Maden cevherleri ocaktan istihsaledilip izabehanelere veya sanayiin diğerbölümlerine satılır. Zengin maden cev-herlerinin azalması ve sanayiin stan-dart ham maddeler talep etmesi netice-sinde düşük tenörlü fakir cevherlerinyapılarına giren kıymetli minerallerinayrılarak, standart şartlara uygun kon-santreler halinde sanayiye arzedilmesiicabetmiştir. Bu maksatla yapılan ame-liyelere, cevher hazırlama veya zengin-leştirme (veya maden zenginleştirme)ameliyeleri diyoruz.Halen memleketimizde maden ocak-larından istihsal edilen birçok cevherler,hiçbir zenginleştirme ameliyesine tabitutulmadan sanayiye sevkedilebilmekte-dir. Meselâ : demir, krom, manganezcevherleri ve maden kömürleri gibi. Bazıkrom cevherleri gravimetrik (yoğunlukfarklarından istifade eden) konsantrasyonusullerine tabi tutularak zenginleştiril-mektedir. Diğer taraftan bakır, anti-muan, kurşun-çinko ve kükürt cevherleri-miz gayet ince öğütülerek flotasyon yoluile zenginleştirilmektedirler.ANA PRENSiPLERMineralojik yapıları veya kimyasalterkipleri bakımından farklı iki veya da-ha fazla kati maddenin birbirlerindenayrılabilmeleri için aşağıdaki iki şartınmevcut olması gerekir :1. Cevher tanelerinde, konsantre edi-lecek mineralin veya minerallerin tama-men serbest halde bulunması veya buserbestleşmenin kırma ve öğütme yoluylakolayca elde edilebilmesi,2. Serbestleşmiş olan saf mineral-lerin fiziksel vasıflarının (yoğunluk,manyetik çekilme, elektrik iletgenliği)veya kırılma yüzeylerinin fiziko-kimya-sal vasıflarının farklı olması.Yukardaki şartlar mevcut olunca ay-rılma veya konsantrasyonun verimli oluşu,aşağıdaki iki faktörle tesbit edilir :a. Ayrılan kısımda veya kısımlardaki,konsantre edilmesi istenen mineralinnispeti (konsantrenin tenörü);b. Orijinal ham cevherdeki kıymetlimineralden konsantreye geçen kısım(randıman).Konsantre yalnız arzu edilen mine-ralden teşekkül ediyorsa ve geride kalanartıkta bu mineralden hiç kalmamışsa,konsantre tenörü % 100 ve randıman da% 100 demektir. Bu ayrışmanın nazarihudududur veya selektifliğin maksimumolduğu noktadır.Diğer taraftan ham cevher, konsan-treye aynen geçiyorsa, konsantre tenörücevherin tenörüne eşittir ve selektif lik sı-fırdır.Ayrılması istenen mineralin cevheriniçerisindeki dağılma şekli (serbestleşme-
--------------------------------------------------------------------------------
Page 2
116Raşit TOLUNnin kolay veya güç oluşu) ve bu mine-ralin fiziksel vasıflarının diğerlerindenaz veya çok farklı oluşu selektiflik dere-cesine tesir eden esas faktörlerdir.Selektifliğin yüksek olduğu cevher-lerde, meselâ kolayca serbestleşebilen kur-şun ve çinko cevherlerinde flotasyonlaveya gravimetrik olarak elde edilen kon-santrelerin saflığı % 95 i bulur. Molib-denitten flotasyon yoluyla % 99 safiyet-te konsantre hazırlamak mümkün ol-maktadır. Keza zirkonun gravimetrikve flotasyon yolu ile hazırlanan konsan-trelerinde saflık derecesi % 99 u geçmek-tedir. Bununla beraber, eğer konsantreedilecek mineralin serbestleşmesi çok incebir öğütmeyi icabettiriyorsa, konsantre-nin saflık derecesinden bir miktar feda-kârlık etmek, ekonomik bakımdan avan-taj sağlar. Böylece öğütmeyi, mineralle-rin tamamının serbestleşmesine kadarilerletmeden, daha az saf bir konsantreelde etmekle, öğütme masraflarının azal-tılmasından doğacak fark, konsantre te-nörunün yükseltilmesinden veya randı-manın artmasından meydana gelen ka-zançtan daha cazip olabilir.Konsantre tenörü ve randımanŞekil l de konsantre tenörüne tabiolarak randımanın tatbikatta ne şekildedeğişebileceği görülmektedir. Randıma-nın çok yüksek olduğu bölgelerde, kon-santre tenörü nispeten düşüktür. Birmiktar kıymetsiz mineral, konsantre edi-len minerallerin arasına karışmıştır veyaserbestleşmesi tam olmıyan karışık tane-cikler halinde saf minerallerin arasınagirmiştir. Ayrışma randımanlı ve fakatselektiflik derecesi düşüktür.Randımanın bir miktar azaltılmasıile, evvelâ serbest kıymetsiz (artık) mine-rallerin ve daha sonra karışık tanecikle-rin (mikst), konsantreden ayrılması sağ-lanmış olur. Böylece temiz konsantre el-de edilmiş ve fakat artıkta bir miktarkıymetli mineral kaybedilmiş olur.Cevherin öğütülme derecesine ve do-layısiyle minerallerin serbestleşmesinintam veya noksan oluşuna göre de muh-telif eğriler meydana çıkar. Serbestleşmene kadar noksan olursa, saf konsantre-nin elde edilebilmesi için randımandan onispette çok fedakârlık etmek icabeder.Optimum konsantre tenörü maliyetve satış hesaplarının tetkikiyle meydanaçıkar; bu tenor âzami kâr sağlıyan du-ruma tekabül eder.Tane büyüklüğü ve zenginleştirmeameliyesiCevher içerisindeki kıymetli minera-lin serbest hale gelmesi için gereken kır-ma ve öğütme ameliyesi umumiyetlekonsantrasyonun en masraflı bölümünüteşkil eder.Bir cevherin içerisindeki mineralindeğeri, her şeyden önce bu mineralin ser-
--------------------------------------------------------------------------------
Page 3
GEVHER ZENGİNLEŞTİRME117bestleşmesi için icabeden kırma ve öğüt-me masraflarını bol bol karşılayacak du-rumda olmalıdır. Zira ancak ince tane-cikler halinde serbestleşen bir cevherinkonsantrasyonuna tatbik edilecek usul de,iri tanelerinkinden çok daha masraflıdır.Aynı cins minerali ihtiva eden ve aynıtenörde olan iki ham cevherden, iri ta-neler halinde serbestleşebilen cevher di-ğerine nazaran daha değerlidir.Şekil 2 muhtelif zenginleştirme ame-liyelerinin, hangi hudutlar dahilindekitane büyüklüklerine tatbik edildiklerinigöstermektedir.Cevherin değerine ve bulunuş şekli-ne göre, konsantrasyon basit veya kom-pleks olabilir :1. Birçok krom ve manganez cev-herlerimiz yalnız elle ayıklamayatabi tutulurlar.2. Guleman kromit birikintileri, kı-rılmaya tabi tutulmaksızın elenirve 8 meşten inceler, hidrolik olaraktane büyüklüğüne göre tasnif edi-lerek sarsıntı tablalarında ve da-ha iri olanlar eleklerle 4-12 ve12-24 mm olarak tasnif edildiktensonra jiglerde zenginleştirilirler.5 cm den büyük parçalar da elleayıklamaya tabi tutulurlar.3. Ergani bakır madeninde cevher150-200 meşe öğütülür ve flotas-yonla kalkopirit konsantresi eldeedilir.4. Keban kurşun-çinko cevheri 65 -100 meşe öğütülerek galen flo-tasyonla ayrılır ve sonra çinkoblendi, bakır sülfatla aktifleştiri-lerek yeniden flotasyona tabi tu-tularak diğer minerallerden ayrı-lır.Kırma ve öğütmeŞekil 3 madenden istihsal edilencevherin arzu edilen tane büyüklüğünekadar kırılıp öğütülebilmesi için, kulla-nılması gereken kırıcı ve öğütücülerinhangi hudutlar dahilinde tatbik edildik-lerini göstermektedir. Meselâ : 20 meşeöğütüp tablada konsantre edilecek birkrom cevheri evvelâ 10 cm ye çeneli kı-rıcıda (veya büyük kapasiteler için jira-tör kırıcıda) ve l cm ye kon kırıcıdakırılacak ve sonra çubuklu değirmende20 meşe öğütülecektir.Kırma-öğütme ameliyesinde sarfedi-len enerji ve bu makinaların kapasitele-ri cevherin sertliği ve sağlamlığı ile ilgi-lidir. Fazla sert ve sağlam bir cevherinkırma ve öğütme masraftan, orta sertlik-teki ve kolayca dağılan bir cevherinkin-den bir hayli fazladır.Silisli Murgul bakır cevherinin flo-tasyonla konsantrasyonu için 100 meşe
--------------------------------------------------------------------------------
Page 4
Raşit TOLUN118öğütülmesi gerekmekte ve cevher bumaksatla sırası ile çeneli kırıcıda 25 cmye, kon kırıcıda 5 cm ye kırılmakta veçubuklu değirmende 6 meşe, bilyalı de-ğirmenlerde de 100 meşe öğütülmektedir.Bu tesiste günde ortalama 1200 toncevher işlenmekte ve takriben 120 tonkalkopirit konsantresi elde edilmektedir.Tanelerin tasnifiKonsantrasyon ameliyelerine başla-madan evvel, kırma ve öğütme ile ser-bestleşen tanelerin, kâfi derecede ufal-tılmamışlarından ayrılması ve bazı hal-lerde de lüzumundan çok fazla ufaltıl-mışların (şlam) konsantrasyona elverişliolanlarından ayrılması gerekmektedir.Kırıcılarda ve bazan iri öğütmelerdekullanılan çubuklu değirmenlerde kâfiderecede ufaltılmamış tanelerin ayrılmasısarsıntılı elekler vasıtasiyle temin edilir.Bu elekler umumiyetle 10-20 meş veyadaha iri cevher taneciklerinin tasnifineelverişlidir. (Bazı özel maksatlar için —manyetik veya elektrostatik ayırmalar gi-bi — 65 meş veya daha ince kuru tas-nifler için de elekler kullanılmaktadır.)28 meş ve daha ince tanelerin ayrıl-ması ise, özel tasnifçilerle (klasör) yapı-lırlar. Bunlar cevher zenginleştirme tesis-lerinin en fazla kullanılan unsurlarındanbirini teşkil ederler ve aşağıda belirtildiğigibi başlıca 3 sınıfa ayrılabilirler :1. Mekanik klasörler,2. Santrifüjlü klasörler,3. Hidrolik klasörler.1. Mekanik klasörlerde, bir çökmekısmı, bir de çöken tanecikleri ayırmakiçin kullanılan mekanik araçlı bir kısımmevcuttur. Bu klasörler kullanılan me-kanik araçların cinsine göre isimlendiri-lir : taraklı klasör, helezonlu klasör, pa-
--------------------------------------------------------------------------------
Page 5
119CEVHER ZENGİNLEŞTİRMEletli klasör gibi. Ekseriyetle bilyalı değir-menlere paralel olarak, incelik kontrolüve fazla öğütmeyi önlemek gayesiyle,çalışırlar. Birçok flotasyon tesislerinde28-200 meşlik öğütmeler bu cins klasör- ;lerle tanzim edilir. Taşan palptaki (incecevherli su) katı yüzdesine göre, ayırmainceliğini ayarlamak kabildir. 28 meştenincelerin taşabilmesi için, taşan palpta% 33; 48 meşten incelerin taşabilmesiiçin, % 22; 100 meş için % 15; 200 meşiçin % 8 nispetinde katı bulunması ge-rekir,i2. Mekanik ve hidrolik klasörlerde,taneciklerin arz çekimi kuvveti ile suiçerisindeki çökme süratlerinden faydala-nılır. Santrifüjlü klasörlerde ise bu kuv-vetten çok daha büyük bir santrifüjkuvvetinden faydalanılarak daha küçükçaptaki araçlarla, çok daha kısa zaman-da ve çok küçük taneciklerin ayrılmasıtemin edilir.Santrifüjlü klasörlerin bir kısmındabu kuvveti temin eden bir fan, aracınüst iç kısmında çalışır. Bu tip ayırıcılarumumiyetle ve bilhassa kuru ve inceayırmalar için tatbik sahası bulmaktadır.(Seramik sanayiinde ince ham madde-lerdeki öğütülmemiş kısımların ayrılması,v. s. gibi.)Sulu çalışan siklonlar, cevher zengin-leştirme tesislerinde 65 meş (10 mikron)incelikteki ayırmalar için büyük rağbetgörmektedirler. Çok defa yan yana ikisiklon çalıştırmak suretiyle, bir taraftaniri taneler değirmene gönderilirken, flo-tasyon için mahzur teşkil eden ince şlamda ayrılmakta, ve yıkanmış ve tasnifedilmiş palp konsantrasyona sevkedil-mektedir.3. Hidrolik ayırıcılar, jiğ ve sarsıntıtablasında gravimetrik konsantrasyonatabi tutulacak palpın tasnifinde kullanı-
--------------------------------------------------------------------------------
Page 6
Raşit TOLUN120lırlar. Seri halde bağlanmış gözler üze-rinden akan palptaki tanecikler aşağı-dan yukarıya yükselen muhtelif sürat-lerdeki suyun tesiri ile ayrı ayrı gözleretasnif edilmiş olurlar. Bu şekildeki birtasnif, bilhassa sarsıntı tablalarının selek-tifliği ve randımanlı çalışması için zaru-ridir.KONSANTRASYONUmumi prensiplerCevher içerisindeki ayrılması icab-eden mineraller serbest hale geçtiktensonra, taneciklerin iriliğine ve selektifliğitemin eden vasıflarına göre muhtelifkonsantrasyon usullerinden faydalanılır.Bunları aşağıdaki tabloda kısaca muka-yese edelim :4. Manyetik veya gravimetrik usul-lerin bu irilikteki, cevhere tatbi-kinin müşkül oluşu veya ekono-mik olmayışı.Memleketimizdeki birçok krom,manganez, kömür ve mika ocaklarındaelle ayıklama revaçtadır. Küçük çaptaistihsal yapan, kurşun ve çinko maden-lerindeki tatbiki ise gün geçtikçe azal-maktadır.Mekanik ayıklamaBu usul cevher zenginleştirme tekni-ğinde nadiren yer alır. Optikte kullanı-lan fluorit kristallerinin tefriki için foto-sellül içerisine düşen bir ince ışığın irive temiz fluorit parçalarından dağılma-dan geçmesi prensibinden faydalanılır.Bir band üzerinden geçmekte olan kris-Elle ayıklamaElle ayıklama usulü hiç şüphesiz eniptidai zenginleştirme usulüdür. Bununlaberaber, iri parçalar için en çok tatbikedilmekte olan ve bilhassa küçük çap-taki istihsaller için en ekonomik olanbir usuldür. Elle ayıklamanın yapıldığıyerlerde aşağıdaki şartların bulunmasıgerekir :1. Zengin veya kıymetsiz parçalarıniriliklerinin 5 cm veya daha irihalde bulunması,2. Aralarındaki farkın gözle kolaycaayırdedilebilmesi,3. İşçiliğin kâfi derecede ucuz ol-ması,tallerden şeffaf olanları, mekanik birkolla otomatik olarak itilerek ayrılmışolur. Radyoaktif uranyum cevherininmekanik ayıklanmasında kullanılan «La-point» ayıklayıcısı ise, bu cevherin birGeiger sayacına yaptığı etki derecesinegöre, kâfi derecede uranyum ihtiva edenparçalan veya kitleyi mekanik olarakayırmakta ve böylece zenginleştirilmesiekonomik olmıyacak çok fakir kısımlarlüzumsuz yere ekstraksiyon ameliyesinetabi tutulmamaktadır.Gravimetrik usullerDere yataklarında ve deniz kıyıların-da çok kere ağır mineraller kendiliğin-den zenginleşirler (altın, kalay, titan,
--------------------------------------------------------------------------------
Page 7
CEVHER ZENGİNLEŞTİRME121zirkon ve demir gibi). Tarihten evvelkidevirlerde insanlar ilk altım hiç şüphe-siz dere yataklarında buldular ve bu =kıymetli metalin tavada yıkama ile ayrı-labildiğini görerek basit gravimetrik zen-ginleştirme usullerini ortaya koydular.Zamanla, ilim ve tekniğin geliştirdiğimodern usuller dayandıkları prensiplerbakımından iki çeşittir :1. İzafi usuller (relatif),2. Mutlak usuller (absolü).1. İzafi usuller, mineral tanecikleri-nin su içerisindeki çökme süratinin yo-ğunluklarına göre değer alması esasınadayanır.2. Mutlak usuller ise, ayrılması gere-ken iki ayrı yoğunluktaki minerali ortayoğunlukta bir sıvı içerisine koyduğu-muz zaman meydana gelen ayrışma ola-yından faydalanır.Her iki halde de mineral tanelerininüzerine tesir eden kuvvet, arz çekimidir.Arşimet prensibine göre de içinde bu-lundukları sıvı vasatın yoğunluğu dere-cesinde, kendi ağırlıklarından kaybeder-ler.Minerallerin izafi gravimetrik yollaayrılabilme imkânlarını bize belirtenendis, «konsantrasyon endisi» dir.Konsantrasyon endisi = (d1-d3)/(d2-d3).Burada d1ve d2, ağır ve hafif tane-lerin yoğunlukları, d3ise sıvı vasatın(suyun) yoğunluğudur.Aşağıdaki tabloda konsantrasyonendisinin değerlerine göre, gravimetrikyolla yapılan ayırmalarda iyi netice ve-ren minimum tane irilikleri belirtilmiştir.Konsantrasyon endisinin 1.25 tenküçük olduğu hallerde, eğer mineral ta-neleri iri ayrılmaya müsait ise ve yoğun-lukları arasındaki fark 0.2 den büyükise, mutlak usullerin tatbiki iyi neticeverebilir. Bu usullerde de sıvı vasatınyoğunluğu âzami 3.5 a kadar yükselti-lebildiğinden, ayrılacak hafif parçalar nekadar düşük yoğunlukta olursa ayrılmada o nispette kolay olur.İzafi usullerJig : Umumiyetle 2 mm den dahairi tanelere ve meselâ 3-6 mm, 6-12 mmşeklinde, tasnif edilmiş cevherlere tatbikedilen jig ile ayırma usulünde, cevhersu içerisindeki bir elek üzerine gelir, veeleğin yukarıya ve aşağıya doğru (0.5-5cm) muntazam ihtizazı ile (dakikada150-300 defa) ağır minerallerin dibe vehafiflerin de üst kısma ayrılması sağla-nır. Müteharrik elekli jiglerdeki eleğinhareketi ile elde edilen bu neticeyi, sa-bit elekli jiglerde, elek altından verilensuyun alternatif olarak kuvvetli ve azbasılması suretiyle de temin etmek müm-kün olmuştur. Bu sonuncu tip jigler de,
--------------------------------------------------------------------------------
Page 8
suyun basılış tekniğine göre, diyaframlı,pülsatörlü, hava basınçlı gibi isimleralırlar.Jigin çalışması, beslenen cevherinve suyun debilerinin, elek üzerinde biri-ken cevherin kalınlığının ve ihtizazınayarlanmaları ile kontrol altına alınır.Cevher tanelerinin iriliği arttıkçaihtizazın frekansının azalması ve yüksek-liğinin çoğalması icabeder.Elek sathının büyüklüğü nispetindejigin kapasitesi de artar. Beher metrekare elek, ince cevher için l ton/saatve iri cevherler için (12 mm) 10 ton/saatkapasiteye tekabül eder. Cevher tanele-rinin iriliği nispetinde motorun takatida büyür. Beher ton/saat cevher için0.2-2 HP ye ihtiyaç vardır. Su sarfiyatı1 ton cevher başına takriben 5-15 m8tür.Sarsıntı tablasıJiglere nazaran daha yeni ve moderntekniğin mahsulü olan sarsıntı tablaları2 mm den küçük taneciklerin konsan-trasyonu için kullanılmaktadır. Bir yanadoğru ihtizaz eden, 4 köşe ve meyilli birmasayı andıran sarsıntı tablalarının üzer-leri, birbirlerine paralel ve ufki vaziyettetahta çubuklarla kaplıdır. Cevher ihtiza-zın tesiri ile çubukların önünde yanadoğru ilerlerken, ince bir su tabakasıtarafından muntazaman yıkanır ve hafiftanecikler çubukları aşarak akıntı ileayrılırlar.Raşit TOLUN122
--------------------------------------------------------------------------------
Page 9
CEVHER ZENGİNLEŞTİRME123İhtizazın uzunluğu ve frekansı jig-lerde olduğu gibi tane büyüklüğüne göreve aynı prensibe göre ayarlanır. Kapa-siteleri de taneciklerin büyüklüğü ileartar. 14' 9" X 5' 11" lik bir tabla 24saatte takriben 15-150 ton cevher işler.Kullanılan motorun takati ise l1/2- 2HP dir. Su sarfiyatı beher ton cevheriçin takriben 5 m3tür.Cevherin konsantrasyon endisininmüsaadesi nispetinde 100-200 meş ince-likteki cevherlerin tabla üzerinde zen-ginleştirilmesi kabildir. Daha ince tane-cikler daha ince çubuklu veya hususişekilde hazırlanmış şlam tablalarındayıkanabilirse de randıman çok düşüktür.SpiralSarsıntı tablalarının rakibi olarakHumphrey Spiral Co, tarafından imaledilen spirallerin en büyük avantajı ener-ji sarfiyatına ihtiyaç göstermeksizin zen-ginleştirme yapabilmesidir. Buna muka-bil tablalarda elde olunan konsantrelerdaha temizdir.Enerjiden tasarrufu esas tutan te-sisler spiralle konsantrasyonu tablalaratercih etmektedirler. Bazı tesislerde isekaba konsantrasyon spirallerle yapıl-makta ve elde olunan konsantreler tab-lalarda temizlenmektedir. Misal olarakdüşük tenörlü ve büyük rezervli sahilkumlarının konsantrasyonunu zikredebi-liriz. Bu kumlardan zirkon, rutil, ilmenitve magnetit konsantrelerinin gravimetrikzenginleştirilmesinde spiraller tercih edil-mektedirler. Ayrıca fosforitli kumlardanfosfat konsantresi istihsalinde ve manye-tik olmıyan demir cevherlerinin zengin-leştirilmesinde spiraller kullanılmaktadır.Spiral, şakuli vaziyette, yukardanaşağıya doğru inerken 5-6 defa kıvrılmışolan helezon şeklinde bir oluktur. Palpbu oluktan akarken, ağır mineraller dibeçökerler ve hafif mineraller ise oluğundış kenarına doğru ayrılarak suyun akı-şına kapılırlar. Oluğun muhtelif yerle-rindeki deliklere bağlı borularla konsan-tre (ağır mineraller) alınır ve artık (hafif
--------------------------------------------------------------------------------
Page 10
mineraller) oluğun nihayetinden dışarıakar.Bir spiralin çapı 60 cm dir, ve saatte1.5 ton cevher yıkayabilir.Mutlak usullerYoğunlukları farklı iki mineral, eğeryoğunluğu iki mineralinkinin arasındaolan bir sıvı içerisine konacak olursa,ağır mineral dibe çöker ve hafif mine-ral yüzer.Bu maksatla 3 tip sıvı kullanılabilir:1. Ağır inorganik tuzların sudaki çö-zeltileri,2. Ağır organik sıvılar,3. Ağır ve ince taneli katıların suiçerisindeki süspansiyonlar].Bunlardan l inci ve 2 nci tipler, en-düstriyel tesislerde ekonomik netice ver-mediğinden, ancak laboratuvar deneyleriiçin kullanılmaktadır. Meselâ : çinkoklorürün 1.5 yoğunluğundaki çözeltisikömürlerdeki şistin ayrılma tecrübelerin-de ve bromoform (2.
veya asetilen tet-ra bromürün (2.95), ağır minerallerinhafif minerallerden, ayırma hunilerinde,tefrikinde kullanılmaları gibi.Ağır vasatı temin eden katılar umu-miyetle manyetit veya ferro-silisyumdur.Bazı özel durumlarda galen, kuvars kumuveya cevherin kendi tozu bile kullanıla-bilir. Hazırlanan vasatın yoğunluğununyüksekliği derecesinde süspansiyon katı-sının yoğunluğunun da yüksek olmasıgerekir. Meselâ, maden kömürlerini şist-lerden ayırmak için vasatın yoğunluğu-nun 1.4 olması kâfidir ve süspansiyonkatısının yoğunluğu da 2.5 (kuvars kumu)olabilir. Cevherlerin ayrılmasında kulla-nılan vasatların yoğunluğu ise 2.6 - 3.3civarında olup, kullanılan süspansiyonmaddesinin yoğunluğunun en az 5.2(manyetit) veya 6.7 (% 15 silisyumlu fer-ro-silisyum) olması gerekir.Vasattaki süspansiyon katısının vo-lüm olarak nispeti % 36-38 i geçmeme-lidir. Aksi halde vasatın viskozitesininartması ile ayrışmanın selektifliği (bil-hassa ince taneler için) azalır. Ferro-si-lisyum tozu ile elde edilen maksimumyoğunluk 3.5 tur. Fakat endüstrideki ça-lışmalar esnasında bu yoğunluğun 3.2ye düşebileceğini göz önünde tutmak ge-rekir. Süspansiyon maddesinin ayrıcaabrazyona ve oksidasyona mukavim ol-ması ve içerisine karışan ince cevherdenkolayca ayrılabilmesi gerekir. Manyetitve ferro-silisyum yaş manyetik ayırıcı-larla kolayca toplanarak yeniden devre-ye katılırlar.Ağır vasatta ayırma yolu ile, ya doğ-rudan doğruya piyasaya arzedilecek zen-ginlikte konsantreler hazırlanır veya da-ha sonra izafi gravimetrik usullerle veyaflotasyonla zenginleştirilebilecek kabakonsantreler hazırlanarak değersiz iri ar-tığın lüzumsuz yere konsantrasyona tabitutulması önlenmiş olur.Ayrılacak taneler arasında 0.2 kadarbir yoğunluk farkının bulunması ve kon-santrasyon endisinin 1.1 den büyük ol-ması bu usulün muvaffakiyetli neticevermesi için kâfi gelir.Cevherin maksimum iriliğinin 3-5cm (kömürler için 20 cm) yi geçmemesilâzımdır. Bu limit çöken parçaların ay-rılmasını sağlıyan araçların iyi çalışabil-mesi veya tıkanmaması için elzemdir.Minimum tane iriliği ise takriben6-2 mm dir. Taneler inceldikçe çökmeve yükselme süratleri azaldığından, ay-rılma selektifliğinin iyi olması için cev-herdeki ince taneli kısmın mümkün ol-duğu kadar az olması şarttır. Son za-manlarda tatbikine başlanan siklonlu ayı-rıcılarda incelik limiti 48 meşe (Tyler)kadar düşürülebilmiştir.Ağır vasatta ayırma usulü, cevheriri ayrılmaya müsait olduğu takdirde,günümüzün en ekonomik usulüdür.Memleketimizde halen Tunçbilek kömür-lerinin yıkanmasında muvaffakiyetle tat-Raşit TOLUN124
--------------------------------------------------------------------------------
Page 11
CEVHER ZENGİNLEŞTİRME125bik edilmektedir. Süspansiyon maddesiolarak manyetit tozu kullanılmaktadır.AyırıcılarÇöken parçaların ayrılması için kul-lanılan tekniğe ve ayrılma kabının şekli-ne göre isimlendirilen başlıca 3 tip ayırı-cı mevcuttur :1. Kon,2. Helezon,3. Tambur.1. Kon tipi ayırıcıların en çok kul-lanılanlardır. Ayırma kabının şekli konikolduğu için bu ismi almıştır. Konik ayı-rıcının dibine çöken ağır parçalar birhavalı (Mamut tipi) pompa ile veya ko-valı bir elevatör ile yıkama eleği üstünebasılır, ve duşlar altında ilerliyerek süs-pansiyon maddesinden temizlenir. Konikayırıcının üst yan tarafından taşan hafifparçalar da ayrı bir elek üzerinde yıka-narak ayrılmış olurlar. Yıkanan süspan-siyon maddeleri, bir koyulaştırıcı tanktayıkama suyundan ayrılır ve kayışlı yaşmanyetik ayırıcıda, cevherden karışanince toz ve elek altı taneciklerinden te-mizlenerek arzu edilen yoğunlukta su-landırılır ve yeniden konik ayırma kabı-na akıtılır.2. Helezonlu ayırıcıda ayrılma kabı,bir helezonlu klasörlerden ibarettir. Çö-ken parçalar dönen helezonun tesiri ile(taneciklerin tasnifinde olduğu gibi) ay-rılırlar. Bu tip ayırıcı daha basit yapılıve bakımının kolay oluşu dolayısiyletercih edilirler, fakat ayırma selektif ligikonik tiplere nazaran biraz düşüktür.3. Tamburlu ayırıcıda ise, cevher vevasat karışımı içi kovalı bir tambur içe-risinden akıtılır ve çöken ağır parçalaryükselen kovalarla, yine tamburun için-den geçmekte olan bir band üzerine alı-narak vasattan ayrılmış olur. Bu tip ayı-rıcılar daha iri cevheri ve daha büyükkapasite ile ayırabilirlerse de, ayırma se-lektiviteleri konik ayırıcılara nazaran bi-raz düşüktür.Manyetik ayırmaManyetik ayırma, minerallerin mık-natıs alanında, manyetik kuvvetleri ge-çirgenlik derecelerinin değişik olmasın-dan faydalanır. Bu vasıf ayırıcıda, mi-neralin mıknatıslı kutba doğru küçük ve-ya büyük bir kuvvetle çekilmesi şeklindekendini gösterir. Kolayca çekilebilen ve-ya kuvvetli manyetik olan minerallermanyetit ve franklinittir.Ancak kuvvetli bir elektromanyetikalanda çekilebilen veya hafif manyetikolan mineraller oldukça çoktur. Bunla-nn en mühimleri sıra ile — kuvvetlidenzayıfa doğru — : ilmenit, pirotin, side-
--------------------------------------------------------------------------------
Page 12
Raşit TOLUN126rit, hematit, volframit, manganez oksit-leri, kromit, rutil, monazit ve demirlisilikatlar (biotit, hornblend, grena, epi-dot, v. s.) dır.Diğer taraftan kuvvetli elektroman-yetik bir ayırıcıda bile çekilemiyen mi-neraller manyetik olmıyan minerallergrupuna girer. Bunlardan bazıları şun-lardır : kuvars, pirit, feldspat, antimo-nit, galen, kalsit.Manyetik ayırıcılar başlıca iki kısmaayrılırlar :1. Yaş ayırıcılar,,2. Kuru ayırıcılar.1. Yaş aymalar yalnız kuvvetlimanyetik ve ince (10 meş altı) tanecik-lerin ayrılmasında kullanılırlar. Sanayideumumiyetle ince manyetit minerallerinin(veya ferro-silisyum gibi yüksek demirlihalitaların tozlarının) zenginleştirilmesin-de kullanılan yaş ayırıcıların mühimle-rinden, tamburlu ve kayışlı yaş ayırıcı-lar aşağıdaki şekilde şematik olarak gös-terilmiştir :Mutlak gravimetrik ayırma usulle-rinde, ağır vasat süspansiyon maddesiolarak kullanılan manyetit veya ferro-si-lisyum tozunun ince cevherden ayrılarakyeniden devreye sokulması için kayışlıyaş ayırıcılardan faydalanılır.Bunlann kapasiteleri, süspansiyonmaddesinin inceliği derecesinde azalır;konsantrasyon için kullanıldığı takdirdecevherin tenörunün aksi istikametindedeğişir. Mıknatısın beher 30 cm genişli-ğine takriben saatte 1-6 ton cevher düşer;takriben 1200 vat doğru akım sarfeder;çevirici motorun gücü ise 2-3 HP dir.Seramik ham maddelerinden (kil,kaolin, emay, v. s.) ince demirli madde-lerin ayrılmasında kullanılan, diğer biryaş ayırıcı da «Frantz Ferrofilter» dir.Çamur halinde akan slip, saf demirdenyapılmış ve manyetik endüksiyon tesiriile mıknatıslanmış ıskaraların delikleriarasından geçerken, ince metal demir vemanyetit tozlan bunlara yapışarak ayrı-lırlar. Her ameliyenin sonunda ıskaralarçıkarılarak temizlenir.2. Kuru ayırıcılar başlıca 3 tipte top-lanırlar :a) Tambur,b) Endüksiyonlu silindir,c) Karşı kayış.a) Pirinçten veya bronzdan yapılmıştambur (içi boş silindir); içerisinin birtarafına, elektromanyetik alanı meydanagetiren birkaç mıknatıs kutbu yerleştiril-miştir. 5 cm iriliğe ve 0.15 mm ince-liğe kadar kuvvetli manyetik mineralleriayırır (manyetik demir cevherleri). Se-lektif bir ayırma için birkaç elekten tas-nif edilmiş ve tam kuru cevherle çalışıl-ması gerekir.Birçok konsantrasyon tesislerinde kı-rıcılara giden cevherin içerisine kazaenkaçmış demir parçaları, kayışlı konve-yörlerin ucuna takılan manyetik tamburayırıcılar sayesinde ayıklanır.
--------------------------------------------------------------------------------
Page 13
CEVHER ZENGİNLEŞTİRME127Tamburun genişliğinin büyüklüğüve cevherin tane iriliği nispetinde kapa-site leri de artar. Beher 30 cm genişliğe,saatte 20 - 100 m3cevher düşer; doğruakım sarfiyatı 500 - 1500 vattır; çeviricimotor ise takriben 1.2 HP dir.b) Endüksiyonlu silindirde ayırmayıiki mıknatıs kutbu arasında dönen safdemirden yapılmış bir silindir yapar.Alanın kuvvetli oluşu ve mineral ta-nelerinin mıknatıslanan demirle direkttemasının temin edilişi dolayısiyle, hafifmanyetik minerallerin manyetik olmıyan-lardan ayrılması sağlanmış olur.işlenen cevherin tane iriliğinin 0.15mm den büyük ve 3 mm den küçük ol-ması lâzımdır. Gevherin tane tasnifinindar oluşu ile selektiflik artar.c) Karşı kayış ayırıcılar hafif man-yetik minerallerin ayrılmasında en iyiselektifliği sağlıyabilen makinalardır. îkikutup arasından geçen kayışın taşıdığıcevherden çekilebilen mineraller üsttekimıknatısın tesiri ile alttaki kayışa dik is-tikamette çalışan kayışın üzerine alınarakön tarafa ayrılırlar. Eğer cevher ardı ar-dına gittikçe kuvvetlenen mıknatıs ku-tupları arasından geçecek olursa — cev-herin tane iriliğinin dar hudutlar arasın-da tasnif edilmiş olması şartı ile — bir-kaç çeşit mineral konsantresi elde etmekmümkündür. Meselâ: manyetit, ilmenit,kromit, monazit, grena ve zirkon gibi.Bu maksatla mıknatıslar 20 000 - 30 000 -40 000 - 75 000 - 100 000 - 140 000 amperturluk sargılara sahiptirler.30 cm kayış genişliği olan tek mık-natıslı bir ayırıcının doğru akım sarfiyatı800 vat kadardır; kayışları çeviren mo-torun takati ise l HP dir.İşlenen cevherin tane iriliği 2 mmden 0.1 mm ye kadar değişebilir. Kapa-siteler taneler inceldikçe azalır.Elektrostatik ayırmaElektrostatik ayırıcılar minerallerinelektriksel iletgenliklerinin değişik olma-sından faydalanırlar.İletgenliği yüksek bir mineral tane-ciği, topraklanmış bir metal silindir üze-rinden düşerken yüksek potansiyelle(10 - 20 000 volt) yüklenmiş bir elektroduntesiri ile evvelâ polarize olur, ve eğertopraklanmış metal silindire elektron yü-künü iletebilirse silindirden ayrılır veçekici elektrodun tesiri ile silindirdenuzaklaşarak düşer.
--------------------------------------------------------------------------------
Page 14
İletgenliği zayıf bir mineral tanecik-leri ise, üzerindeki yükü çok yavaş bırak-tığından, silindire yapışarak birlikte dö-ner ve elektrodun tesirinden kurtulduk-tan sonra bir fırça ile ayrı bir yerdetoplanırlar.Taneciklerin dar hudutlar arasındaiyi tasnif edilmiş olmaları ve tamamenkuru ve hattâ ısıtılmış olmaları (60-120°C)iyi bir ayırma için şarttır. Tane iriliği2-0.1 mm dahilindeki cevherler elek-trostatik ayırıcılarla zenginleştirilebilirler.Elektrostatik ayırma maden zengin-leştirme usullerinin en az tatbik edileni-dir. Diğer usullerin tatbiki ile ayrılamı-yan mineraller için baş vurulacak sonçare bu usuldür. Halen plaser mineral-lerinin konsantrasyonunda (zirkonun ru-tilden ayrılması), abraziflerin metal kı-rıntılarından temizlenmesinde, karboran-dum tozunun alüminden ayrılması gibiameliyelerde kullanılmaktadır.Zamanımızın en fazla tatbik edilenmaden zenginliştirme usulü flotasyon-dur. Aşağı yukarı bütün primer bakır,kurşun ve çinko cevherleri bu usullezenginleştirilir. Aynca nikel, kobalt, al-tın, gümüş, civa, molibden, volfram vedemir gibi metal cevherlerinin zengin-leştirilmelerine tatbiki de gün geçtikçeartmaktadır. Metalik olmıyan mineraller-den birçoğunun temizlenerek kıymetlen-idrilmesinde flotasyon değerli bir usulolarak kendini göstermiştir. Meselâ: kö-mür tozlarının şlamlı sulardan kazanıl-ması, fluorit, barit, feldspat, disten, spo-dümen ve beril gibi minerallerin kon-santrasyonu flotasyon sayesinde bugünpek kolaylaşmıştır.Halen memleketimizde çalışmaktaolan 7 adet flotasyon tesisi mevcuttur.Bunlardan iki tanesi bakır (Ergani veMurgul), iki tanesi kurşun-çinko (Kebanve Simav), bir tanesi kükürt (Keçiborlu)ve bir tanesi antimonit (Turhal) konsan-tresi hazırlıyarak izabehanelere sevkeder-ler. Ayrıca Zonguldak'ta şlamlı sularla lâ-vuarlardan akarak kaybolan ince kömür-lerin kazanılması da flotasyon yoluylayapılmaktadır.Flotasyon, mineral taneciklerininkırılma yüzeylerinin fiziko-kimyasal ya-pılarının değişik oluşundan faydalana-rak, bunların bir kısmının tercihan ha-va habbeciklerine yapışarak köpük şek-linde ayrılmasını sağlıyan usuldür.Bazı minerallerin tabiî yüzey yapı-ları, kolayca flotasyonla ayrılmaya mü-saittir. Meselâ: kömür, grafit, elmas,kükürt ve molibdenit gibi. Bu mineral-ler bir miktar hidrokarbon yağı ve kö-pürtücü ihtiva eden palptan kolaycaköpüğe ayrılırlar. Kısaca izah etmekgerekirse, bu minerallerin yüzeylerindekiatomlar su moleküllerine, veya onuniçerisindeki hidroksil veya hidrojen iyon-larına karşı çekici bir hassa göstermiye-rek tercihan ince bir hidrokarbon taba-kası ile kaplanırlar ve böylece hava hab-beciklerine yapışarak palpın üzerine kö-pükle birlikte çıkarlar. Bu taneciklerinyüzeyleri hidroföptür. Su tarafından iti-lir; hidrokarbon yağlan ve hava tara-fından çekilir. Yüzeydeki atomlar ara-sındaki bağlar ekseriyetle veya tamamenkovalandır.Diğer minerallerin ise yüzeyleri azveya çok iyonlarla kaplıdır. Bu bağlarelektrovalân veya iyoniktir. Su moîekül-Raşit TOLUN128
--------------------------------------------------------------------------------
Page 15
CEVHER ZENGİNLEŞTİRME129lerine ve içerisindeki iyonlara karşı özelbir çekicilik gösterirler (hidrofil). Gevherkarışımını teşkil eden minerallerden kö-pükle ayrılması arzu edilen mineral ta-neciklerinin yüzeylerine özel reaktiflerinadsorbe ettirilmeleri sayesinde bu mine-rallerin hava habbeciklerine yapışmasısağlanabilir. Bu reaktiflere «kolektör»denir.KolektörlerBir ucunda alifatik veya aromatikhidrokarbonlar, diğer ucunda ise iyonteşekkülüne müsait polar bir grup bulu-nan organik reaktifler mineral tanecik-lerinin yüzeylerinin fiziko-kimyasal ya-pılarına göre,, bazılarının yüzeylerine ter-cihan adsorbe ederler.Bu tercih yüzeydeki atomların cin-sine, iyonik karakterlerine ve organikreaktifin (kolektörlerin) polar gruplarınagöre değişir. Yüzdürülmesi istenen mine-ralin yüzeyindeki katiyonlar mineralintefrikinde esas olduğu zaman, polar gru-pu aniyonik olan kolektörler kullanılır.Diğer taraftan taneciklerin yüzeyindekispesifik iyonlar aniyonik ise, katiyonikkolektörlerin kullanılması faydalı neti-celer verir.Kalkopirit, galen, antimonit v.s. gibisülfürlü minerallerin flotasyonunda kul-lanılan kolektörler, umumiyetle polargrupları kükürt ihtiva eden organik reak-tiflerdir; alkil ksantatlar ve alkil veyaaril ditiofosfatlar gibi aniyonik tiptekolektörlerdir.Sülfürlü mineraller grupunun dışın-da kalan (malakit, kalsit, şelit, pirolüzitv.s. gibi) birçok minerallerin ayrılmasıiçin oleik asit, stearik asit gibi nebativeya hayvani orijinli, polar grupu kar-boksilik asit olan aniyonik reaktifler kul-lanılır.Tabiî yağ asitlerinden sentetik olarakhazırlanan alifatik aminler ise, katiyo-nik kolektörlerdir ve umumiyetle silikat-ların flotasyonunda tatbik sahası bul-muşlardır.Beher ton cevher başına kolektörsarfiyatı sülfürlerde 100-200 gr, diğerminerallerde 500-1000 gr kadardır.KöpürtücülerYüzey aktifliklerinden dolayı suyunyüzey gerilimini bir miktar düşürerek,flotasyon makinalarında köpüğün kolay-ca teşekkülüne yarıyan organik reaktif-ler köpürtücülerdir. Flotasyonda en çokkullanılanları : çam yağı, krezol ve me-til-isobütil karbinol gibi terpen, aromatikveya alifatik radikalli alkollerdir.AktifleştiricilerYüzdürülmesi arzu edilen mineraleğer kolektörü adsorbe etmiyorsa, palpabazı iyonların ilâvesi ile adsorbsiyon sağ-lanabilir. Meselâ: çinko blendi, bakır sül-fatlı bir palpta küprik katiyonları ilekaplanarak, ksantatlar veya ditiofosfat-larla flote eder. Bakır sülfat buradaaktifleştiricidir.DepresörlerKolektörlerin tesirinden bazı mine-ralleri kurtararak bunların köpüğe karış-masını önlemek amacıyla depresörlerkullanılır. Meselâ: galenin, blend vepiritten ayrılması için kullanılan sodyumsiyanür; molibdenitin pirit ve kalkopiritgibi diğer sülfürlerden ayrılmasında kul-lanılan sodyum sülfür; kalkopiritin pirit-ten ayrılmasında kullanılan kalsiyumhidroksit gibi.pH: Palptaki hidrojen iyonu mik-tarının flotasyon neticelerine tesiri çokönemlidir. pH nın değişmesi ile mineral-lerin yüzeylerindeki hidroksil veya hid-rojen iyonu adsorbsiyonu değişir. Ayncazayıf asitlerin tuzları olan kolektörlerinpalptaki iyon/molekül nispetlerine detesir ederek, bazı minerallerin depreseolmalarım ve kolektörlerin tesir güçle-rinin ayarlanmasını sağlar.
--------------------------------------------------------------------------------
Page 16
Raşit TOLUN130Flotasyon ameliyelerinde pH nmoptimum hudutları arasında tutulması,ayrılmaların selektifliği ve randımanınyüksekliği bakımından en önde gelenşartlardan biridir.pH ayarı için umumiyetle kireç(kalsiyum hidroksit), soda, sut kostikveya sülfürik asit kullanılır.Flatasyon makinalarıFlotasyonun ilk defa 1909 senesin-de Avustralya'da sanayiye tatbik edili-şinden beri, birçok firmalar tarafındanpiyasaya çeşitli flotasyon makinalarıarzedilmiştir. Bunları : 1. Hava basınçlıveya pnömatik, 2. Mekanik, olmak üze-re iki sınıfa ayırabiliriz.1. Pnömatik tipler aşağı yukarı ta-rihe karışmışlardır. Bazı tesislerde yalnızkonsantre temizleyicisi olarak, bunlardanMc Intosh tipine raslanır.Bu tiplerde, palp geniş bir oluk şek-lindeki bir selül içerisinden yavaş yavaşakarken, içerisine alttan delikli bir boru-dan (veya bir filtre bezi ile sarılmış birdelikli borudan) hava püskürtülür. Buhava hem palpın karışmasını ve hem deköpük teşekkülünü sağlar.2. Mekanik tiplerde, selülün alt or-tasında dönen bir pervanenin tesiri ilehem palpın iyi karışması ve hem desantrifüj olayı ile pervanenin orta kıs-mından alt kenarlara doğru hava püs-kürtülmesi temin edilir. Bu tiplerden enfazla kullanılmakta olanlarından DenverSub-A tipi aşağıda şematik olarak gös-terilmiştir.Mekanik flotasyon selülleri muhtelifstandart ebatlarda imal edilmektedirler.Bunlar umumiyetle 4-6-8 adetli seri hal-de çalışan bataryalar halinde kullanılır.Cevherin kesafetine ve palpın sıvı/katınispetine göre kapasiteleri değişir. Batar-yada kullanılacak selül adedi laboratu-varda yapılan flotasyon tecrübelerineistinaden, flotasyon müddetine ve işlenengünlük cevher tonajına göre hesaplanır.Zenginleştirme esnasında yapılan ilkflotasyon ameliyesi «kaba flotasyon»dur. Bu ameliye ile maksimum randı-manla ve fakat düşük dereceli bir önkonsantre alınır. Sonra bu ön konsantre«temizleyici flotasyon» ile ikinci bir de-fa daha zenginleştirilir.Bazı özel hallerde iri veya tam ser-bestleşmemiş tanelerin ayrılarak değir-mene basılması için kaba flotasyondansonra bir de «toplayıcı flotasyon» selül-leri tesise ilâve edilir. Böylece artıktakikayıpların azaltılması temin edilmiş olur.
--------------------------------------------------------------------------------
Page 17
CEVHER ZENGİNLEŞTİRME131Zenginleştirme masraflarıCevherlerin zenginleştirme masraf-larını tetkik ve mukayese ederken bun-larda ham cevherin beher tonuna isabeteden masrafı belirtmek kâfi gelir. Bubelli olunca cevherin tenörüne, konsan-trenin tenörüne ve randımana göre kon-santrenin maliyetine dahil olacak zen-ginleştirme masraflarını tahmin etmekmümkün olur.Tesisatın günlük kapasitesi arttıkçabeher ton cevher başına düşen masraf-lar azalır.Aşağıdaki şekilde gravimetrik veyaflotasyon yolu ile yapılan zenginleştirmemasraflarının kapasiteye göre değişişigörülmektedir.Cevher zenginleştirme ameliyeleri,kimyasal yoldan yapılan ekstraksiyonusullerine nazaran çok az masraflıdır.Düşük tenörlü cevherlerin zenginleştiril-meden izabesi ise, maliyetinin yüksekliğidolayısiyle mümkün değildir.Yeraltı servetlerimizin kıymetlendi-rilmesinde, cevher zenginleştirme halenoldukça önemli bir mevkie sahiptir. Güngeçtikçe inkişaf etmekte olan sanayiimi-zin, ham madde ihtiyacının teminindekirolü, ileride daha da fazla olacaktır.
Gösterim: 852 -
Yanıt: 0 -
Başlatan:ahmetevrenbas
FM Gündem: 