MadenMuhendisligineGiris2

MADEN MÜHENDĠSLĠĞĠNE GĠRĠġ

Prof.Dr. ġafak G. ÖZKAN

• GENEL BĠLGĠLER

• GiriĢ (Mineral, Cevher, Konsantre, Artık ve Tenör

kavramları)

• Cevher Hazırlama ve ZenginleĢtirme’nin Diğer Bilim Dalları

Ġçerisindeki Yeri

• Cevher Hazırlama ve ZenginleĢtirmeyi Gerektiren Sebepler

• Cevher Hazırlama ve ZenginleĢtirmenin ĠĢletme Adımları

• CEVHER HAZIRLAMA VE ZENGĠNLEġTĠRMEYE KONU

OLAN MĠNERALLERĠN ÖZELLĠKLERĠ

• Fiziksel Özellikler

• Kimyasal Özellikler

• Fizikokimyasal Özellikler

MADEN MÜHENDĠSLĠĞĠNE GĠRĠġ DERSĠ

CEVHER HAZIRLAMA ĠLE ĠLGĠLĠ KONULAR



UFALAMA VE SINIFLANDIRMA

– Ufalama ve Sınıflandırmanın Amaçları ve AĢamaları

– SerbestleĢme Derecesi ve Tane Ġriliğinin Saptanması

– Kırma ĠĢlemi ve Kırıcıların Sınıflandırılması

– Öğütme ĠĢlemi ve Değirmenlerin Sınıflandırılması

– Sınıflandırma (Klasifikasyon) ĠĢlemi (Elekler ve Klasifikatörler)

CEVHER ZENGĠNLEġTĠRME YÖNTEMLERĠ

– Cevher ZenginleĢtirme Yönteminin Seçimine Etki Eden Faktörler

– Cevher ZenginleĢtirmede Kullanılan Temel Devre ÇeĢitleri

– Cevher ZenginleĢtirme Formülleri ve Metalurjik Denge Çizelgesi

– Tane Ġriliğine Dayalı ZenginleĢtirme Yöntemleri

– Özgül Ağırlık Farkına Dayalı ZenginleĢtirme Yöntemleri

– Manyetik Özelliklere Dayalı ZenginleĢtirme Yöntemleri

– Elektrostatik Özelliklere Dayalı ZenginleĢtirme Yöntemleri

– Flotasyon Yöntemi

– Kimyasal Yöntemler

KAPSAM



Cevher Hazırlama ve Cevher ZenginleĢtirme

1.1. Cevher Hazırlamanın Tanımı

1.2. Cevher Hazırlamanın Tarihi GeliĢimi

1.3. Cevher Hazırlamayı Gerektiren Nedenler

a) Teknolojik Nedenler

b) Ekonomik Nedenler

c) Sosyal Nedenler

1.4. Cevher Hazırlamanın ÇalıĢma Alanı

a) Cevher Hazırlama Tesisini Besleyecek Cevherin Sağlanması

b) Cevherdeki Değerli Minerallerin Boyut Küçültme ile Serbest Hale

Getirilmesi

c) Boyut Küçültme ile Yeterli Mineral SerbestleĢmesi Sağlanan Cevherin

ZenginleĢtirilmesi

d) ZenginleĢtirme Sonunda Elde Edilen Ürünler Üzerindeki ĠĢlemler




1.1. Cevher Hazırlamanın Tanımı

Ġçerdiği minerallerden bir veya birkaçı ekonomik değer taĢıyan kayaca “CEVHER” denir.

Bu ekonomik değer ya üretildiği Ģekli ile mevcuttur ya da bazı iĢlem kademelerinden

geçtikten sonra bu değere sahip olmaktadır.

Bir cevherdeki çeĢitli mineralleri endüstrinin gereksinimine en uygun hammadde haline

getirmek ve ekonomik değer taĢıyanları taĢımayanlardan ayırmak için yapılan

iĢlemlerin tümüne “CEVHER HAZIRLAMA” denir.





Ġlk uygulanan Cevher Hazırlama iĢlemi ELLE AYIKLAMA olmuĢtur. Bu minerallerin; renk, görünüĢ ve

ağırlık farkından yararlanılarak yapılmıĢtır.

Daha sonra YIKAMA iĢleminin uyguladığı tahmin edilmektedir. Suyun temizleme özelliği fark edilmiĢ

ve çok küçük mineral parçacıklarının yıkama ile daha iri parçalardan ayrılması sağlanmıĢtır.

Daha sonra minerallerin her zaman serbest halde olmadıkları fark edilmiĢ ve cevherin boyutunun

küçültülerek tanelerin serbestleĢmesini sağlayan KIRMA iĢlemi olmuĢtur. Ġlk kırma iĢlemlerine

bakıldığında basit el aletleriyle yapıldığı görülmektedir. Büyük parçaların ise önce ısıtıldığı ve sonra

üzerine su dökülerek ani soğutma iĢlemi yapılmıĢ ve oluĢan çatlamalar yardımıyla kırma kolaylaĢmıĢtır.

Bir sonraki yöntem; yıkama etkisi ve yerçekimi kuvvetinin birlikte yararlanıldığı GRAVĠTE ayırması

olmuĢtur. Eğimli taĢ masalardan su ve cevher birlikte akıtılmıĢ, hafif taneler su ile akıp gitmiĢ ağır olan

mineralleri ise masa üzerinde kalarak zenginleĢtirilmiĢtir.

En büyük geliĢmeler 19. yy sonları ile 20. yy baĢlarında olmuĢtur. Hem boyut küçültme hem de

zenginleĢtirme cihazlarında önemli geliĢmeler olmuĢtur.





Kırma ve öğütme tekniğindeki geliĢmeler kırılmıĢ ve öğütülmüĢ cevherin boyuta göre

sınıflandırılmalarını zorunlu kılmıĢ bu doğrultuda elekler ve çeĢitli klasifikatörler geliĢtirilmiĢtir. Daha

sonra 20. yy baĢlarında Wilfley sarsıntılı masası kullanılmaya baĢlanmıĢtır.

Yine 19. yy’ın sonlarında altın ve gümüĢ minerallerinin kazanılmasına yönelik siyanürizasyon

prosesinin geliĢtirildiğini görüyoruz.

20. yy baĢlarında minerallerin manyetik ve elektrostatik özelliklerinden yararlanılarak birbirinden

ayrılmasını sağlayacak cihazların geliĢtirilmeye baĢladığını görüyoruz.

en önemli geliĢmelerden biri yine 1900’lü yılların baĢlarında mineraller arasındaki fizikokimyasal

özellik farklılıklarının yararlanıldığı FLOTASYON tekniği geliĢtirilmiĢtir. Bu teknik ile birlikte çok ince

tane boyutlarında serbestleĢen minerallerin yüksek verimler ile kazanılması gerçekleĢtirilmiĢtir.




a) Teknolojik Nedenler

Cevherin yerkabuğundan üretiliĢi ile kullanılıĢı arasında, tüketim yerinin

teknolojik gereğine uygun bazı değiĢiklikler geçirmesi esasına

dayanmaktadır.


Örneğin: cam endüstrisinde ana hammaddeyi oluĢturan silis kumunun tane

boyutunun -0,5 mm +0,1 mm aralığında olması, ve maksimum %0,5 Fe içermesi

teknolojik bir zorunluluktur.

Örneğin: Kauçuk, boya ve ilaç endüstrilerinde dolgu maddesi olarak kullanılar

manyezit, dolamit, kalker, talk ve kaolin gibi hammaddelerin 20 mikron tane boyutunun

altına öğütülmeleri teknolojik bir zorunluluktur.




b) Ekonomik Nedenler

Yer kabuğundan üretildikleri Ģekil ile ekonomik değeri olan cevherlerin, ekonomik

değerlerinin arttırılması veya yer kabuğundan üretildiklerinde ekonomik olmayan

cevherlere ekonomik değer kazandırılması esasına dayanmaktadır.


Üretildiklerinde ekonomik değer taĢıyan mineralere örnek olara, kömür, demir bakır,

kurĢun, çinko ve diğer bazı cevherler verilebilir. Bu tür cevherlere bir

zenginleĢtirme iĢlemi yapılarak ekonomik değerleri arttırılabilmektedir.

Üretildiklerinde ekonomik değeri olmayan cevherlere örnek olarak yer kabuğunda

ppm mertebesinde bulunan altın, gümüĢ ve uranyum gibi cevherler verilebilir.

Bunlar ancak cevher hazırlama ve zenginleĢtirme iĢlemleri sonrasında satılabilir

hale getirilebilmektedir.




c) Sosyal Nedenler

Madencilik faaliyetleri ile o bölgenin sosyo-ekonomik yapısının geliĢmesi.





1.4. Cevher Hazırlamanın ÇalıĢma Alanı

a) Cevher Hazırlama Tesisini Besleyecek Cevherin Sağlanması

b) Cevherdeki Değerli Minerallerin Boyut Küçültme ile Serbest Hale

Getirilmesi

c) Boyut Küçültme ile Yeterli Mineral SerbestleĢmesi Sağlanan

Cevherin ZenginleĢtirilmesi

d) ZenginleĢtirme Sonunda Elde Edilen Ürünler Üzerindeki ĠĢlemler



Cevher Hazırlama ĠĢlemlerinin Genel AkıĢ ġeması

Maden Ocağından

Üretilen Cevher

NAKLĠYE

DEPOLAMA

ZENGĠNLEġTĠRME ÖNCESĠ

ĠġLEMLER(Kırma, Öğütme, Boyutlandırma)

CEVHER HAZIRLAMA TESİSİ

ZENGĠNLEġTĠRME ĠġLEMLERĠ

Artık KonsantreDEĞERLĠ ÜRÜN DEĞERSĠZ ÜRÜN

KOYULAġTIRMASUSUZLANDIRMA

DEPOLAMA

NAKLĠYE

DĠĞER ĠġLEMLERizabe vs.

TESĠSTEN

UZAKLAġTIRMA

Artık Barajı



Ufalamanın ve Sınıflandırmanın Amaçları

Cevher hazırlama ve zenginleĢtirme iĢlemlerinin yapılabilmesi için

değerli ve değersiz minerallerin birbirlerine bağlı taneler

halinde bulunmaması gerekir. Ancak, genellikle kayacı

oluĢturan mineraller çok ince tane boyutunda ve birbirleri içine

yayılmıĢ halde bulunurlar. Bu yüzden ufalama ve sınıflandırma

belli amaçlarla yapılır;

• Mineral tanelerini birbirlerinden serbest hale getirmek.

• Ufalama sonucunda yüzey alanı geniĢ taneler elde etmek.

• Belirli büyüklük ve Ģekilde taneler üretmek.

• UfalanmıĢ malzemenin daha kolay taĢınabilmesi özelliğinden

faydalanarak nakliyede kolaylık sağlamak.




Ufalamanın ve Sınıflandırmanın AĢamaları

•Tüvenan cevherin maden ocağından dinamit vs. yardımıyla

patlatılması.

•Patlatma iĢlemini takiben cevherin veya yantaĢın olduğu yerden

ekskavatör, buldozer ve greyder gibi iĢ makinaları kullanılarak

sonsuz boyuttan 100 cm tane boyutuna kadar indirilmesi.

•Maden ocağında bulunabilen mobil kırıcılar veya cevher

hazırlama tesisindeki sabit kırıcılar yardımıyla yaklaĢık 200

cm’den 0.5 cm’ ye kadar indirilmesi.

•SerbestleĢme tane boyutunun eldesi için değirmenler yardımıyla

2.5 cm’den 1 mikron tane boyutuna kadar öğütülmesi .

Kırma ve öğütme iĢlemleri arasında ve sonrasında boyutlandırma

amacıyla eleme iĢlemi yapılır. Çok küçük tane boyutunda eleklerin

yeterli olmadığı durumlarda sınıflandırıcılar kullanılır.




Cevher hazırlamada ufalama iĢlemlerinin en önemli nedenlerinden

biri, cevheri oluĢturan minerallerin birbirlerinden serbest hale

getirilmesidir. Değerli minerallerin gang minerallerinden veya

birbirlerinden yüksek verim ve yüksek mineral yüzdesi ile

ayrılabilmesi, ancak yeterli ölçüde bir serbestleĢme ile

sağlanabilir. KırılmıĢ ve öğütülmüĢ cevher parçalarına tane, tek

bir mineral içeren tanelere serbest tane, iki veya daha fazla

mineral içeren tanelere de bağlı tane denilmektedir. Bir

mineralin serbestleĢme derecesi cevherin boyutunun

küçültülmesi sonucu elde edilen, belli bir minerale ait serbest

tane miktarının, o mineralin cevher içindeki toplam miktarına

oranının yüzdesel olarak ifadesidir ve bu serbestleĢmenin

oluĢtuğu tane boyutuna da serbestleĢme tane iriliği adı verilir.

SERBESTLEġME DERECESĠ VE TANE ĠRĠLĠĞĠNĠN SAPTANMASI



SerbestleĢme derecesi ve serbestleĢme tane iriliği iki temel yöntemle saptanabilmektedir. Bunlardan ilki, zenginleĢtirilecek cevherden alınan temsili numunelerin değiĢik tane boyutlarına indirilerek, her bir numune ile zenginleĢtirme deneyleri yapılarak en uygun verim ve tenör değerlerinin yakalandığı tane boyutunun serbestleĢme tane iriliği olarak seçilmesine dayanan zenginleĢtirme yöntemidir. Bu yöntem genellikle özgül ağırlık farkına dayalı zenginleĢtirme yöntemlerinin uygulanmasına karar verilen minerallere uygulanır. Ġkinci serbestleĢme derecesi tayini yöntemi ise, tane boyutu fraksiyonlarına ayrılmıĢ temsili cevher numunelerinin ince ve parlak kesitleri alınarak optik mikroskop veya X-ıĢını mikroanaliz cihazları yardımıyla tane sayımı esasına dayanır. Bu yöntemde her bir tane boyutu fraksiyonunda serbest ve bağlı taneler tek tek sayılarak istatiksel yöntemlerle serbestleĢme derecesi bulunur.

SERBESTLEġME DERECESĠ VE TANE ĠRĠLĠĞĠNĠN SAPTANMASI

(HSM Serbest Tane Sayısı)+(HSM Bağlı Tane Sayısıx1,4)

Hedef Seçilen Mineralin Serbest Tane Sayısı Hedef Seçilen Mineralin

SerbestleĢme

Derecesi(%)

X 100 =



Tane boyutları yaklaĢık olarak 1 cm ve üzerindeki cevherlerin

elle veya mekanik araçlarla gerçekleĢtirilen boyut küçültme

iĢlemine kırma denilmektedir. Ġnsan gücünün ucuz ve kırılacak

malzemenin az olduğu durumlarda balyoz, varyoz, tokmak, çekiç

ve havan gibi araçlar kullanılarak yapılan kırmaya elle kırma adı

verilirken, cevherin yapısına, üretim miktarına, uygulanacak

zenginleĢtirme yöntemine ve diğer bazı parametrelere göre

çeneli, çekiçli, konik ve merdaneli kırıcılar gibi cihazlar

kullanılarak yapılan kırmaya mekanik araçlarla kırma

denmektedir.

KIRMA ĠġLEMĠ VE KIRICILARIN SINIFLANDIRILMASI



Maden ocağından gelen iri boyutlu cevheri taĢıma ve besleme

açısından uygun boyuta indirgemek için, çoğunlukla 150 cm ile 10-20

cm arasında uygulanan kırma iĢlemine birincil (primer) kırma denir ve

çeneli ve döner kırıcılar bu tip kırma için kullanılır. Cevherin öğütme

cihazına beslenebilmesi için uygun boyuta getirilmesine ise ikincil veya

üçüncül (sekonder veya tersiyer) kırma adı verilir ve bu amaç için

genellikle konik, merdaneli ve çekiçli kırıcılar tercih edilir. Ġkincil kırma

iĢlemi yaklaĢık 15 cm tane boyutundan 0.5-2 cm’ye kadar

uygulanabilmektedir.

Kırma iĢlemi yapılmadan önce cevherin bir ızgara veya elekten

geçirilerek kırıcıya beslenmesi veya kırıcıdan elde edilen ürünün

yeniden elenerek elek üstünün kırıcıya yeniden beslenmesi gibi açık ve

kapalı devre kırma tertipleri mevcuttur. Hiç kuĢkusuzdur ki, kırma

iĢleminin baĢarısının kontrolü ancak bir eleme iĢlemi ile yapılabilir ve

kırıcının performansı bu Ģekilde ölçülebilir.

KIRMA ĠġLEMĠ VE KIRICILARIN SINIFLANDIRILMASI



Bir cevherin yantaĢından verimli bir Ģekilde ayrılabilmesi için

serbestleĢme tane iriliğine kadar ufalanması gerektiğinden ve bu

da ancak tanelerin cm veya mm tane boyutundan mikron tane

boyutuna indirilmesi ile baĢarılabileceğinden kırma iĢlemini

takiben öğütme iĢlemleri gerçekleĢtirilir.

Öğütme iĢlemi bir tesisin en büyük enerji giderini oluĢturduğundan

üzerinde hassasiyetle durulması gerekli bir husustur. Öğütme

iĢlemi için genellikle çubuklu, bilyalı, çakıllı ve otojen değirmenler

ile yaĢ veya kuru olarak kullanılabilmektedirler. Değirmenlere

genelde 5-250 mm tane boyutundaki malzeme beslenerek 10-300

mikron tane boyutundaki ürün elde edilir.

Teorik olarak, kırma iĢleminde kırmayı gerçekleĢtiren yüzeyler

birbirlerine hiç temas etmezken, öğütme iĢleminde ise öğütücü

ortam olarak kullanılan çelik, seramik vs. gibi, çubuk ve bilyaların

birbirleriyle temasını aralara giren cevher taneleri önler.

ÖĞÜTME ĠġLEMĠ VE DEĞĠRMENLERĠN SINIFLANDIRILMASI



Yukarıda sayılan ve aktarılan ortamla çalıĢan tip değirmenlerin çalıĢma prensibi, yere paralel bir silindirik tüpün dönerek içindeki ortamın cevher tanelerini ufalaması olayına dayanır. Öğütme iĢlemi için ayrıca, yuvarlanan merdane, dönen disk ve tokmakla dövme sistemleri de mevcuttur.

Günümüzde dikey tip valsli değirmenler hem öğütme hem de kurutma iĢlemlerini bir arada baĢarabilmektedir.

Enerji gereksinimi en fazla olan cevher hazırlama kademesi olduğu için öğütme iĢleminde ne yetersiz öğütme ne de aĢırı öğütme istenen bir olay değildir. Çünkü yetersiz öğütme cevher zenginleĢtirme kademesinin gereksinim duyduğu yeterli serbestleĢme tane iriliğinde ürünler veremez. Aynı Ģekilde aĢırı öğütme de cevher zenginleĢtirme iĢlemlerinin verimini olumsuz yönde etkiler.

ÖĞÜTME ĠġLEMĠ VE DEĞĠRMENLERĠN SINIFLANDIRILMASI



SINIFLANDIRMA (KLASĠFĠKASYON) ĠġLEMĠ

Cevher hazırlamada sınıflandırma iĢlemi; çeĢitli tanelerin karıĢımından

oluĢan bir malzemede taneler eğer fiziki büyüklüklerine göre

birbirlerinden ayrılıyorlarsa eleme, eğer aralarında boyut, özgül

ağırlık veya Ģekil farkı olan tanelerin su veya hava gibi bir ortamda

farklı hızlarla çökelmelerinden yararlanılarak birbirlerinden

ayrılıyorlarsa klasifikasyon adını almaktadır.

Eleme için kullanılan araçlara elek denir. Elek açıklıkları iri boyutlarda

cm veya mm olarak, ince boyutlarda mm veya mikron olarak

gösterilir. Ayrıca 8 mm’ den daha küçük elek açıklıklarının tanımında

mesh sistemi kullanılır. Elek yüzeyindeki bir inch’lik uzunlukta

bulunan delik sayısına karĢılık gelen mesh terimi Amerikan ve

Ġngilizler tarafından sıklıkla kullanılmaktadır. Elekler endüstriyel

olarak, elek yüzeyinin yapısına veya eleğin çalıĢma Ģekline göre

sınıflandırılabilirler. Ġster endüstride isterse laboratuvarda olsun

eleme iĢleminin kolaylığı açısından tane boyutu inceldikçe eğer

malzemenin yapısı da uygunsa sulu (yaĢ) eleme tercih edilmektedir.



ELEKLER VE HĠDROSĠKLONLAR



Klasifikatörler ise genelde eleme iĢleminin verimli bir Ģekilde

yapılamadığı 3-800 mikron tane boyutundaki malzemeler

için kuru veya yaĢ olarak yapılabilir. Klasifikasyonun amacı

kapalı devre çalıĢan değirmenlerde, öğütme boyutundan iri

olan taneleri tekrar değirmene vermek, zenginleĢtirme

iĢlemleri için gerekli tane boyutunda malzeme hazırlamak

ve herhangi bir malzemenin irisini incesinden ayırmaktır.

Klasifikatör çeĢitleri olarak çöktürme havuzları, çöktürme

konileri, hidrolik klasifikatörler, taraklı klasifikatörler, spiral

klasifikatörler ve siklonlar sayılabilir.

SINIFLANDIRMA (KLASĠFĠKASYON) ĠġLEMĠ



SPĠRAL KLASĠFĠKATÖR



ÇENELĠ KIRICI

MERDANELĠ

KIRICI BIÇAKLI KIRICI

KIRICI TĠPLERĠ



KIRICI TĠPLERĠ

ÇEKĠÇLĠ KIRICI

DARBELĠ KIRICI

Quelle: Stieß, 1994

DÖNER VE

KONĠK KIRICI



DEĞĠRMEN TĠPLERĠ

VALSLĠ

DEĞĠRMEN

BĠLYALI

DEĞĠRMEN

BORU TĠPĠ

DEĞĠRMEN

TĠTREġĠMLĠ

DEĞĠRMEN

Quelle: Stieß, 1994



BĠLYALI DEĞĠRMEN


Prof.Dr. ġafak G. ÖZKAN DEĞĠRMENĠN DÖNÜġ HIZINA BAĞLI OLARAK

BĠLYALI DEĞĠRMENDEKĠ BĠLYALARIN HAREKETLERĠ

YAVAġ NORMAL HIZLI


Prof.Dr. ġafak G. ÖZKAN Cevher Hazırlamada Yararlanılan Mineral Özellikleri

A. Fiziksel Özellikler

Sertlik

Gevreklik

Yapı ve KırılıĢ ġekli

Renk ve Parlaklık

Manyetik Duyarlık

Elektrik Ġletkenliği

Fluoresans ve Fosforesans

Radyo-Aktivite

B. Fiziko-Kimyasal Özellikler

Yüzey ve Ara Yüzey Özellikleri

C. Kimyasal Özellikler

Isıl Özellikleri

Farklı Çözünürlük



Mineral Mohs Değeri Knoop Ortalama Değeri

Talk 1 21

Jips 2 54

Kalsit 3 132

Fluorit 4 188

Apatit 5 476

Ortoklas 6 682

Kuvars 7 958

Topaz 8 1435

Korund 9 2004

Elmas 10 7000



ZenginleĢtirme Yönteminin Seçimi

a) Cevherin Ġçerdiği Minerallerin Tanımı

b) Tanımlanan Minerallerin Özelliklerinin Saptanması

c) ZenginleĢtirmede Yararlanılacak Özellik Farklarının Belirlenmesi

d) Tane SerbestleĢme Boyutunun Saptanması

e) Uygun Yöntem veya Yöntemlerin Belirlenmesi


Prof.Dr. ġafak G. ÖZKAN ZenginleĢtirme Yöntemleri, Yararlanılan Mineral Özellikleri ve

Uygulama Boyutları

YARARLANILAN MĠNERAL

ÖZELLĠKLERĠ ZENGĠNLEġTĠRME YÖNTEMLERĠ UYGULAMA BOYUTU,

mm KURU İŞLEMLER YAŞ İŞLEMLER

Dayanıklılık – Gevreklik

Yapı ve Kırılış Şekli

Isı ile Dağlama

BOYUTA GÖRE SINIFLANDIRMA ĠLE ZENGĠNLEġTĠRME

Eleme -200 +0.5

Siklon -1.0 +0.02

Eleme -100 +0.1

Klasifikasyon -2.0 +0.05

Hidrosiklon -1 +0.001

Renk, parlaklık, fluoresans,

radyoaktivite, manyetizma,

iletkenlik, Özgül Ağırlık, X-Işını

AYIKLAMA (TRĠYAJ) ĠLE ZENGĠNLEġTĠRME

Elle Ayıklama -300 +30

Otomatik Ayıklama -200 +5

Özgül Ağırlık, Yapı ve

Kırılış şekli, Sürtünme,

Isı ve Gözenekliliğin

Değişimi

ÖZGÜL AĞIRLIK FARKI (GRAVĠTE) ĠLE ZENGĠNLEġTĠRME

Jig -5.0 +0.2

Sarsıntılı Masa -0.5 +0.1

Ağır Ortam Koni ve Tanbur -100 +1.0

Ağır Ortam Siklon -30 +0.5

Jig -25 +0.1

Sarsıntılı Masa -2.0 +0.05

Humprey Spirali -2.0 +0.1

MGS -0.1 +0.01

Reichert Konisi ve Spirali -2.0 +0.02


Prof.Dr. ġafak G. ÖZKAN ZenginleĢtirme Yöntemleri, Yararlanılan Mineral Özellikleri ve

Uygulama Boyutları

Manyetik Duyarlılık,

Isı ile Manyetikliğin

Değişimi

MANYETĠK AYIRMA ĠLE ZENGĠNLEġTĠRME

DüĢük Alan ġiddetli -100 +0.1

Yüksek Alan ġiddetli -10 +0.1

Nadir Topraklı Man. Ay. -100 +1.0

DüĢük Alan ġiddetli -3.0 +0.001

Yüksek Alan ġiddetli -3.0 +0.001

Elektrik İletkenlik ELEKTROSTATĠK AYIRMA ĠLE ZENGĠNLEġTĠRME -3.0 +0.1

Yüzey ve Ara Yüzey

Özellikleri

SALKIMLAġTIRMA ve DAĞITMA

(Flokülasyon ve Dispersiyon)

Seçimli SalkımlaĢtırma -0.02

FLOTASYON (Yüzdürme) -0.3 +0.01

Köpük Flotasyonu -0.3

Tabla Flotasyonu -1.0

Kolon Flotasyonu -0.1

AMALGAMLAġTIRMA -2.0

Farklı Çözünürlük,

Kimyasal Reaksiyon

KĠMYASAL ZENGĠNLEġTĠRME

Kalsinasyon -200

Kavurma -200

Siyanürasyon -0,075

KarıĢtırma Liçi -0.5

Yığın Liçi -100

Süzülme Liçi -50


Prof.Dr. ġafak G. ÖZKAN -0.3 mm Sahil Kumlarında Bulunan Minerallerin Özellikleri

MİNERAL ÖZELLİKLER

ADI KĠMYASAL

FORMÜLÜ RENK

ÖZGÜL AĞIRLIK

MANYETĠK

DUYARLIK ELEKTRĠK ĠLETKENLĠK

RADYO-

AKTĠVĠTE SERTLĠK

KUVARS SiO2 Beyaz 2,65 -0.2

Dia Manyetik Yalıtkan Değil 7.0

RUTİL TiO2 Kahverengi 4,20 2.0

Para Manyetik Ġletken

Değil

6.25

İLMENİT FeTiO3 Siyah 4,75 162

Para Manyetik Ġletken

Değil

5.5

ZİRKON ZrSiO4 Beyaz 4,70 -0.3

Dia Manyetik Yalıtkan

Bazen

Radyoaktif 7.5

MONAZİT (La,Ce,Th)PO4

Kırmızı

Kahverengi 5,10

15

Para Manyetik Yalıtkan Radyoaktif 5.25



Sahil Kumlarına Uygulanabilecek özgün akım Ģeması

Sahil Kumu

Ağır Mineraller Hafif Mineraller

Rutil Kuvars İlmenit Monazit Zirkon

Ġletkenler Yalıtkanlar

Rutil Monazit İlmenit Zirkon

Manyetik Manyetik Olmayan Manyetik Manyetik Olmayan

İlmenit Monazit Rutil Zirkon

Serbest Taneler halinde kuvars, rutil,

zirkon, ilmenit, monazit içermekte

ÖZGÜL AĞIRLIK FARKI ĠLE

ZENGĠNLEġTĠRME

ELEKTOSTATĠK AYIRMA ĠLE

ZENGĠNLEġTĠRME

MANYETĠK AYIRMA ĠLE

ZENGĠNLEġTĠRME

MANYETĠK AYIRMA ĠLE

ZENGĠNLEġTĠRME



Sahil Kumlarına Uygulanabilecek özgün akım Ģeması

CEVHER HAZIRLAMA

VE

ZENGĠNLEġTĠRME’DE

AKIM ġEMASI

GELĠġTĠRĠLMESĠ



Akım ġeması GeliĢtirme

İKİ ÜRÜNLÜ BASİT ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ

Boyut küçültme

Ocaktan Gelen Cevher

ZenginleĢtirme

Artık Konsantre




Boyut küçültme


ZenginleĢtirme

Artık KonsantreAra Ürün

ARA ÜRÜNÜN GERİ DÖNDÜRÜLMESİNİ İÇEREN

ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ




Boyut küçültme


ZenginleĢtirme

Artık KonsantreAra Ürün

Boyut küçültme

ARA ÜRÜNÜN TEKRAR ÖĞÜTÜLMESİNİ İÇEREN





Boyut küçültme


Kaba

ZenginleĢtirme

Kaba Artık Kaba Konsantre

Boyut küçültme Boyut küçültme

Süpürme Temizleme

Nihai Artık Nihai Konsantre

KABA ZENGİNLEŞTİRME, TEMİZLEME ve SÜPÜRMEYİ İÇEREN





Ġri

Boyut Küçültme


ZenginleĢtirmeArtık

Konsantre

Ara Ürün

Orta Dereceli

Boyut Küçültme

ZenginleĢtirme

Ġnce

Boyut Küçültme

ZenginleĢtirme

Ara Ürün

Kaba Konsantre

Kaba Konsantre

TEK KADEMEDE ARTIK ATILAN KADEMELİ





Ġri

Boyut Küçültme


ZenginleĢtirme

Artık

Küçük Boyutlu

Konsantre

Ġnce

Boyut Küçültme

ZenginleĢtirme

Ġri Boyutlu

KonsantreKaba Artık

İKİ KADEMEDE KONSANTRE ALINAN KADEMELİ ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ




Boyut Küçültme


ZenginleĢtirme

Ġri Artık Kaba Konsantre

Ġnce

Boyut Küçültme

ZenginleĢtirmeĠnce Artık

Konsantre

İKİ KADEMEDE ARTIK ATILAN KADEMELİ





ZENGİNLEŞTİRME SONUÇLARININ DEĞERLENDİRİLMESİ



ZENGĠNLEġTĠRME SONUÇLARININ DEĞERLENDĠRĠLMESĠ

Gerek cevher hazırlama tesislerindeki zenginleĢtirme iĢlemlerinin

denetimi gerekse, laboratuvarda yapılan zenginleĢtirme deneyleri

sonuçlarının değerlendirilmesi, yapılan iĢlemlerin etkinliğinin

belirlenmesi ve ekonomisi açısından önem taĢımaktadır.

Söz konusu değerlendirme, ya zenginleştirme formülleri denilen

formüller kullanılarak veya metalurjik denge çizelgesi oluĢturularak

yapılmaktadır.

ZenginleĢtirme (Konsantrasyon) Formülleri:

Bu formüller, zenginleĢtirme iĢlemine giren cevher ve çıkan ürünlerin

(konsantre, artık) ağırlık ve değerli metal dengelerine dayanılarak

çıkarılmaktadır.



Metalurjik Denge Çizelgesi

Ağırlık Dengesi: B = K + A

Değerli metal dengesi: B.b = K.k + A.a

CEVHER

ZENGĠNLEġTĠRME

KONSANTRE ARTIK

K

k

A

a

B

b



ZenginleĢtirme (Konsantrasyon) Formülleri

Ġki ürünlü bir zenginleĢtirme iĢleminde kullanılan formüller:

B: ZenginleĢtirme ĠĢlemine Beslenen Cevherin Ağırlığı

b: ZenginleĢtirme ĠĢlemine Beslenen Cevherin değerli element

(veya bileĢik) yüzdesi (Tenörü)

K: Konsantrenin Ağırlığı

k: Konsantrenin Tenörü

A: Artığın Ağırlığı

a: Artığın Tenörü


Prof.Dr. ġafak G. ÖZKAN ZenginleĢtirme (Konsantrasyon) Formülleri:

Ağırlık ve değerli metal dengelerini yazarsak:

B = K + A (1)

B.b = K.k + A.a (2)

(1) denkleminin her iki tarafı a ile çarpıldığında,

B.a = K.a + A.a (3)

denklemi elde edilmektedir. (2) ve (3) denklemleri taraf tarafa çıkarılarak,



ab

akKB

B (b-a) = K (k-a) (4)

B.b = K.k + A.a (2)

B.a = K.a + A.a (3) (-)

ak

abBK



kb

kaKB

B (b-k) = A (a-k) (4)

B.b = K.k + A.a (2)

B.k = K.k + A.k (3) (-)

ka

kbBA



ab

bkKA

A (b-a) = K (k-b) (4)

B.b = K.k + A.a (2)

B.b = K.b + A.b (3) (-)

bk

abAK


Prof.Dr. ġafak G. ÖZKAN ZenginleĢtirme (Konsantrasyon) Formülleri

Zenginleştirme (Konsantrasyon) Oranı: Zenginleştirme işlemine beslenen cevher ağırlığının, elde edilen konsantrenin

ağırlığına oranına zenginleştirme oranı (Z) denir.

(13)

Zenginleştirme oranı, (4) No.’lu denklemden yararlanılarak, değerli metal % leri ile de hesaplanabilir:

(14)

K

BZ

ab

ak

K

BZ



Metal Kazanma Verimi: ZenginleĢtirme iĢlemine beslenen cevherde bulunan değerli metal miktarına göre,

konsantrede toplanan değerli metal yüzdesine verim (V) denir.

100%

AgirligiMetalDegerliCevherdekiBeslenen

AgirligiMetalDegerliekiKonsantredV

100..

.%

bB

kKV

Cevherdeki değerli metal miktarı B.b, konsantredeki ise K.k, olduğuna göre, Metal

Kazanma Verimi:

(15)

Ģekilde belirtilebilir. K/B=1/Z=b-a/k-a yazıldığında, Metal verimi, çeĢitli ürünlerdeki

metal yüzdelerine göre:

(16)

100.

)(

)(%

akb

abkV



Metal Kaybı:

ZenginleĢtirme iĢlemine beslenen cevherde bulunan değerli metal miktarına göre,

artıkla atılan değerli metal yüzdesine metal kaybı (j) denir.

(17)

100.

.

.%

bB

aAj

veya

% j = 100 – V (18)

olarak hesaplanır.

Ġkiden fazla ürün elde edilen zenginleĢtirme iĢlemlerinin sonuçları da, aynı

esaslara dayanılarak çıkartılan formüller ile değerlendirilmektedir.


Prof.Dr. ġafak G. ÖZKAN Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri

Ġki ayrı konsantre üretilen bir iĢlem göz önüne alınırsa;

K1 x mineralinin toplandığı konsantrenin ağırlığı

k1x x minerali konsantresinde x ile ilgili metal %’si

k1y x minerali konsantresinde y ile ilgili metal %’si

K2 y mineralinin toplandığı konsantrenin ağırlığı

K2x y minerali konsantresinde x ile ilgili metal %’si

K2y y minerali konsantresinde y ile ilgili metal %’si

B Beslenen cevher ağırlığı

bx Beslenen cevherde x minerali ile ilgili metal %’si

by Beslenen cevherde y minerali ile ilgili metal %’si

A Atılan artığın ağırlığı

ax Artıkta x minerali ile ilgili metal %’si

ay Artıkta y minerali ile ilgili metal %’si

olduğuna göre, ağırlık dengesi aĢağıdaki Ģekilde olur:

B = K1+ K2 +A (19)


Prof.Dr. ġafak G. ÖZKAN Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri

x ve y mineralleri ile ilgili metal dengesi yazıldığında:

B bx = K2 k1x + K2 k2x + A ax (20)

B by= K1 k1y + K2 k2y + A ay (21)

denklemleri elde edilir. x minerali için zenginleĢtirme oranı (Zx):

(22)

akkbakkb

akkkakkk

KZ

xxyyyyxx

xxyyyyxx

x

B

2222

221221

1

x minerali için metal kazanma verimi (Vx) ise :

(23)

100100

221221

2222111%

akkkakkkb

akkbakkbk

bB

kKV

xxyyyyxxx

xxyyyyxxx

x

xx

Y minerali için de aynı şekilde Zy ve Vy formülleri yazılabilir.



CEVHER HAZIRLAMA II

ZENGĠNLEġTĠRME SONUÇLARININ

DEĞERLENDĠRĠLMESĠ






ÜRÜNLER

AĞIRLIK %

Zn

(3)

DAĞILIM

Ton

(1)

%

(2)

Ton

(4)

%

(5)

KONSANTRE 65.0 10.8 58.8 34.32 91.45

ARTIK 535.0 89.2 0.6 3.21 8.55

BESLENEN

CEVHER 600.0 100.0 6.25 37.53 100.00

(4) no.lu kolonun hesaplanması:

65,0 x 0,588 = 34,32 535,0 x 0,006 = 3,21

(5) no.lu kolonun hesaplanması:

(34,32 / 37,53) x 100 = 91,45 (3,21 / 37,53) x 100 = 8,55

K

A

B

k

a

b



Deneye Beslenen Cevherin Zn Ġçeriğinin Hesapla Bulunması:

37,53 / 600,0 x 100 = 6,25

ZenginleĢtirme oranı da,

formülü kullanılarak,

olarak bulunur.


K

BZ

9 2 . 65

600 Z




ÖRNEK

% 21.3 Fe içeren ve değerli minerali manyetit olan demir cevherinin

1000 gr’lık temsili numunesi üzerinde, aĢağıdaki akım Ģemasına göre

yapılan deneyin sonuçları, akım Ģeması üzerinde gösterilmektedir.

CEVHER

BOYUT KÜÇÜLTME

Konsantre Kaba Artık

2. ZENGİNLEŞTİRME

(Süpürme)

Ara ÜrünNihai Artık

1. ZENGİNLEŞTİRME

220 gr

% 68.6 Fe

700 gr

% 5.5 Fe

40 gr

% 44.0 Fe

1000 gr % 21.3 Fe



Deney Sonuçlarını Gösteren Metalurjik Denge Çizelgesi


ÜRÜNLER AĞIRLIK %

Fe

DAĞILIM

gr % gr %

KONSANTRE 220 22.9 68.6 150.9 72.9

ARAÜRÜN 40 4.2 44.0 17.6 8.5

ARTIK 700 72.9 5.5 38.5 18.6

BESLENEN

CEVHER

(Hesaplanan)

960 100.0 21.56 207.0 100.0

BESLENEN

CEVHER (Ölçülen) 1000 21.30 213.0




Tesise Uyarlanan Metalurjik Denge Çizelgesi

ÜRÜNLER AĞIRLIK %

Fe

DAĞILIM

gr % gr %

KONSANTRE 244.4 25.4 68.6 167.7 81.0

ARTIK 715.6 74.6 5.5 39.3 19.0

BESLENEN CEVHER

(Hesaplanan) 960.0 100.0 21.56 207.0 100.0

Araürünün Konsantre ve Artığa dağıtılması iĢlemi

gerçekleĢtirilmiĢtir.




ZenginleĢtirme Oranı

3.93 4 . 244

960

K

B Z

3.93 06 . 16

1 . 63

5 . 5 56 . 21

5 . 5 6 . 68

a b

a k Z

Metal Kazanma Verimi

% 81 100 . ) 5 . 5 6 . 68 ( 56 . 21

) 5 . 5 56 . 21 ( 6 . 68 100 .

) (

) (

a k b

a b k V

olarak hesaplanmaktadır.

Documents

MadenMuhendisligineGiris2