Demir Cevheri ZenginleÅŸtirmesi

[ozguryolcu]

1. G Ä° R Ä° Åž

Demir, modern endüstrinin temel hammaddesini oluşturmakta olup, yerkabuğunun % 5.1'İni teşkil ederek, oksijen, silisyum ve alüminyumdan sonra en çok bulunan dördüncü element durumundadır. Ancak, çok değişik bileşikler halinde mevcut olan demirin ekonomik olarak başlıca manyetit ve hematit, daha az oranda da limonit ve siderrt cevherlerinden
üretimi mümkün olabilmektedir. Geçmişte, İzabenin gerektirdiği özelliklere sahip demir cevherleri doğrudan doğruya ocaklardan üretilmekteydi. Fakat, endüstrinin demir ihtiyacında
meydana gelen çok büyük artışlar ve tabiatta bulunan yeterli vasıftaki cevherlerin tükenmeye
başlaması, düşük tenörlü cevherlerin zenginleştirilmesi gereğini doğurmuştur. Bu gereksinmeye bilhassa 1950 yılından sonra rastlanmaktadır. Örneğin, Birleşik Amerika'da mevcut 33 zenginleştirme tesisinden 26'sı, Kanada'da mevcut 13 zenginleştirme tesisinden de tamamı 1950'den sonra kurulmuştur (7). Ayrıca, Tablo l'de verilen rakamlarda, demir cevheri zenginleştirmesinin kazandığı önemi belirtmektedir (. Bu tablodan, 1973 yılında ABD'nin mineral endüstrisinde harcanan enerji dağılımını saptamak mümkündür. Buna göre, demir
cevherleri için harcanan 30.7 milyar kWh'lik enerjinin 22.5 milyar kWhf demir cevherlerinin zenginlestirilmesinde kullanılmıştır. Bütün cevherler için yapılan zenginleştirme işlemlerinde harcanan toplam enerji ise 105 milyar kWh'dir. 1972'den sonraki 10 yıl içinde konsantre tenörlefindeki dünya ortalamasının % 65 Fe olacağının beklendiği belirtilmiştir. Birleşik Amerika'da 1971 yılında İhraç edilen demir cevherlerinin % 92'si zenginleştirilmiş ve elde edilen konsantrelerin % 61.7'si % 65 Fe içermiştir (6).

TABLO! ABD'nin Mineral Endüstrisinde 1973 Yılında Harcanan Enerjisi (milyon kWh)



2. DEMÄ°R CEVHERÄ°NÄ°N HAZIRLANMASI

Metal üretimi için yüksek fırınlara beslenecek cevherlerin belirli fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip olması gerekir. Fiziksel özellikler daha ziyade cevherdeki tane boyutları ile, kimyasal Özellikler de cevherin içerdiği Fe, P, Ti, silis ve alkali gibi değerlerin yüzde oranları ile ilgilidir.
Ocaklardan çıkan lan demir cevherlerini izabeye uygun hale getirmek için yapılan "cevher hazırlama" işlemlerini önce iki gruba ayırabiliriz (Şekii D.)

1. Yüksek tenöıiü cevherler İçin yapılan işlemler.
2. Düşük tenöıiü cevherler için yapılan işlemler.

2.1. YÜKSEK TENÖRLÜ CEVHERLER t ÇİN YAPILAN HAZIRLAMA İŞLEMLERİ

Yüksek tenörlü cevherler, İzabeye verilmeden önce kimyasal yapılarında herhangi bir değişiklik gerektirmeyen cevherlerdir. Bu tür cevherlerde yalnızca boyut hazırlama işlemine ihtiyaç vardır. Yüksek fırına beslenen malzemede tane boyutunun alt sınırı 10 mm'dir. Üst sınır ise cevherin yapısına bağlı olarak, 25 mm'den 100 mm'ye, hatta 125 mm'ye kadar değişir. Sert ve sıkı cevherlerde küçük tane boyutları gerekir. Gözenekli cevherlerde ise daha iri boyutlara çık il ab i lir (2). Cevherler ocaktan üretildikleri şekilde, 1-1.25 m. boyutlarına kadar parçalar ihtiva edebilir. Bu nedenle, ocak cevheri gerekli kırma kademelerinden geçirilerei.... :nen tane boyutu altına indirilir. Kırılmış cevherlerde ayrıca eleme ve klasifıkasyonla boyut sınıflandırması yapılarak, sinter için uygun olan —10 mm + 150 mikron boyutunda ve pelet için uygun olan —150 mikron boyutunda malzemeler hazırlanır. İdeal sinterlik malzeme boyutu 0.150 mm-6 mm arasındadır. Fakat üst sınır 10 mm'ye kadar çıkarılabilir. Fazla olmamak şartı ile - 0.150 mm malzemesi de bulunabilir. İdeal peletlik malzeme en az 200 mikron altında ve asgari % 60 oranında -44 mikron malzemesi ihtiva eder. - 44 mikron malzeme oranı % 85'e doğru çıktıkça,
petetleme olumlu yönde etkilenmektedir. Fakat % 85'İn üzerinde, pelet teme yönünden herhangibir fayda sağlanmamakta, hatta bilhassa yaş peletlerin kurutulması sırasında bazı mahsurlar doğmaktadır (2).

Boyut hazırlama işlemlerinin yapıldığı tesis ile, İzabe tesisinin farklı yerlerde olması halinde, nakliyat esnasında meydana gelen ufalanmalardan dolayı, yüksek fırına verilmeden önce malzemenin tekrar elenmesi yararlıdır.

Dr. Turgut YALÇIN (*)
As. Gündüz ATE ŞOK

[ozguryolcu]

2.2. DÜŞÜK TENÖRLÜ CEVHERLER İÇİN YAPILAN HAZİRLAMA İŞLEMLERİ

Düşük tenöıiü cevherler, İzabeye verilmeden önce demir içeriğinin yükseltilmesi gereken cevherlerdir. Bunlar cevherde bulunan gangın uzaklaştırılması suretiyle zenginleştirilirler. Bunu yapabilmek için, cevheri demir ve gang minerallerinin serbest taneler halinde bulunabilecekleri boyuta indirmek gerekir. Boyut küçültme İşlemlerini izleyerek, cevherin Özelliklerine bağlı olarak, aşağıdaki zenginleştirme yöntemlerinden bir veya birkaçı uygulanır.

-Manyetik ayırma
-Gravite ayırması
-Köpüklü yüzdürme
-Elektrostatik ayırma
-Manyetik kavurma ve bunu İzleyerek düşük alan
şiddetli manyetik ayırma.
-Seçimli salkımlaşma (Selektif flokülasyon)
-Uç

Bu yöntemlerin dışında yıkama ve kalsinasyon ile de bazı cevherler bir Ölçüde zenginleştirîlebilmektedir.

2.2.1. Manyetik Ayırma

Demir ve gang mineralleri arasındaki manyetik Özellik farkından yararlanarak yapılan ayırmadır.
Demir metali İçin alınan 100 bazına göre, bazı minerallerin manyetik alan içinde çeki lebi lir lik dereceleri Tab (o 2'de gösterilmiştir (3). Tablodan görüldüğü gibi, mineraller manyetik alan
İçinde, çeki lebi lirlik derecelerine göre; kuvvetli manyetik, zayıf manyetik ve manyetik olmayan şeklinde üç gruba ayrılmaktadır. Demir minerallerinin manyetik özellikleri çok değişken olup, bunlardan manyetit kuvvetli manyetik, siderit, hematit ve limonit zayrf manyetik ve pirit manyetik olmayanlar grubundadır. Demir cevherlerinde bulunan silis gibi önemli gang mineralleri ise manyetik olmayanlar grubunda yer almaktadır. Minerallerin manyetik alan içinde çek i lebi lirlik derecelerinin yanında, cevher tanelerinin boyutu, özgül ağırlığı, şekli ve saflık derecesi gibi değişkenler de manyetik ayırmada rol oynar. Demir cevherlerine manyetik ayırma uygulamasının oldukça eski bir mazisi vardır. 1872 yılında William Fullarton bu konuda bir İngiliz patenti çıkartmış ve 1849 yılında da Birleşik Amerika'da bir manyetik ayırıcı İle ilgili patent çıkmıştır (5).
Manyetik ayırma, düşük veya yüksek alan şiddetlerinde yaş veya kuru olarak uygulanabilir. Kuvvetli manyetik demir mineralleri için düşük alan şiddetleri yeterli olmakta, zayıf manyetik demir mineralleri için ise yüksek alan şiddetleri gerekmektedir. Yapımı ve işletmesi basit olan düşük alan şiddetli manyetik ayırıcılar, çok yaygın olarak manyetitli cevherlerin zenginleştİri I meşinde kullanılmaktadır. Yüksek alan şiddetindeki ayırmaların geçmişteki uygulamaları daha kısıtlı kalmış, fakat Jones ayırıcısının geliştirilmesinden sonra, son zamanlarda bu şekildeki ayırmaların da pratik uygulamalarına geçilmiştir. Manyetik ayırmaya giren bilhassa küçük boyutlu malzemelerde, genellikle tane kümelenmeleri teşekkül eder. Manyetik ayırmayı izleyecek işlemlerde bu tane kümeleri mahzur teşkil ettiği taktirde, manyetik ayırmadan sonra, malzemenin manyetizmasından arındırılması gerekir.

2.2.1.1. Düşük Alan Şiddetli Manyetik Ayırma

Manyetit (Fe304 ) mineralinin gang minerallerin den ayrılmasında, genellikle düşük alan şiddetli
(500-1200 örsted) manyetik ayırma işlemi uygulanır. Manyetik ayırma, 6 mm'den iri boyutlarda kuru, 150 meş (100 mikron)'dan küçük-boyutlarda da yaş olarak yapılır. Bu iki boyut arasında ise, manyetik ayırma kuru veya yaş olarak yapılabilir.




Düşük alan şiddetli kuru manyetik ayırmada, genellikle iç kısmına sabit mıknatısların yerleştirildiği döner bir tambur kullanılır (Şekil 2). Cevher bu tambur yüzeyine beslenir. Manyetik olmayan taneler, tambur yüzeyinden belirli bir yörünge ile fırlatılırken,
manyetik taneler tambur yüzeyinde tutularak bir süre taşına- ve manyetik alandan çıktıklarında tambur yüzeyinden ayrılarak düşerler. Manyetik ayırma, genellikle ara öğütme işlemleri ile birlikte, kademeli olarak yapılır. Uygulanacak işlemler dizisi ve kademe sayısı cevherin özelliklerine ve nihai konsantrede İstenen kaliteye göre değişir. Bazen, nihai konsantrenin kalitesini yükseltmek için, manyetik ayırma ile birlikte, başka zenginleştirme
işlemleri de tatbik edilebilir. Manyetik ayırmayı izleyerek, en çok uvKulanan son kademe, İşlemini köpüklü yüzdürme teşkil etmektedir.



Şekil 2. Kuru manyetik ayırıcılar.


2.2.1... Aiksek Alan Şiddetli Manyetik Ayırma

Yüksek alan şiddetli (12.000-22.000 örsted) manyetik ayırıcılar hematit gibi zayıf manyetik demir mineralleri için uygundur. Çok kuvvetli elektromıknatıslara İhtiyaç göstermesi ve kapasitelerinin düşük (6 ton/saat'den az) olması nedeni ile bu tür ayırıcılar, geçmiş yıllarda yalnızca kısıtlı olarak ve kuru cevherler İçin kullanılmıştır. İlk defa 1960 yıllarında imal edilmeye başlanan Jones tipi yüksek alan şiddetli yaş manyetik ayırıcılar son yıllarda bir hayli geliştirilmiş ve uygulama alanına girmiştir. Bugün Jones ayırıcıları 0.1 ton/saat'den 200 ton/saat'e kadar değişen kapasitelere sahiptir.
jones ayırıcıları, bilhassa çok geniş düşük tenörlü hematiti! cevher rezervlerinin bulunduğu Brezilya' da kullanılmaya başlanmıştır. Bu ülkede 1973 yılında kurulan bir zenginleştirme tesisinde, herbiri 130 ton/saat kapasiteli, 100'er ton ağırlığında 28 adet Jones ayırıcısı çalışmaktadır. Aynı ayırıcılar Brezilya'daki birkaç tesise daha yerleştirilmektedir
(9).

Dr. Turgut YALÇIN (*)
As. Gündüz ATE ŞOK

[alper7490]

yararlı paylaşım saol:)

[ozguryolcu]

kanka gerçekten yararli paylaşim olmus bunu hazırlayanlar saolsunlar. Bizler bunlari baskalarina aktarmak için kolaylık saglıyoruz. Umariz işini gorur herksin.