flotasyon kolonlarının önemli özelliklerinden biridir ve köpükten aşağı doğru süzülen net
su akışı ya da buna denk olan artık ve besleme akışları arasındaki net su akış farkı olarak
tanımlanmaktadır.
JB=Ja-Jb
(2)
Flotasyon kolonlarında bias hızı genellikle pozitif olmaktadır. Mekanik flotasyon hücrelerinde ise
negatif bias, yani yukarı yönde akış söz konusudur. Negatif biasla çalıştırılan flotasyon kolonu
uygulamaları da vardır ve özellikle iri tanelerin flotasyonunda başarılı sonuçlar elde edilmiştir.
Artık su içeriği akış hızının, besleme su içeriğinin akış hızından daha büyük olması sonucunda
doğan fark, kolonun köpük bölgesinden verilen yıkama suyu ile fazlasıyla karşılanmaktadır.
Böylece yıkama suyunun biası karşılayıp kolon içinden aşağı doğru akarken, diğer kısmı konsantre
kısmından alınmaktadır. Yıkama suyunun biası karşılayıp aşağı yönde akan kısmı köpüğü yıkayıp
besleme suyu ile gang minerallerinin konsantreye kaçmasına engel olmaktadır.
i.i.i.
Taşıma Kapasitesi (Carrying Rate):
Flotasyon kolonunda birim zamanda birim kesit alanda yüzen mineral ağırlığı olarak
tanımlanmaktadır (g/cm2/sn) veya (t/m2/saat). Bu parametre bir anlamda kolonda kazanılabilecek
maksimum katı miktarını, diğer bir ifadeyle kabarcık yüzeylerinin maksimum miktarda tane ile
kaplanmasını ve tane toplama sürecinin üst limitini ifade eder. Kuramsal olarak taşıma kapasitesi
aşağıdaki ifade ile verilir.
(3)
C = Taşıma kapasitesi
Qh = Hacimsel hava akış hızı
dt = Tane çapı
t = Tanenin özgül ağırlığı
A = Bir sabit
 = Tanelerin kabarcık yüzeyine yapışarak yüzeyde birikmesi sonucu meydana
gelen paketlenmeyi tanımlayan bir parametre
dk = köpükteki kabarcık çapıdır.
Eşitlikten de görüldüğü gibi C hava hızının artışı ve köpükteki kabarcık çapının küçülmesi ile
yükselmektedir. Hava hızının artışı ile taşıma kapasitesi yükselerek maksimum taşıma kapasitesine
erişir. Maksimum taşıma kapasitesi değerinde çalışan bir kolonun kapasitesi yalnızca dt,  ve  ‘nın
fonksiyonudur. Literatürdeki verilerden yararlanılarak taşıma kapasitesi için aşağıdaki eşitlik
önerilmiştir.
C=a*d80*t
(4)
A = Bir sabit (0.068)
d80 = Konsantrenin %80’nin geçtiği tane boyu
t = Konsantrenin yoğunluğu
Eşitlik 4’ün yalnızca verilerin elde edildiği aralık için geçerli olduğu unutulmamalıdır. Taşıma
kapasitesi tanımındaki kolondan kazanılan maksimum katı miktarı, toplam kabarcık yüzey
alanından bağımsız olarak ele alınmıştır. Gerçekte, konsantre miktarı tanelerle kaplanacak kabarcık
yüzey alanı doğrudan ilişkilidir ve bu nedenle de gerçek değer deneysel olarak belirlenen taşıma
kapasitesi değerinden daha yüksek olabilir. Flotasyon kolonu tasarımı amaçlandığında taşıma
kapasitesinin deneysel olarak belirlenmesi gerekmektedir. Taşıma kapasitesi deneysel olarak, sabit
besleme hızında besleme pulp katı içeriğinin artırılması ile yapılan ve en yüksek konsantre akış
hızına erişilmesi hedeflenen bir seri deney ile belirlenir. Flotasyon kolonun toplama bölgesinde
mineral kazanımı meydana gelmektedir. Flotasyon işleminde tane-kabarcık bağlanma
mekanizmasını açıklamak için iki kuram ileri sürülmüştür. Bunlardan ilkine göre tane/kabarcık
bağlanmasının çarpışma ile meydana geldiği, diğer kurama göre ise su sevmez bir tane yüzeyi
üzerine hava kabarcığı çökelmesi ile tane/kabarcık bağlanmasının meydana geldiği iddia
edilmektedir. Çarpışma kuramı, flotasyon kolonu gibi hava kabarcıklarının karıştırma ile elde
edilmediği ve akış koşullarının sakin olduğu flotasyon hücrelerinde geçerli olmaktadır. Flotasyon
kolonunda köpük, besleme noktasının hemen üzerinde bulunmakta ve endüstriyel uygulamalarda
kalınlığı 1.5 m kadar olabilmektedir. Flotasyon kolonlarındaki köpüğün konvensiyonel
hücrelerinkinden kalınlığı dışındaki en önemli fark, yıkama suyu ile yıkanmasıdır. Köpüğün
yıkanmasının iki önemli nedeni vardır; bunlardan biri besleme suyu ile gang minerallerinin
taşınmasını önlemek, diğeri ise köpüğün karalı olmasını sağlamaktır. Pozitif biasla çalışan
kolonlarda yıkama suyunun bir bölümü bias suyunu karşılamak için kolon içine süzülürken, diğer
bölümü konsantrenin taşımını sağlamaktadır. Yıkama suyunun biası karşılayan bölümü taneler
olsun ya da olmasın köpüğün kalınlığı 10-100 cm kadar artırdığı belirtilmiştir. İki faz (su/hava)
içeren flotasyon kolonu ile yapılan çalışmalarda, köpük yapısının Şekil 3’de gösterilen
bileşenlerden meydana geldiği belirlenmiştir.
i.
Ara yüzeyin hemen üzerinde yayılmış kabarcık yatağı vardır ve buradaki hava miktarı (Єh)
%74’den azdır. Toplama bölgesinden yükselen kabarcıklar pulp/köpük ara yüzeyine çarptıktan
sonra yayılmış kabarcık yatağına girerler. Kabarcıklar bu bölgeye girdiklerinde bağıl olarak
homojen, küçük ve küreseldirler. Ara yüzeyde kabarcıkların çarpmasının meydana getirdiği şok
dalgaları tüm yayılmış kabarcık yatağı boyunca etki ederek kabarcıkların büyümesine neden olduğu
belirtilmiştir.
i.i.
Yayılmış kabarcık yatağının hemen üzerinde başlayan ve yıkama suyu ekleme noktasına
kadar uzanan bölüm paketlenmiş kabarcık yatağıdır ve hava miktarı (Єh) %74’den fazladır. Burada
kabarcıklar daha da büyüktür ve yıkama suyunun etkisi ile tapalı akış yükselmektedir. Paketlenmiş
kabarcık yatağında kabarcık büyüme hızı bağıl olarak düşüktür ve genellikle kabarcıklar hızla
yükselen büyük kabarcıkların çarpışması ile birleşerek büyümektedir.
i.i.i. Yıkama suyu ekleme noktasının üzerinde ise konvensiyonel süzülmüş köpük tabakası vardır
ve buradaki hava miktarı ise (Єh) %80’den fazladır. Süzülmüş köpük tabakasında bias negatiftir ve
bölgenin ana işlevi düşey yöndeki hareketi yatay yöne çevirerek konsantre oluğuna akış
sağlamaktadır.
Mekanik flotasyon hücrelerinde su ile taşınım konsantre kirlenmesinin en önemli nedenlerinden biri
olduğu belirtilmiştir. Buna karşılık flotasyon kolonlarında tanelerin su ile taşınımının, köpüğün
kalın olması, yıkama suyu ile köpüğün yıkanması ve pozitif biasla çalışmaları nedeniyle
engellendiği belirtilmiştir.
Kalın köpük tabakası içindeki kabarcıkların büyümesi nedeniyle kabarcık yüzeyindeki tanelerin
kopma/tekrar bağlanma ile konumları değişmektedir. Bu durum flotasyon kolonlarında köpük
seçimliliğinin olumlu yönde artmasına neden olmaktadır. Yapılan çalışmalarda köpükte mineral
profillerinin oluştuğu gözlenmiş, özellikle ara yüzey üzerinde 10 cm’lik derinlikte hızlı bir tenör
yükselmesinin meydana geldiği bulunmuştur. Bu çalışmalar köpükte seçimliliğin söz konusu
olduğu ve tanelerin bir kısmının köpükte kalarak konsantre olarak alındığı, diğer tanelerin ise köpük
bölgesinden toplama bölgesine geri düştüğü sonucunu ortaya çıkarmaktadır.
Flotasyon kolonlarını mekanik hücrelerden ayıran en önemli özelliklerden biri, havanın kolona
kabarcık üreteci (sparger) ile verilmesidir. Mekanik flotasyon hücrelerinde ise hava kabarcıkları
karıştırıcının meydana getirdiği kavitasyon ile oluşmaktadır.
Kabarcık üretiminin amacı, orta ve yüksek hava hızlarında küçük çaplı kabarcıklar elde
edilmektedir. Gerek flotasyon kolonlarında ve gerekse diğer tipteki flotasyon hücrelerinde çok
çeşitli ve ülkeden ülkeye değişen kabarcık üretici tasarımlar kullanılmasına karşın flotasyon
kolonlarında yaygın olarak iki tip kabarcık üretici sistem kullanılmaktadır. Bunlar sırasıyla;
i. Havanın kauçuk veya filtre bezi kaplanmış delikli bir boru ya da yalnızca delikli çelik
boru yardımıyla kolona verildiği kabarcık üreteçleri
i.i. Kolonun dışında, havanın köpürtücü içeren su veya puple karıştırılarak kolona verildiği
kabarcık üreteçleridir.
Flotasyon Kolonlarının Performansına Etki Eden Parametreler
Kolon performansına etki eden parametreler iki grupta düşünülebilir;
i.
Baştan tasarlanan ve işlem sırasında değiştirilemeyen parametreler
- Kolon çapı
- Toplama bölgesi yüksekliği
- Kabarcık üretici tipi
- Yıkama suyu besleme sistemi
i.i.
İşlem parametreleri
- Besleme
- Hava ve yıkama suyu hızı
- Köpük kalınlığı
- Pulp yoğunluğu
- Reaktif miktarı
Bunun dışında, kabarcık çapı ve dağılımı, hacimsel hava miktarı ve besleme tenörü gibi sistem
içinde değerleri bağımsız olarak değiştirilemeyen diğer parametrelerin de kolon performansını
etkilediği bilinmektedir.
Bir flotasyon kolonunun performansını etkileyen parametreler dikkate alındığında kapasiteyi
sınırlayan iki önemli faktör vardır;
1. Tane toplama hızı
2. Konsantre alma hızı
Kolon kapasitesi taşıma kapasitesinin (C) çok altında ise kolon hız sınırlayıcı koşulda çalışmaktadır.
Bu hız sabitinin (k) optimum değerin altında olduğu koşullarda meydana gelir. Kolonun hız sınırlı
koşulda çalıştığı bilinirse bu durum;
1. Kabarcık çapı
2. Toplayıcı miktarı
3. Hava hızı parametrelerinden biri ile iyileştirilir.
Bu parametreler arasında kabarcık çapı kontrolünün hız sabitini artırmada en etkin yöntem olduğu
söylenebilir. Hız sabiti yeterince yüksekse kolon kapasitesi “Maksimum Taşıma Kapasitesi” ile
ifade edilir ve bu durumda kolon performansı taşıma kapasitesi ile sınırlanmıştır. Bu koşullarda
flotasyon kolonunun maksimum taşıma kapasitesi üzerinde, yüksek bir hız sabitine sahip olarak
çalışması uygun olabilir. Böylece daha az su sevmez taneler köpükten pulpe geri dönerek konsantre
tenörünün yükselmesi sağlanabilir.
Tasarım parametrelerinin etkilerinin kısaca irdelenmesi gerekirse;
Kolon Çapı: Kolon çapının performansa etkisi yeterince incelenmemiş olmasına karşın, kuramsal
olarak kolon çapının büyümesinin, akış koşulunun tapalı akıştan mükemmel karışmaya geçişine
bağlı olarak verimde düşmelere neden olacağı belirtilmektedir. Kolon çapının büyümesi ile kolon
performansının bozulduğu ortaya konmasına karşın tersi sonuçlarla da karşılaşılabilmektedir.
Toplama bölgesi yüksekliği: Toplama bölgesi yüksekliğinin artması kalma süresini artırdığından
verim yükselmekte, ancak konsantre tenörü çoğunlukla düşmektedir.
Yıkama suyu, dağıtıcı sistem ve konumu: Yıkama suyu dağıtma sisteminin performansa etkisi
yeterince incelenmemiştir. Duş tipi ve jet tipi dağıtma sistemlerinin karşılaştırılmasında köpüğün
üzerinden su verildiğinde jet tipinin duş tipine oranla köpüğe su ile taşınan gang miktarını azalttığı
görülmektedir.
İşlem parametrelerinin etkisi ise;
Hava hızı: Artan hava hızı ile verimin bir maksimum verecek şekilde artığını ve bu noktadan sonra
ise azaldığı görülmektedir. Tenör ise bunun tersine bir eğilim göstermekte ve yaklaşık olarak
verimin maksimum olduğu bölgede minimum değer alınmaktadır.
Besleme hızı: Çok sayıda araştırmacı besleme hızının azalması ile verimin artığını ortaya
koymuşlardır. Bu araştırmacıların ortak görüşü, besleme hızının besleme hızının azalması ile kalma
süresinin artığı buna bağlı olarak verimin yükseldiği şeklindedir.
Köpük kalınlığı: Köpük kalınlığının artışı ile konsantre tenörü önemli ölçüde artarken, verimde
önemli bir düşüş gözlenmemiştir.
Yıkama suyu hızı: Yapılan bazı çalışmalarda yıkama suyu artışı ile tenör yükselirken verim
düşmüş, bazılarında ise tersine bir durumla karşılaşılmıştır.
Besleme pulp yoğunluğu: Pek çok araştırmacı, pulp yoğunluğunun artışı ile verimin yükseldiğini
belirtmiştir. Konvensiyonel flotasyon hücrelerinin tersine, yüksek pulp yoğunluğunda verim-tenör
eğrisinin korunabilmesi kapasite açısından önemli bir avantaj olarak değerlendirilmektedir.
Köpürtücü miktarı: Flotasyon kolonlarında toplayıcı miktarının etkisi mekanik hücrelere benzer
olurken, köpürtücü miktarı kabarcık boyutunu değiştirerek performans üzerinde önemli ölçüde
etkili olabilmektedir.
7.
FLOTASYON UYGULAMALARI
7.1.
Sülfürlü Bakır Cevherleri Flotasyonu
Flotasyon:
Oldukça kolay yüzer
Toplayıcı:
Ksantatlar (amil/isopropil/butil), 2-300 glt
Köpürtücü:
MIBC, Dowfroth
pH:
8.5 -12.0, Kireç: 1-5 kglt (alkali pH piriti bastırır)
İlk Öğütme Boyutu:
%50-60, -0.075 mm
Ikinci Oğütme:
%90-100, -0.075 mm
Tenör Aralığı:
%25-50 Cu
Randıman Aralığı:
%80-90
7.2.
Oksitlenmiş Bakır Cevherleri Flotasyonu
Oksitlenmiş bakır mineralleri (azurit, malakit) sulu sülfürik asit solusyonlarında liç (leach) edilip,
elektroliz kazanılabilir. Düşen sülfürik asit fiyatları bunu daha da artırmaktadır. Orta Afrika'da
birçok oksitli cevher liçten önce flotasyona tabi tutulur. Malakit cevherleri sülfürlemeden sonra
ksantatlarla yüzdürülebilir. Klasik bir örnek Dünyanın ikinci büyük bakır üreticisi Zambia' da
Consalidated Bakır Madenidir (Şekil 10). Cevher yüksek tenörlü (%3.4 Cu) olup başlıca kalkosin,
malakit ve az miktarda kalkopirit, bornit, kovelin, azurit ve küprit içerir. Nchanga konsantratöründe
sülfürlü cevher ksantatla normal yüzdürülür. Sülfülü artıkları oksitlenmiş bakır için şartlandırılır.
Na-isopropil ksantat ve TEB köpürtücüsü sülfür flotasyonunda kullanılır. Sülfür kaba flotasyonu iki
konsantre verir: yüksek tenörlü (%45-55 Cu) ve düşük tenör1ü (%12-15 Cu). Sülfür kaba flotasyon
artıkları %15 Na-hidrosülfür ve 1:1karışımında palm-çekirdeği yagı: dizel (hem toplayıcı ve hemde
köpürtücü olarak çalışır) ile şartlandırılır (Şekil 10). Oksit kaba flotasyon konsantresi hidrosiklon ile
sınıflandırılır. Hidrosiklon altı tekrar öğütülür ve temizleme flotasyonunda temizlenir. Siklon üstü
liçe gönderilir. Oksit konsantresi %15-20 Cu içerir ve sülfür konsantresine ilave edilir. Temizleme
artıkları da liçe gönderilir. Sülfürlenmiş oksit minerallerinin flotasyon randımanı %50 civarındadır.
Artıkta %0.7-0.9 Cu bulunur.
7.3.
Bakır-Molibden Cevherleri Flotasyonu
Bakır porfiriklerin en önemli yan ürünleri (by-product) molibdendir. Alaşımlı çeliklerin ve
paslanmaz çeliklerin yapımında kullanılır. Konsantrede %90'dan fazla MoS2 ve %O.5'den az Cu
bulunması istenir. Fiyat indirimi tatbikiyle, %85 MoS2 ve %1'e kadar Cu içeren konsantreler
satılabilir. Molibden doğal olarak hidrofobik olduğundan kolay yüzer. Bakır kaba flotasyon
konsantresi tekrar öğütülür ve temizlenerek bakırdan ayrılır. Mo yumuşak bir mineral olduğundan
kolayca şlam oluşturur. İnce Mo parçalarının flotasyonu azalır. Kaba flotasyon konsantresi
sınıflandırılır ve sadece iri hidrosiklon altı kapalı devre olarak tekrar öğütülür. Temizlenmiş Cu
konsantreleri koyulaştırılır. Daha sonra Cu mineralleri bastırılır, Mo yüzdürülür. Bunun konsantresi
12 kez kadar tekrar temizlenir. Mo konsantresi çok az miktarda Cu ve diğer safsızlıklar içermelidir.
Bu yüzden Mo konsantresi NaCI ve sıcak FeCl3 ile liç edilir.