4 ) DENEYLE İLGİLİ SORULAR :Soru 1) Serbestleştirme derecesi cevher hazırlama ve zenginleştirme için neden önemlidir.
Cevap 1) Değerli minerallerin, değersiz minerallerden (gangdan) veya değerli minerallerin birbirinden, yüksek verim ve yüksek tenörle ayrılabilmesi, ancak yeterli ölçüde bir serbestleşmenin sağlanabilmesi ile mümkündür. Kırılmış ve öğütülmüş cevher parçacıklarına tane denir. Taneler bir mineralden ibaretse serbest tane adını alır. Birden fazla mineralden meydana gelen tanelere bağlı taneler denir. Kırılmış ve öğütülmüş cevherde bulunan bir mineralin toplam miktarına göre, serbest tanelerinin yüzdesine mineralin serbestleşme derecesi denir. Diğer bir ifadeyle, bir mineralin serbestleşme derecesi; bu mineralin toplam miktarının yüzde kaçının serbest taneler halinde bulunduğunun ifadesidir.
Mikroskopla yapılan incelemeler ve ölçümler cevher içindeki minerallerin cinsi, yapısı ve tane büyüklüğü hakkında bilgi verirler. Zenginleştirme öncesinde elde edilen bu bilgiler verimli bir zenginleştirme yapılabilmesi ve zenginleştirme yönteminin seçimine (ekonomik ve teknolojik yönden) ışık tutması bakımından zorunlu olmaktadır.
Laboratuarda da yaptığımız deneyden de anlaşıldığı gibi maden ocağından çıkartılıp cevher hazırlama ve zenginleştirme tesisine getirilmiş olan, iki veya daha çok mineral içeren cevher boyut küçültme (kırma ve öğütme) işlemlerinden sonra “tane serbestleştirme derecesi” hesabına tabi tutulmalıdır. Bu hesabın yapılmasındaki amaç aşağıdaki soruların cevaplanmasıdır .
a) Boyut küçültme işlemine tabi tutulan cevher minerallerinin birbirinden ne kadar ayrıldığı ve yeniden boyut küçültme işlemine tabi tutulmasının gerekip gerekmediği ?
b) Cevher içindeki minerallerin cinsi, yapısı ve tane büyüklüğü nedir ?
c) Verimli bir zenginleştirme yapılabilmesi için zenginleştirme işleminde kullanılacak yöntem ne olmalıdır?
Soru 2) Serbestleşme derecesi hangi özelliklere bağlıdır?
Cevap 2) Bir mineralin serbestleşme derecesi esas olarak ufalama derecesine, mineral tane boyutuna ve cevher içindeki mineralin bulunma oranına bağlıdır.
Tabi bunların yanında hata paylarıda çok önemlidir. Bu hatalar yapılacak hesaplama bir mikroskop sayımı gerekiyorsa sayımı yapan kişinin göz h***asiyeti, çalışması esnasındaki dikkat ve özeni, mikroskobun durumu ve eğer kullanılacaksa bilgisayar sistemindeki tane seçicisinin verimi olabilir.
Soru 3) Aşağıdaki çizelgelere göre kalkopirit mineralinin serbestleşme derecelerini bulunuz.
Cevap 3)
A) Stockvork cevher +300-500 µm. boyutundaki mikroskop tane sayım çizelgesi
Serbest Taneler
Kalkopirit 2
Sfalerit 2
Pirit 505
İkili Bağlı Taneler
Kalkopirit – Sfalerit 5
Kalkopirit – Pirit 10-10-2-12-2
Sfalerit – Pirit 18
Üçlü Bağlı Taneler
Kalkopirit 13 10 1 9 4 6 6 10 7
Sfalerit 4 9 15 2 5 - 11 4 6
Pirit 3 1 4 9 11 - - 6 7
Kovellin - - - - - 2 - - -
Fahlerz - - - - - - 3 - -
Bornit - - - - - 12 - - -
Serbest kalkopirit tanesi sayısı : 2
Kalkopirit – Sfalerit bağlı tanelerdeki kalkopirit sayısı :
= 5 / 20 = 0.25
Kalkopirit – Pirit bağlı tanelerdeki kalkopirit sayısı :
= (10+10+2+12+2) / 20 = 36 / 20 = 1.8
Üçlü bağlı tanelerdeki kalkopirit sayısı :
= ( 13+10+1+9+4+6+6+10+7) /20 = 66 / 20 = 3.3
Toplam Kalkopirit Taneleri
= Serbest Kalkopirit Taneleri + Bağlı Kalkopirit Taneleri x Bağlılık Faktörü
Toplam Kalkopirit Tanesi = 2 + [ (0.25 + 1.8 + 3.3) x (1.4) ] = 9.49
Kalkopiritin Serbestleşme Derecesi (SKalkopirit)
SKalkopirit = ( Serbest Kalkopirit Tanesi / Toplam Kalkopirit Tanesi ) x 100
= ( 2 / 9.49 ) x 100 = 21.075
Cevher içindeki kalkopirit minerali tanelerinin %21.075’i serbest halde bulunmaktadır. Geriye kalan %78.925’lik kalkopirit tanesi ise başka bir veya birkaç mineral tanesiyle (Sfalerit, pirit, kovelin fahlerz, bornit) bağlı durumdadır.
B) Stockvork cevher +106 – 150 µm boyutundaki mikroskop tane sayım çizelgesi
Serbest Taneler
Kalkopirit 12
Sfalerit 9
Kovellin 1
Pirit 673
İkili Balı Taneler
Kalkopirit – Pirit 13-3-11-14-10-7
Kalkopirit – Sfalerit 15-17-4-8
Bornit – Kovellin 17
Sfalerit – Pirit 6-5-15
Fahlerz – Pirit 15
Üçlü Bağlı Taneler
Kalkopirit - 13 4 - 9
Pirit 10 5 - - 9
Sfalerit - 2 3 10 2
Bornit 4 - - 7 -
Kovellin 6 - - 3 -
Galen - - 13 - -
Serbest kalkopirit tanesi sayısı : 12
Kalkopirit – Pirit bağlı tanelerdeki kalkopirit sayısı :
= (13+3+11+14+10+7) / 20 = 58 / 20 = 2.9
Kalkopirit – Sfalerit bağlı tanelerdeki kalkopirit sayısı :
= (15+17+4+8) / 20 = 44 / 20 = 2.2
Üçlü bağlı tanelerdeki kalkopirit sayısı :
= (13+4+9) / 20 = 26 / 20 = 1.3
Toplam Kalkopirit Taneleri
= Serbest Kalkopirit Taneleri + Bağlı Kalkopirit Taneleri x Bağlılık Faktörü
Toplam Kalkopirit Tanesi = 12 + [ (2.9 + 2.2 + 1.3) x (1.4) ] = 20.96
Kalkopiritin Serbestleşme Derecesi (SKalkopirit)
SKalkopirit = ( Serbest Kalkopirit Tanesi / Toplam Kalkopirit Tanesi ) x 100
= ( 12 / 20.96 ) x 100 = 57.252
Cevher içindeki kalkopirit minerali tanelerinin %57.252’i serbest halde bulunmaktadır. Geriye kalan %42.748’lik kalkopirit tanesi ise başka bir veya birkaç mineral tanesiyle (Sfalerit, pirit, galen) bağlı durumdadır.
C) Stockvork cevher +75 – 106 µm boyutundaki mikroskop tane sayım çizelgesi
Serbest Taneler
Kalkopirit 17
Sfalerit 9
Kovellin 2
Kalkozin 1
Galen 1
Bornit 1
Pirit 717
İkili Bağlı Taneler
Kalkopirit – Sfalerit 17-10-17-18-10-17
Kalkopirit – Pirit 2-13-7-10-10-15
Kalkopirit – Fahlerz 3-3
Sfalerit – Pirit 4-18-15
Üçlü Bağlı Taneler
Kalkopirit 7 -
Pirit 11 12
Kalkozin 2 6
Bornit - 2
Serbest kalkopirit tanesi sayısı : 17
Kalkopirit – Sfalerit bağlı tanelerdeki kalkopirit sayısı :
= (17+10+17+18+10+17) / 20 = 89 / 20 = 4.45
Kalkopirit – Pirit bağlı tanelerdeki kalkopirit sayısı :
= (2+13+7+10+10+15) / 20 = 57 / 20 = 2.85
Kalkopirit – Fahlerz bağlı tanelerdeki kalkopirit sayısı :
= (3+3) / 20 = 6 / 20 = 0.3
Üçlü bağlı tanelerdeki kalkopirit sayısı :
= 7 / 20 = 0.35
Toplam Kalkopirit Taneleri
= Serbest Kalkopirit Taneleri + Bağlı Kalkopirit Taneleri x Bağlılık Faktörü
Toplam Kalkopirit Tanesi = 17 + [ (4.45 + 2.85 + 0.3 + 0.35) x (1.4) ] = 28.13
Kalkopiritin Serbestleşme Derecesi (SKalkopirit)
SKalkopirit = ( Serbest Kalkopirit Tanesi / Toplam Kalkopirit Tanesi ) x 100
= ( 17 / 28.13 ) x 100 = 60.434
Cevher içindeki kalkopirit minerali tanelerinin %60.434’ü serbest halde bulunmaktadır. Geriye kalan %39.566’lık kalkopirit tanesi ise başka bir veya birkaç mineral tanesiyle (sfalerit, pirit, fahlerz, kalkozin) bağlı durumdadır.
Soru 4) Deney sonuçlarını yorumlayınız
Cevap 4) Yapılan deneyler sonucu hazırlanan (yukarıdaki) tablolar gözlemlendiğinde :
A Deneyi Sonucu : Cevher içindeki kalkopirit minerali tanelerinin %21.075’i serbest halde bulunmaktadır. Geriye kalan %78.925’lik kalkopirit tanesi ise başka bir veya birkaç mineral tanesiyle (Sfalerit, pirit, kovelin fahlerz, bornit) bağlı durumdadır.
Kalkopiritin serbestleşme derecesi (%21) düşük olduğundan tekrardan bir kırma veya öğütme işlemine gerek duyulmaktadır. Aksi taktirde ekonomik ve kaliteli bir üretim yapılamamış demektir.
B Deneyi Sonucu : Cevher içindeki kalkopirit minerali tanelerinin %57.252’i serbest halde bulunmaktadır. Geriye kalan %42.748’lik kalkopirit tanesi ise başka bir veya birkaç mineral tanesiyle (Sfalerit, pirit, galen) bağlı durumdadır.
Görüldüğü üzere kalkopirit tanelerinin %57’si Gang minerallerden ayrılıp işlenmeye hazır durumdadır. Fakat geriye kalan %42’lik cevher tanesi hala gang minerallerine bağlı konumdadır. Burada mümkünse serbest cevher tanelerini bağlı tanelerden sıvıda yüzdürme, flotasyon vb. gibi yöntemlerle ayırıp, bağlı taneleri tekrardan kırma-öğütme işlemine tabi tutmak gerektiği kanısındayım.
C Deneyi Sonucu : Cevher içindeki kalkopirit minerali tanelerinin %60.434’ü serbest halde bulunmaktadır. Geriye kalan %39.566’lık kalkopirit tanesi ise başka bir veya birkaç mineral tanesiyle (sfalerit, pirit, fahlerz, kalkozin) bağlı durumdadır.
Görüldüğü gibi kalkopirit tanelerinin %63’ü Gang minerallerinden ayrılmışken geriye kalan %39’u hala gang mineralleriyle bağlı taneler halindedir. İmkanlar değerlendirilerek B deneyinde olduğu gibi serbest taneleri ayırıp, bağlı tanelere yeniden zenginleştirme işlemi yapılabilinir görüşündeyim
Ayrıca her üç deneyde de kalkopiritten farklı değerli mineraller görülmüştür. Günün şartları doğrultusunda sfalerit taneleri zenginleştirilerek çinko, galen taneleri zenginleştirilerek kurşun, pirit taneleri zenginleştirilerek demir, kovelin taneleri zenginleştirilerek bakır, bornit taneleri zenginleştirilerek bakır ve demir, kalkozin taneleri zenginleştirilerek bakır elde edilebilir.
Engin FIRAT