Flotasyon...

[ozguryolcu]

Genel Bilgiler:
        En kısa ifadeyle cevherleri yüzdürme yoluyla zenginleştirme yönte-midir. Sulu ortamda bir cevherin içinde bulunan minerallerden bazılarını su yüzeyine çıkararak suyun dibinde kalan diğer minerallerden ayırma iş-lemidir.Sudan ağır olan minerallerin  tanelerinin suyun yüzeyine çıkabil-meleri mineral tanelerinin yüzey geriliminin etkisi ile saglanır, bu da mi-neral yüzeyinin ne dereceye kadar ıslanmama özelliğinde olduğuna bağ-lıdır. Mineralin yoğunluğu ve bunun gibi tamamıyla fiziksel olaylar flo-tasyon ayırmasında önemli rol oynamazlar.Tane büyüklüğü 100 veya 150 mikrondan daha küçük olan ince öğütülmüş cevherler için en iyi zengin-leştirme metodu ve en çok kullanılan metod flotasyon metodudur.
.       Flotasyon yöntemini oluşturan fiziksel olaylar şunlardır: ince öğütül-müş bir cevherin su ile karışması ile meydana gelen pulpa hava kabarcık-ları (köpükler) sokulursa, bazı mineral taneleri hava kabarcıklarına yapı-şırlar, diğer mineraller ise bu özelliği göstermez ve su içinde oldukları gi-bi kalırlar. Pulpun içinde yukarıya doğru çıkan hava kabarcıkları kendi-lerine yapışan mineralleri de yukarıya çıkarırlar. Bu köpük tabakası uy-gun bir araç ile toplanır ve toplanan köpüğe flotasyon konsantresi denir. Cevherin durumuna göre bir veya birkaç konsantre elde edilebilir.                                   
        Ortak flotasyon özellikleri olan ve birbirine benzer minerallerin aynı zamanda flote olarak yalnız bir konsantre halinde toplanmasına  “kollek-tif flotasyon”, benzer flotasyon özellikleri olan minerallerin birbirinden ayrılması için yapılan flotasyona ise  “selektif flotasyon”  denir.
        Köpük,film ve yağ flotasyonu olmak üzere üç tip flotasyon yöntemi bulunmaktadır. En çok kullanılanı ve bizimde anlattığımız köpük flotas-yonudur.
        Flotasyonun en çok kullanıldığı alan, metal sülfürü minerallerinin konsantrasyonudur. Bütün oksit mineraller ve metal olmayan mineraller flotasyon yöntemiyle konsantre edilir. Düşük tenörlü cevherleri herhangi bir yöntemle konsantre etmek mümkün fakat iktisadi açıdan ve flotasyon tesisinin kurulması kolay olduğundan flotasyon metodu kullanılır. Bugün flotasyon biyoteknolojide başvurulan temel işlemlerdendir. (su arıtımı, et sanayi…)
   
Flotasyonun Gelişimi:
        Flotastona ait ilk önemli buluş 1902 yılında Froment tarafından ya-pılmıştır.bu keşif, yağlanmış sülfür minerali tanelerinin, su içinde meyda-na getirilen gaz kabarcıklarına yapışıp suyun yüzeyine çıkmasından bah-setmektedir. Bu olayı aynı yıl İngiltere’de tespit eden Delprat pulpun i-çinde sülfirik asitin kireç taşına etkisyle meydana gelen gaz kabarcıkla-rından yararlanma fikrini ortaya attı. 1906’da Elmore aldığı İngiliz paten-tinde yağlı mineral pulplarında kısmi vakum meydana getirerek hava kabarcıklarından yararlanılabileceğini öne sürdü. Ama bu buluşlar endüs-triyel açıdan önemli bir sonuç vermemiştir. 1906’da Sulman, Picard ve Ballot hava kabarcıklarının pulpun kuvvetli ajitasyonuyla meydana getiri-lebileceği ve cevher miktarının %1’ini geçmeyecek kadar az yağ kullan-makla flotasyon yapılabileceğini söyledi. Bu prensiplere dayanan ilk flo-tasyon makinesi 1910 yılında T.J.Hoover tarafından yapıldı ve 1912-1925 yıllarında önce Avustralya sonra Amerika’da flotasyon sanayisinde başa-rıyla uygulanmıştır. 1918’de Welsh flotasyon pulplarına basınçlı hava vermek fikrini öne sürdü. Hunt ve Forrester ve daha sonra Callow basınç-lı hava kullanan flotasyon makinelerini yaptılar.
        1924 yılına kadar flotasyon yöntemi sadece yağ kullanarak,bütün sülfür minerallarini beraberce asit ortamda yüzdürmekten ileri gidemedi. 1924’de Keller ilk defa olarak flotasyonda ksantat kullandı.Bundan sonra bazik ortamda selektif flotasyon yapılmaya başlandı. Yağ flotasyonundan                 
kimyasal flotasyona geçilmiş oldu. Organik ve inorganik kimyasal reak-tiflerin kullanılmasıyla, flotasyonda büyük gelişmeler elde edilmiş ve bu konsantrasyon yöntemi sülfür cevherlerde olduğu gibi, oksit ve metal ol-mayan cevherlerinde önemli bir kısmına uygulanabilecek hale getirilmiş-tir. Flotasyonun gelişmesinde emeği olan bilim adamlarından Taggart, Gavdin, Petersen ve Wark’tur.
        Şu anda en çok kullanılan flotasyon makineleri Denver tipi köpük flotasyon makinesi ve Jameson flotasyon hücresidir. Konvensiyonel ko-lon flotasyon yöntemiyle karşılaştırıldığında pek çok üstün yanları olan Jameson hücresinin en önemli avantajı her tane boyutu aralığında yüksek randıman vermesidir. Atık su arıtımında kullanılan Jameson hücresi çev-resel sorunların çözümünde yararlı olabilecektir.
       
Flotasyonun Temeli:
        Flotasyonda meydana gelen olaylar fiziksel kimya ve kolloid kimya-sı alanına girer ve bunlar özellikle yüzey olaylarıdır.
        Teknik bakımdan flotasyon 3 kısma ayrılır;
1.   Köpük oluşumu
2.   Minerallerin kimyasal muamelesi
3.   Minerallerin hava kabarcıklarına yapışıp yüzmeleri
 
1. Köpük Oluşumu
        Köpük, havanın su içinde dağılıp oldukça dayanıklı bir durumda ka-barcıklar meydana getirmesidir. Havanın su içinde dağılması mekanik aji-tasyonla veya basınçlı hava vermekle oluşturulur. Dayanıklılık, elastiki-yet,kabarcıkların büyüklüğü, sık veya seyrek oluşu köpük özellikleri suda “yüzeye etki eden” cinsten maddelerin bulunmasıyla ilgilidir. Yüzeye etki eden maddeler, suya az miktarda karıstırıldıkları zaman suyun yüzey geri-limini değiştiren maddelerdir. Bu maddeler su yüzeyinde adsorbe olurlar ve  bu maddelerin hava-su ara yüzeyinde bulunmaları köpüğe elastikiyet  ve dayanıklılık verir. Flotasyonda gerekli olan köpük özellikleri de bun-lardır. Bu maddelere köpürtücü reaktifler denir. Bu maddeler kullanıl-madığı zaman hava kabarcıkları su yüzeyine çıkar çıkmaz patlar.
        Flotasyonda köpüğün belli bir dayanıklılığın olması gerektiği gibi makinadan alındıktan sonra patlaması gerekir. Uzun süre dayanan ve pat-lamayan köpük flotasyondan sonraki işlem makinalarında (çöktürme tan-kı ve filtrelerde) güçlükler yaratır. Birbirine sık olarak bağlanmış küçük kabarcıklı köpük ile büyük flotasyon verimi elde edilir. Böyle bir köpük yapısı köpüğü saran minerali daha rahat taşır ve iökerek pulpa karışma-sını önler. Diğer yandan, gevşek yapılı ve büyük kabarcıklı köpük taşınan gang parçalarının kolayca çökmesine sebep olarak büyük oranda konsan-tre edilmeyi sağlar. Köpüğün hacmi, yapısı ve dayanıklılığı, kullanılan köpürtücü, toplayıcı ve kontrol reaktifleri tipine ve miktarına bağlı olarak değişir. Flotasyon cihazının tipi, katıların cinsi, öğütme derecesi, şlam bu-lunmasıda köpük karakterini etkiler. En çok kullanılan köpürtücü reaktif-ler; çam yağı, kresilik asit(kömür katranından elde edilir), propilen,glikol, trietoksibutan…   
        Köpürtücü toplayıcılık özelliği göstermemelidir ve ucuz olmalıdır.

2. Minerallerin Kimyasal Muamelesi:
        Kimyasal yöntemin esası istenilen minerali yüzebilir hale sokmak ve diğer minerallerin yüzmesini engelleyecek durumu sağlamaktır. Daha ön-ce söylediğimiz gibi bir mineralin yüzebilmesi bu mineralin su ile ıslan-mamak özelliğine bağlıdır. Islanmamak özelliği bir katının yüzey mole-küllerin özelliklerine göre değişir; yani bu moleküllerin polar olup olma-masına bağlıdır. Polar moleküller veya molekül grupları bünye bakımın-dan iyonlardan oluşmuştur. Yüzeyleri polar olan mineraller ıslanabilirler ve flotasyona elverişli değillerdir. Yüzeyleri polar olmayan mineraller flotasyona elverişlidir.
         Polar olmayan tanecik hava kabarcığı tarafından iyice kavranır. Te-mas açısının büyük olması yüzme olayını kolaylaştırmaktadır. Diğer bir deyişle temas açısı bir mineralin flotasyona uygunluğunun ölçüsüdür.

3.   Minerallerin Kabarcıklarına Yapışıp Yüzmesi:
         Bir flotasyon sisteminde minera taneleri, pulpun içinde dağılmış durumda olan hava kabarcıkları ile sürekli temas halindedirler. Islanma-yan yani flotasyona elverişli olan her tane hava kabarcığının yüzeyine ya-pışma eğilimindedir. Yapıştığı zaman bir kısmı hava ile geri kalan kısmı da su ile temas halindedirç böylece hava-su, hava-mineral, su mineral ara yüzeylerinin birbirini kestiği bir hat meydana gelir. Üç faza sınır olan buhat üzerinde bu üç ara yüzeyinyüzey gerilimleri hem kendi aralarında hem de yerin çekim kuvveti ve suyun basıncı gibi diger kuvvetlerle den-ge halinde olurlar.
        Şekilde durum basitçe gösterilmiştir. (Gerçekte birçok mineral tanesi aynı kabarcığa yapışır) Üç faz dengede olduğu zaman yüzey gerilimleri toplamı sıfıra eşit olmalıdır.

http://www.iyiodev.com/Odevincele.Asp?ID=19605

[/size]

[ozguryolcu]

                                 HS+  SM+  MH    =0

              HS  = Hava-su ara yüzey gerilimi
              SM  = Su-mineral ara yüzey gerilimi
              MH  = Mineral-hava yüzey gerilimi

         Temas açısı yözey gerilimleri cinsinden hesaplanırsa; “Young Eşitliği” denilen eşitlik elde edilir.

          Cos   = >   ise temas açısının 90o den küçük olacağı,
                    <ise temas açısının 90o den büyük olacağı söylenebilir.
 

         Araştırmalar sonucunda,  ____90o  olduğunda ıslanmanın gerçekleştiği olduğunda ıslanma olmadığı görülmüştür. Flotasyon uygulamala-rından iyi bir sonuç almak için kollektörsüz ortamda temas açısının 50o –70o  arasında olması gerekir.

Flotasyon Reaktifleri:

A)Köpük yapıcı reaktifler (köpük oluşumunda anlattık)
B)Toplayıcı (kollektör) reaktifler
C) Kontrol reaktifleri

1.   pH kontrol reaktifleri
2.   Bastırıcı reaktifler
3.   Canlandırıcı reaktifler
4.   Sülfürleştiren reaktifler
5.   Koruyucu reaktifler
6.   Dağıtıcı reaktifler      

B) Toplayıcı Reaktifler:
        Toplayıcı reaktifler(motorin, gaz yağı, karosen tipi yağlar, petrol ü-rünleri vb.), yüzdürülmek istenen minerallere hidrofob özellik vermek için ya da hidrofobluğu arttırmak için kullanılan karmaşık moleküler ya-pılı organik maddelerdir. İstenen moleküllerin köpükte toplanmasını sağ-larlar. Bu nedenle toplayıcı molekül, su içinde dağılabilmeli veya eriye-rek çözelti meydana getirebilmelidir, hidrokarbon grubu içermelidir; iste-nen molekülün yüzeyi ile kimyasal veya fizikokimyasal bakımdan ilişkili olmalıdır ve tabiki flotasyon reaktifi olarak kullanılabilmesi için ucuz ol-malıdır.

C) Kontrol Reaktifleri:
        Mineral partiküllerinin toplayıcı tarafından seçimli kaplanmasını sağlamak ve birbirlerinden ayrılmasını kolaylaştırmak amacıyla pulpa ila-ve edilirler.
1.   pH Kontrol Reaktifleri: Minerallerin yüzdürülme özelliklerine göre asidik ortamda çalışmak gerekir. Bunun içinde pH azaltılır veya çoğal-tılır. pH düşürmede sülfirik asit, yükseltmede ise genellikle kireç, soda ve sodyum hidroksit kullanılır.

2.   Bastırıcı Reaktifler: Birbirine benzeyen moleküllerin seçici flotasyo-nunda, bu minerallerden birinin köpükte toplanmasına engel olmak ve dipte kalmasını sağlamak için kullanılır. Bastırıcı reaktifler inorganik maddelerdir. Bu rektifler istenilen mineral yüzeylerinde değişiklik meydana getirerek bu mineralleri toplayıcı reaktifin etkisinden kurta-rırlar. Örneğin, inorganik asitlerin tuzları ve elektrolit özellik taşıma-yan maddeler vb. Baz-metal flotasyonunda cevherdeki pirit, kireç ila-ve etmekle bastırılır. Ama kireç miktarına dikkat edilmelidir, fazla kireç siülfür minerallerini de (örneğin galen) bastırabilir.


3.   Canlandırıcı Reaktifler: Toplayıcı reaktiflerin yüzmesi istenen mine-rallerle reaksiyon yapmasını kolaylaştırırlar. Örneğin toprak  alkali metaller kurşun, çinko, bakır, demir tuzları ile canlandırılarak ksantat, sülfonat ve yağ asitleriyle yüzdürülebilir.

4.    Sülfürleştiren Reaktifler: Bu reaktif yardımı ile minerl yüzeyi kendisi-ne karşılık gelen sülfür mineral yüzeyine benzer ve aynı flotasyon ö-zelliklerini kazanır. En çok kullanılanı sodyum sülfürdür(Na S). Fakat fazla kullanılırsa flotasyona tamamiyle engel olabilir.

5.   Koruyucu Reaktifler: Bunların görevi flotasyon olayına engel olan un-surları (flotasyon zehirleri) zararsız hale getirmektir. Bunlar ya cev-herle birlikte devreye girmekte ya da kullanılan suda (genellikle hu-min asidi) doğal olarak bulunmaktadır. Aliminyum tuzları ise flotas-yona durdurucu etki gösterirler. Koruyuculardan istenen, bu durumla-rın her birine yerine göre engel koymaktır.

6.   Dağıtıcı Reaktifler: Genellikle cevherlerin pullplarında bulunan kil ta-bakası, minerallerinin üstünü kaplayarak flotasyona tamamen engel olur. Bu durumu ortadan kaldırmak için dağıtıcı reaktifler olarak özel-likle alkaliler kullanılır. En çok kullanılan dağıtıcı reaktif sodyum sili-kattır.

Reaktif  Miktarı:   
        Flotasyonda kullanılan reaktif miktarları kesin bir kurala bağlı değil-dir. Bu miktarlar cevherden cevhere büyük değişilikler gösterir. Aşağıda- ki cetvel bu konuda bir fikir verebilir:
   
                     1 Ton cevherde,Kg
   Köpürtücüler            0.0125-0.125
   Kolektörler               0.025-1.25
   Hidrokarbon yağları         0.5-2.5
   PH reaktifleri            0.25-5.0
   Canlandırıcı reaktifler         0.25-1.0
   Bastırıcı reaktifler            0.025-0.5

        Belirli  miktarda bir reaktif flotasyonda faydalı sonuç veriyorsa bu reaktif ancak belirli bir miktarda ilave edildiği zaman en verimli sonucu sağlar.

       

http://www.iyiodev.com/Odevincele.Asp?ID=19605

[/size]

[ozguryolcu]

Ağır minerallerin flotasyonunda yüksek verim için tane iriliğinin 200 mesh’den küçük olmalıdır. Hafif metallerin tane büyüklükleri daha fazladır.

Koyulaştırma ve koyulaştırma zamanı:
        Pulp flotasyon sahasına girmeden önce katı yüzdesini arttırmak için bir koyulaştırma işlemine tabi tutulur. Doğrudan doğruya mekanik bir karıştırma ve reaktif ilavesidir. Flotasyon pulpu genellikle atmosfer sıcaklığındadır.(12-20 C)
       
Flotasyon Olayının Meydana Gelişi:
        Koyulaştırarak flotasyon makinalarına verilen pulp içindeki tanecik-lerin özellikleri kısmen istenilen hale gelmiştir. Bir kısmının yüzeyi, ko-yulaştırma süresince değişmiştir, bir kısmının ise makina içindeki reaktif-li ortamda değişecektir. Bu şekilde toplayıcılarla kaplanmış ve hidrofob         özellik kazanmış bir mineral taneciği hava kabarcığına yapışarak su yüze-yine çıkar veya kabarcık daha su yüzeyine çıkmadan patladığı için mine-ral taneciği tekrar çözelti ortamına döner ve yeni bir kabarcık tarafından yakalanıp su yüzeyine taşınır. Bir gang veya kabarcıkla birleşmeyen mineral taneciği ise dibe çöker. Bu şekilde olayın devam etmesi sonucun-da su yüzeyinde cevherce bir zenginleştirme meydana gelir. Su yüzeyin-deki bu köpük konsantredir. Köpüğün belirli bir kalınlığı vardır ve köpükten aşağıdan yukarı doğru bir tenör artışı görülür.

Flotasyon Makinaları:
        Flotasyon makinaları veya flotasyon hücreleri başlıca şu kısımlardan  meydana gelmiştir;
1.   Pulpu makinaya ve dışarıya veren kısım
2.   Makinaya hava vermeyi ve pulpta havanın dağılmasını sağlayan kısım
3.   Pulpun köpükten ayrılıp dibe çökmesini sağlayan kısım
4.   Köpüğü makinadan çıkarıp bundan sonraki safhaya taşıyan kısım
5.   Pulpun giriş ve çıkış, havanın giriş ve dağılış hızları ve pulp seviyesini ayarlama tertibatı   
       
        Buna göre bir flotasyon makinası değişik tanklardan meydana gelir. Pulp bu tanklardan geçerken karıştırılır ve havalandırılır. Tankların içindeki bölmeler istenilen çevrimi sağlayarak sedimantasyona engel olacak ve bir dibe çökme sağlayacak şekilde yapılmıştır.
       
Havanın makinaya giriş biçimine göre flotasyon makinaları 4 tipte olurlar;
1.   Ajitasyon Makinaları: Pervanenin dönmesi ile olşan girdap havayı içeri çeker ve pulpa dağıtır.
2.   Alttan Aerasyon Makinaları: Dönen bir pervanenin alt tarafında meydana gelen boşluğun etkisiyle emme oluşur ve hava içeri girer.
3.   Kaskat Makinaları: Pulp şelale tarzında dökülerek hava ile karışır.
4.   Pnömatik Makinalar: Bir boru ile pulpa basınçlı hava verilir, bunların pervanesi yoktur.

Bazı makinalarda bu hava verme yöntemlerinden birkaçı birden kullanılır. Aşağıda Denver tipi köpük flotasyonu kesiti verilmiştir.       

http://www.iyiodev.com/Odevincele.Asp?ID=19605

[/size]

[özenç çalışkan]

çorba yapmak desek ya şu işe kısaca  ph ayarlayıcıyı ekle canlandırıcı ekle köpürtücü ile bide toplayıcıyı kattıkmı karıştır allah karıştır 

[aksakal]

çorba yapmak desek ya şu işe kısaca  ph ayarlayıcıyı ekle canlandırıcı ekle köpürtücü ile bide toplayıcıyı kattıkmı karıştır allah karıştır 

[ozguryolcu]

Arkadaslar şakası guzel ancak önemli mineral flotasyonu bizim için her ne kadar bize zor gunler geçirmiş olsada

[awc1]

güzel bir çalışma yararlı oldu teşekürler.