atıkların değerlendirilmesi

8/14/2019 atklarn deerlendirilmesi

1/10

5 Endstriyel Hammaddeler Sempozyumu, 13-14 Mays 2004, izmir, Trkiye

Cevher Hazrlama Tesisleri Artklarnn Deerlendirilmesi

E. Kaya

Dokuz Eyll niversitesi, Mh. Fak., Maden Mh. Blm, zmir

ZET: Bu makale konsantre artklarnn deerlendirilmesi ve artklardan endstriyel hammaddelerretilebilmesi iin yaplm bir almann sonularn sunuyor. Artklardan kazanlacak yeni yan rnler buartklarn olutuu evrenin cinsine ve zenginletirme ilemine bal olarak deiim gsterecei aktr. Bualmada be ayr cevher hazrlama tesisi artklar incelenmi ve analiz sonular ayrntl ekildesunulmutur. Artklarn tane boyut dalmlar, artklarda bulunan elementlerin ve minerallerin miktarlar,

deerli minerallerin varl ve miktarlar, deerli minerallerin flotasyon yapmak iin tane serbestlemedurumlar incelenmitir. Bu almann ana amac konsatre artklarn deerlendirmek iin yaplacakilemleri belirlemek ve izlenecek bir akm emasnn oluturulmasdr.

ABSTRACT: The potential to recover by-products from mining tailings was evaluated. Variations inpotential by-product minerals can be expected for different operations. The primary objective of the presentinvestigation was to establish a streamlined characterization procedure to recover the potential minerals to

be used as raw materials for other industries. This paper presents the results of characterization workperformed for five different samples collected from different mineral processing operations. The workincludes: determination of particle size distributions, elemental and mineralogical analysis, liberation andlocking characteristics of sulfides, determination of the presence and quantities of potential by-productminerals. Although identification of the mill tailings would be desirable, the official policies of somecompanies forbid publication of such data and, therefore, no tailing samples were identified as to source.

1. GR

Cevher hazrlama tesislerinde heryl milyonlarcaton artk retilmekte ve bu miktar yldan ylagiderek artmaktadr. Cevher hazrlama tesislerigenellikle cevher iinde deerli metal miktar % 1gibi bir tenrle almakta ve artk olarak atlangang ksm % 90 gibi byk miktarlardaolabilmektedir. Birok cevher hazrlama tesisi artkhavuzlannda gnmze kadar ok bykmiktarlarda art zaten biriktirmitir (White andRule, 1971). Gelecekte maden yataklarnntenrlerin dmesi ile bu artklarn cevher kaynaolarak kullanlmasnn nemi artacaktr (iek et al,1998; Cristovici, 1986). Ayrca bu artklarendstride hammadde olabilecek birok deerlimaddeleri iermektedir (Llewellyn and Sullivan,1980;Sekulicetal.,2001).

Maden iletmelerindeki biriken bu artklar okbyk miktarlarda olmasna karn, bunlarn tenrolduka dktr. Fakat maden kazs ve cevherhazrlamada en pahal ilem olan boyut kltmeilemleri daha nceden uyguland iin, basitcevher zenginletirme ilemleri ile artklarda

bulunan baz mineraller ekonomik olarakkazanlabilir (Gktepe ve Pooley, 1998; Figueroa,1976; Holmes et al., 1976; Gomez and Solar, 1995;Lewis, 1998; McWaters, 1990) ve endstridehammadde olarak kullanlabilir (Sekulic et al.,2001). Bu almada cevher hazrlama tesisiartklarndan yan rn elde etme potansiyeli

aratrlmtr.

Bu almada kullanlan artk numunelerin neredenalnd veya geldii arzu edilen bir durum olsada,irketler bu gibi bilgilerin yaynlanmasna kar

355


2/10

E Kaya

kmaktadr, dolaysyla numunelerin neredengeldii gizli tutulmutur

2. NUMUNE ALMA VE ANALIZMETODLAR1

Be ayr cevher hazrlama tesisi artk havuzlarndan

100kg miktarnda numuneler alnmtrNumuneler yle isimlendirilmitir Numunel(Nl), Numune2 (N2), Numune3 (N3), Numune4(N4) ve Numune5 (N5) Artklartn tane boyutlarzaten kuuk olduundan ayrca boyut kltmeilemine tabu tutulmamtr Numuneler aadakigibi eitli ilemlere tabu tutulmutur

Ozgul arlk ve bulk younluk (yn younluu) lmleri,

Tane boyut dalmlarn bulmak iinelek analizi,

Hdrosklon ile lam ksmnn (500

mesh) ayrm, Kimyasal element analizi AA (atom

adsorpsyonu), XRF (x-ray fluorescence) ve ICP (inductively coupled plasma) ileyaplmtr,

XRD (x-ray diffraction) ile mnerolojanalizleri,

Sarsntl masa ve ar ortam ayrm,

Sulflrlu fraksiyonun flotasyon ilezenginletirilmesi,

Sulfusuz fraksiyonlar manyetikayrmaya tabu tutulmutur

Numunelerin karaktenzyonunda izlenecek ilemleriin genel bir akm emas ekil 1 'de olduu gibigelitirilmitir Bu aratrmada artklar

deerlendirmek iin bu gelitirilen akm emasizlenmitir Artklar ilk olarak hdrosklon ile kboyuta (500 /im) ayrlm, 500 mesh uzer malzemesarsntl masalarda zenginletirilmi ve ar vehafif mineraller ad altnda k tur urun alnmtr Ar mineraller flotasyon ilemine tabututulmutur Flotasyon artklar sulfurlu (yzen) vesulfursuz (artk) diye k kma ayrlm ve

sulfursuz ksm ayrca manyetik ayrmaya tabututulmutur

3. SONULARIN TARTIILMASI

Numuneler ekil 1 deki akm emasna gore etlilemlere tabu tutulmu ve sonular dort gruptaaadaki balklar altnda incelenmitir

3 l Boyut Analizi, Ozgul Arlk ve BulkYounluklar

Artklar izelge 1 'de gsterildii gibi u boyutdalmna ayrld akl (+53 fim), kum (-53 pm +2 jnm) ve kl (-2 jum) fraksyonlar Numune5 (N5)akl ve kl boyutlarnda en duuk orana sahiptirN3 numunesinin akl ksm ise en yksek oraniermektedir N2 numunesinin kl oran (% 6,7)dier artklardan biraz daha yksektir

Numunelerin ozgul arlklar (izelge 2) 2,63 ve2,98 arasnda deiiyor N4 ve N5 artklar en yksek ozgul arla ve ayrca en yksek demirieriine sahipler

Tane boyut dalmlar ya elek analizi ile bulundu ve ekil 2'de gsterilmektedir Butun artklar 1000/zm'nn altndadr N3 numunesi en fazla in (P80 =279 m) ve N5 numunesi en fazla ince (P80 = 128

/im) tanelere sahpt N2 numunesi ise en geniboyut dalmna sahiptir

356


3/10

Endusli)elHanmaddele Sempozyumu 13 14 Ma\s 2004 izmit Trkiye

ekil 1 Artklar deerlendirmek iin uygulanan akm emas

izelge I Numunelerin (N 1-N5) u boyut dalmna ayrlmas (% Arlk)

Tane Boyutu, mikron

+53 (akl)

-53+2 (kum)

-2 (^lam)

Nl

57,3

32,0

5,7

N2

54,2

39,1

6,7

N3

67,3

28,5

4,2

N4

55,2

40,2

4,6

N5

41,2

55,2

3,6

izelge 2 Numunelerin (N1-N5) ozgul arlk ve bulk (yn) younluklar

Ozgul Arlk, g/cm3

Bulk (yn)Younluk, kg/m3

Nl

2,63

1271

N2

2,70

1319

N3

2,67

1246

N4

2,84

1193

N5

2,98

1600

3 5 7


4/10

E Kaya

ekil 1 Numunelerin (N1-N5) araziden alndklar ekilde tane boyut dalmlan

3 2 Kimyasal Analz Sonular

Kimyasal analz sonular izelge 3'degsterilmitir N2 ve N4 numunelen en yksek

bakr oran iermektedir (N2 %0,243 ve N4 %0,235) N4 (% 7,78) ve N5 (% 5,03) numunelen enfazla ve N3 numunesi ise en az demir oranlarniermektedir

N5 numunesi en yksek T0 2 (% 0,57)iermektedir N5 numunesi otek artklarlakarlatrldnda daha fazla Ce (Cerium) (348ppm), La (Lanthanum) (224 ppm) ve Nd(Neodymum) (110 ppm) iermektedir N5numunesi ayrca en yksek As (arsenik) (52 ppm)ieriine sahiptir Dier numunelerin arsenik ierii20 ppm'den azdr N2 numunesi en yksek Pb

(kurun) oranna (203 ppm) sahiptir

3 3 Mineraloji ve Tane Serbestlemesi AnalzSonular

Mineraloji analz sonulan izelge 4'de veserbestleme analizleri izelge 5'de verildi N2numunesi en fazla kuvars oran iermektedir (%46)

N3 numunesi en fazla K-feldspat (% 37,4) veplagoklas (% 28,6) iermektedir Mika ieren

maddeler (sensit ve muskovt) en fazla N2numunesinde bulunmaktadr Numunelerden N4 veN5 en yksek manyetik konsantrasyonuna sahiptirN4 numunesi dikkati ekecek kadar garnetiermektedir

Mikroskop ile yaplan serbestleme analzsonulanna gore serbest haldeki pint oran genelolarak 4,7 ile 7,7 (% hacm) arasndadr N4numunesmdek serbest haldeki pirit oran ise16,3'tur (% hacm) Serbestlem slfrkonsantrasyonu N3 numunesinde ok duuk (%hacm 0,3) bulunmutur Serbestlem kalkopmtkonsantrasyonu ise genel olarak % 0,1'in altndadr

N2 numunesi en fazla kalkozn (CU2S) ve koveln(CuS) iermektedir

Miktar olarak, % 30 sulfirlu bakr, pint ile bulunmaktadr N5 numunesinde sulfirlu demirinaa yukar % 10-15M markast (FeS2) olarak bulunmaktadr Gangdaki serbestlemem slfrmiktar ok azdr (%1,3 ile %4,7 arasnda)

358


5/10

5 Endstriyel Hammaddeler Sempozyumu, 13-14 Mays 2004, kmr, Trkiye

izelge 3 Numunelerin kimyasal analz sonulan (artk havuzlarndan alnd gibi)

Elementler

Cu, %Mo, %Fe, %S hepsi, %Zn, %LOI, %S02, %

AI 203T02, %N a 20, %K20, %CaO, %P 2O3,%Mn, %Mg, %Zr, ppmSn, ppm

W, ppmAs, ppmCd, ppmHg, ppmPp, ppm

Ce, ppmLa, ppmNd, ppmTh, ppmSc, ppmSm, ppm

Hf, ppmCs, ppmU, ppmEu, ppm

Yb, ppmTb, ppmTa, ppmLu, ppm

Nl

0,0660,0051,060,93

0,0062,3667,7714,680,392,154,802,050,150,020,88138


6/10

C Kaya

Yan urun olarak kuvars ve feldspat retimi NI, N2 ve N3 artklarndan mumkun olabilir NI , N2 veN3 artklarnn feldspat analz sonular piyasadasatlan feldspata ok yakn olduu bulunmuturFeldspat, kuvars ve manyetik rnlerinin kimyasalzelliklen ve sat ftatlar izelge 6 ve 7'de verilmitir izelge 7'dende grld gibi, Nl,N2 ve N3 numunelerndek feldspat oranlan

piyasadaki sat yaplan feldspat u nlerineyakndr

Endstriye bal olarak feldspat tane boyutdalmlar deimektedir Cam retimi iinfeldspat genellikle 850 ve 425 mkona krlr vekimyasal analizi yledir %4 - 6 K20, %5 - 7Na 20, %19 civarnda Al 20, ve %0,08 Fe 20,mlekilikte kullanlan feldspat iindeki oranlar

beyaz porselen ve ayn tur seramikler iin %4-14K20 ve tane boyutu 75 mikron'un altnda demirmiktar %0,07'tur Genel olarak, kuvars iinistenilen 850 ile 106 micron arasndaki tane boyutu

miktar %95'tur Cam sanayinde kullanlacakkuvars iin istenilen kimyasal zellikler ve tane

boyut dalmlar izelge 8'de verilmitir

Sarsntl masa (gravite) ve flotasyon ilemleri ileayrlan urunle iin arlk dalm dengesi izelge9'da verilmitir lam miktar en az olan urun N3nutnunesdr Sarsntl masadan kazanlan sulfurlumineraller genel olarak prt'tr (%79 - %87) N2numunesndek prt'n % 22's genel olarakkalkozn ve koveln ile kapldr N2 ve N4'den eldeedilen sulfurlu konsantrelerde serbestlemkalkozn oran %4,6 ve %2,0 gibi en yksektirBesleme mal ve gravite artklarn kimyasal analzsonular izelge 10'da verilmitir Graviteartklarndak demir oran en fazla olan rnler N4

ve N5'tr Sarsntl masa sulfursuz urun iinmineraloji analizleri miktar olarak izelge 11 veI2'de zetlenmitir Serbest haldeki kalkoprt oranNl numunesinde en fazladr

izelge 4 Numunelerin mineraloji analizleri (artk havuzlarndan karld gibi)

Mineraller

KuvarsK-FeldspatPlagoklasMuskovtBottKlontPintKaolentl/S Kark Ara KlSmektt

GeottKarbonatlarEpdotManyetit

AktnoltGarnetDierToplam

Nl(%Arlk)

32,125,822,86,12,93,50,60,00,01,9

0,01,4

0,00,00,00,02,9

100%

N2(% Arlk)

45,718,91,4

22,52,51,0

0,75,00,01,0

0,00,0000,00,00,01,3

100%

N3(% Arlk)

24,337,428,61,52,13,60,20,00,00,0

0,01,7

0,40,00,00,00,2

100%

N4(% Arlk)

27,516,9

1,17,57,10,03,05,70,00,0

2,40,00,02,03,3

20,03,5

100%

N5(% Arlk)

18,121,35,10,09,85,71,8

1,6

10,09,4

0,00,04,04,54,60,04,1

100% XRD analizleri Miktarlarn statksel Standard dalm

360


7/10

Endstriyel Hammaddeler Sempozyumu 13-14 Mays 2004 Izmir Tukye

izelge 5 Numunelerin Tane serbestleme analizleri (artk havuzlarndan karld gibi)

Mineraller

Serbest piritSerbest kalkopntSulfur iermeyen gangKsm-serbest sulfur ieren gangSerbest/ksm-serbest manyetik mineralToplam

Nl(%Hacim)

4,7


8/10

E. Kaya

izelge 8. Cam sanayisinde kullanlacak kuvars iin istenilen artlar*

Kimyasal zellikler

Si02, over %90Fe2C>3, %0.03 maksimumCr203, 0.0003% maksimum

Tane Boyut Dalm

+20 mesh, %0+30 mesh, %1 maksimum-100 mesh, %15 maksimum

* Deerlerin alnd kitap: Industrial Minerals and Rock, 1994.

izelge 9. Sarsntl masa ve flotasyon zenginletirme rnlerinin arlk dalmyzdeleri (%) [bu alma sonulan]

lemler

Gravite rn

Slfrsz'

Manyetik

Manyetik deil

Slfrl2

Gravite artklar, hafiffraksiyon

Hidrosiklon st rn (lam)Toplam

Nl

4.55

3.67

0.88

65.0830.37

100.00

N2

3.12

2.75

0.3868.74

28.14

100.00

N3

3.54

3.07

0.4778.1418.32

100.00

N4 3

16.50

12.40

4.20

8.21

4.09

55.79

27.72

100.00

N54

31.02

4.04

13.53

17.48

1.18

42.57

26.42

100.00Slfrl ve slfrsz fraksiyonlar flotasyon ile elde edildi.

1 Sarsntl masa rnne flotasyon ilemi uyguland ve manyetik ayrma slfrsz fraksiyona uyguland.4 Manyetik ayrma uyguland, sonra flotasyon manyetik olmayanlara uyguland.

izelge 10. Besleme mal ve gravite artklarn kimyasal analiz sonulan [bu alma sonulan]

S 0 2AI203

CaO

N a 2 0K2 0T0 2FeToplam

Nl

Giren

70,8615,250,19

0,275,540,250,93

93,11

Grav.1

Artk77,5511,580.10

0.265.030.230.64

95.39

N2

Giren

67.3114.552.03

2.224.750.400.99

92.25

Grav.'Artk70.1513.531.84

2.334.770.360.84

93.82

N3

Giren

68.2814.332.17

2.565.240.340.92

93.84

Grav.1

Artk70.9513.741.80

2.685.380.290.7295.56

N4

Giren

55.7812.503.08

0.243.890.404.8680.75

Grav.1

Artk66.3212.742.02

0.294.600.381.97

88.32

N5

Giren

48.9911.352.37

0.764.930.587.64

76.62

Grav.'Artk61.6312.722.47

1.075.540.474.1788.07

Hafif Fraksiyon

362


9/10

5. Endstriyel Hammaddeler Sempozyumu, 13-14 Mays 2004, tzmir, Trkiye

izelge 11. Sarsntl masa rnlerin (slfursz fraksiyon) mineraloji analizi(miktar olarak) [bu alma sonulan]

Mineraller

KuvarsK-FeldspatMuskovitKloritPlagioklasDemir oksitlerKalsitPiritKlGametEpdotHornblentSidertFlorit

OlivinBiotitPayrofilitAmfibol

Nl

FazlaFazlaBirazok azBirazok azok az

N2

FazlaBirazBiraz

ok az

ok azok az

N3

FazlaFazlaBirazok azBirazok azok az

N4

FazlaBirazok azok az

FazlaBirazok azok az

N5

FazlaBirazFazlaBirazBiraz

ok az

ok az

Fazlaok azFazla

izelge 12. Sarsntl masada kazanlan slfdrl rnn mineraloji ve serbestlemeanalizi (% hacim) [bu alma sonular]

Tanm

Serbest pirit

Serbest kalkopirit

Ksmi serbest slfr ieren gang

Kalkozn ve kovelin ieren pirit

Serbest kalkozin

Serbest sfelarit

Dier slfrler1

Demir oksitler2

Nl

85,00

5,67

3,33

4,33

0,01

0,67

1,33

0,00

N2

67,33

0,67

7,00

20,00

4,67

0,00

0,00

0,33

N3

87,00

1,00

5,00

5,00

0,01

0,33

1,33

0,00

N4

86,33

2,00

3,00

4,33

2,00

0,67

1,67

0,00

N5

84,33

0,04

14,00

0,33

0,00

1,00

0,00

0,331 Galena, bomit, mohbdenit, tetraedrit2 Hematit, manyetik, hdro demir oksitler

4. SONULAR

Yaplan bu aratrma almasnda be ayr artknumunesi zerinde yaplan analiz ve zenginletirmeilemleri sonucu elde edilen bulgulara greaadaki sonular karlabilir:

1. Artklardan yan rn kazanma potansiyelitessden tesise deimektedir.

2. Aratrma sonulan ar minerallennartklardan kazanlmasnn genel olarak zorolacan gstermektedir. Fakat N4 ve N5

artklanndan manyetik kazanlmas ayncaincelenebilir ve kazanlan manyetik rnzelliklerinin kmr iletmelerinde ar ortamzenginletirme ve dk tenrl demir cevheri

363


10/10

E Kaya

peletieri endstrisi iin istenilen zelliklereuygunluu aratrlmaldr.

3. Yan rn retimi iin en ok potensyelinkuvars ve feldspat retimi olaca grlmtr.retilen kuvars ve feldspatn endstridekullanm aadaki alanlarda olabilir:

Kuvars: Cam hammaddesi, seramik,kimya sanayii, fltreleme, demir-dkmsanayii.

Feldspat: Seramik sanayisi derecesinde,cam sanayisi derecesinde.

4. Artklardan bakr retilmesi iin tenorun dkkald ve retim maalyetlernn daha yksekolaca bulunmtur. Yaplan fizbiliti hesaplarmaaliyetlerin bakr iin $l/lb ve zerindeolacan gstermitir.

5. Cevher hazrlama artklar imento hammeddesolabilecek ana maddeleri (Kalsiyumkarbonatlar, alminyum oksits, slka, demir,ete.) iermektedir. Artklarn imento

hammeddesne katk malzemesi olabilirliiaratrld ve sorun olabilecek maddelerinalkaliler (Na, K) ve slfr olaca belirlendi. Artklarn katk malzemesi olarakkullanlmasn iin en byk sorun bunlarnretilmesi iin maliyetin yksek olacadr.Mesela, demir (demir cevheri, ve elik slag),slika, ve alminyum oksitler'in dorudanhammadde olarak satn alm imentosanayisine daha ucuza mal olmaktadr.

KAYNAKLAR

cek, T., Cocen, I. and Samanl, S., Sep. 1998,"Gravimetric Concentration of Fine ChromiteTailings" Proceedings of the 7th InternationalMineral Processing Symposium, Innovations inMineral and Coal Proceesing, Ed. S. Atak, G.nal, and M. S. elik, Istanbul, Turkey, A. A.Balkema, Rotterdam, Brookfield, 731-736.

Cristovici, M. A., Nov 1986, "Recovery of Gold from Old Tailing Ponds"CIM Bulletin, Vol. 79,No. 895, 27-33.

Figueroa, C. K., June 1976, "Morenci TailingsLeaching Plant" Transactions of AIME, Vol.260, 170-173.

Holmes, J. A., Deuchar, A. D., Stewart, L. N. AndParker, J. D., 1976, "Design, Construction andCommissioning of the Nchanga Tailings LeachPlant" Extractive Metallurgy of Copper, 907-925.

Gomez, L. and Solar, R. D., 1995, "TailingsRetreatment Plant in Codelco, El Teniente

Division," proceedings of Copper 95, Vol. II -Mineral Processing and Environment, Ed. A.Casali, G. S. Dobby, M. Molina and W. J.Thoburn, 67-76.

Gktepe, F. and Pooley, F. D., Sep. 1998,"Recovery of Copper from a Sulphide Tailingsby Bacterial Leaching," Proceedings of the 7thInternational Mineral Processing Symposium,Innovations in Mineral and Coal Proceesing, Ed.S. Atak, G. nal, and M. S. elik, Istanbul,Turkey, A. A. Balkema, Rotterdam, Brookfield,483-488.

Industrial Minerals and Rocks, 1994, Ed. Donals D.Carr, 473-481.

Lewis, W. M., 1998, "Simplified Tailings RecoveryUtilizing a Lewis Econosizer" Society forMining, Metallurgy, and Exploration, Littleton,CO, Prepirit No 98-128.

Llewellyn, T. O. And Sullivan, G. V., 1980,"Recovery of Rutile from Porphyry CopperTailings Sample," Bureau of Mines Report ofInvestigations, RI 8462.

McWaters, T., September 1990, "Magma's TailingsLeach Operation," Mining Engineering, 1075-1080.

Mining Engineering, June 2001.

Sekulic, Z., Ignjatovic, M., and Jovanovic, V., Sep.2001, "The Use of Flotation Tails from CopperMine in the Cement Industry, " Proceedings ofthe 9th Balkan Mineral Processing Congress,New Developments in Mineral Processing, Ed.G. nal, S. Atak, A. Gney, M. S. elik, and A.E. Yce, istanbul, Turkey, Beril Ofset, 603-607.

White, J. C. And Rule, A. R., 1971, "Distributionof Sulfide and Oxide Copper in Copper MillTailings, " Bureau of Mines, Report ofInvestigations 7498

364

Documents

atıkların değerlendirilmesi