Upload
dangkhanh
View
253
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
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.
DENEYİN TANIMI VE AMACI
Sallantılı masa ile zenginleştirme deneyi yapılacak ve sonuçlar değerlendirilecektir.
DENEYDE KULLANILAN MALZEME VE ALETLER
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.
DENEYİN TANIMI VE AMACI
Düşey hareketli akışkan ortamda ayırma hakkında bilgi edinmek.
DENEYDE KULLANILAN MALZEME VE ALETLER
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.
DENEYİN TANIMI VE AMACI
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.
DENEYDE KULLANILAN MALZEME VE ALETLER
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
DENEYİN TANIMI VE AMACI
Deneylerde kömür flotasyonu ve bir sülfürlü cevher flotasyonu yapılarak flotasyon ile ilgili bilgi birikimi
sağlanacaktır.
DENEYDE KULLANILAN MALZEME VE ALETLER
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.