Şekil 10 .Sülfür minerallerinin yalnız ve Demirle temas halindeki karma potansiyellerinin
ksantat konsantrasyonu ile değişimioksidan koşullarda, doğal pH ve 25 °C (Rao ve diğ., 1976)
Galenin pH 7'deki oksidasyon ürünlerinin analizi, ksantatsız ortamda mineral yüzeyinde
fazlaca sülfür ve tiosülfat, fakat çok az sülfat oluştuğunu göstermiş, PbS metalik demirle
temas halinde havalandırıldığı zaman mineral yüzeyinde mevcut veya oluşan tiosülfat büyük
oranda azalmış, piritle temas halinde olduğu zaman ise artmıştır. Ksantatlı ortamda ise,
özellikle sistem PbS ve eşit miktarda pirit ve demir içerdiği zaman oluşan tiosülfat, demir
olduğu zaman bile artmıştır. Pirit mevcut olduğu zaman ise, sadece S2", S203 2~'e oksitlenmekle kalmamış ksantatta diksantojene oksitlenmiştir. Alkali pH değerlerinde mineralin tiosülfata oksitlenmesi ve diksantojen oluşumu daha azken, galen, demir ve piritle temas halinde olduğunda, oluşan sülfür miktarı etkilenmemiştir. Demirle beraber olduklarında, galen,
kalkopirit ve sfaleritin oksitlenmesi ksantatın varlığında gerçekleştiği zaman, mineral
yüzeylerinde oluşan sülfür (S°) miktarı büyük oranda artmıştır.
Ksantatın varlığında sfaleritin yüzeyinde oluşan sülfür miktarının artması, bu mineralin
canlandırılmadan yüzmesine neden olarak flotasyon selektivitesini olumsuz yönde etkileyebilir.
Demir ve piritle beraber olduğu zaman PbS daha az ksantat soğururken, sfaleritin
soğurduğu ksantat miktarı artmıştır. Bu artışın, ZnS'in demir veya piritin oksitlenmesi ile oluşan
Fe2+ ve Fe3+ iyonlarınca aktive edilmesinden veya demir ksantatlarının sfalerit yüzeyinde
presipite olmasından kaynaklanabileceği belirtilmiştir. Pirotitin çeşitli çelikler ve aktif metallerle
galvanik etkileşiminin bu mineralin flotasyonu üzerindeki etkileri, Pavlica ve Iwasaki (1982) ve
Adam ve diğ., (1984 a.b) tarafından incelendi. Çelik değirmenlerde öğütmenin mineralin flotasyonunu olumsuz yönde etkileyeceği tesbit edildi. Benzer sonuçlar galen ve yumuşak çeliğin teması halinde de gözlendi. Yumuşak çelik galenin flotasyonunu bastırdı (Learmort ve
Iwasaki, 1984). Bu sonuçlar Rey ve Formanek (1960), Fahlstrom (1960, 1974) ve Thornton
(1973)'un sonuçları ile uyum içindedir. Pirotitle galvanik temas Nikel Arsenit'in ksantatla flotasyonunu geliştirirken pirotitin flotasyonunu olumsuz etkilemiştir (Nakazava ve Iwasaki,
1986).
Porselen değirmende öğütüldüğü zaman sfalerit doğal yüzebilirlik özelliği göstermiş, çelik
değirmende veya kireç taşı ile beraber öğütüldüğü zaman ise bu özelliği kaybolmuştur
(Ray ve Formanek, 1960). Porselen değirmene demir tozu ilavesi çelik değirmende öğütülme
ile aynı etkiyi göstermiştir. Boliden madeninde klasik çubuk ve bilyalı değirmende öğütmeden,
otojen öğütmeye geçildiği zaman da, benzer şekilde sfaleritin doğal olarak yüzdüğü gözlenmiş, çelik değirmende öğütüldüğü zaman ise, mineralin bu özelliği kaybolup flotasyonun selektivitesi artmıştır (Fahlstrom, 1960). Mühendislik yönünden ayrı bir öğütme
ortamı kullanmak yerine cevher parçalarının birbirini öğütmesini sağlayan otojen öğütme
cazip bir alternatif oluşturmaktadır (Bassarear, 1982). Otojen ve konvansiyonel (Çelik çubuklu
ve bilyeli değirmende öğütme) olarak öğütülen sülfür cevherlerinin flotasyon konsantreleri ve
artıkları üzerinde yapılan mikroskobik ve spekroskobik incelemeler, konvansiyonel ve otojen
öğütmenin bir sülfür cevherinin flotasyonu üzerindeki etkilerinin sadece cevheri oluşturan
minerallerin serbestleşme dereceleri ve tane şekillerindeki değişimle açıklanamıyacağını,
cevherle öğütme ortamı arasındaki elektrokimyasal etkileşimin de önemli olduğunu göstermiştir
(Petruk ve Hughson, 1977; Iwasaki ve diğ., 1983). Bushell ve Veitch (1975) değirmenin tipi kadar, değirmen içindeki kimyasal ortamın ve cevherin kaynağının da sfaleritin hidrofobik özelliği üzerinde büyük etkisi olduğunu tesbit ettiler.
5. ÖĞÜTME ORTAMININ KOROZYONUYukarıda işaret edildiği gibi bir sülfür cevherinin öğütülmesi sırasında en aktif potansiyele
sahip iletken çelik öğütme ortamıdır. Bu nedenle çelik, öğütme sırasındaki galvanik etkileşimlerde, minerallere göre her zaman aktif anot rolü oynayacaktır. Dolayısı ile bir taraftan yarattığı indirgen ortamla minerallerin flotasyonunu olumsuz yönde etkilerken, bir yandan da tepkime (5)'e uygun olarak korozyona uğrayacaktır (Adam ve diğ., 1984 a.b.c).
Galvanik korozyon neticesi, sülfür cevherlerinin öğütülmesi sırasında öğütücü ortam kaybı
(astar, çubuklar, bilyalar), iletken olmayan silikat ve oksit minerallerine göre çok daha
fazladır. İkinci guruptaki cevherlerde kayıp sadece aşınmadan (abrasion) dolayı olurken,
sülfür cevherlerinde hem aşınma hem de korozyondan dolayı olacaktır (Bassarear, 1982 b.).
Aşınmadan dolayı kayıplar, öğütme ortamı olarak aşınmaya daha dayanıklı malzeme
kullanmak, astar dizaynını ve çalışma koşullarını iyileştirmek sureti ile azaltılabilir (Malghan,
1982). Korozyondan dolayı öğütme ortamı kayıpları ise, sodyum nitrat, sodyum kromat,
sodyum metasilikat gibi korozyon önleyici ajanlar kullanmak ve öğütme sırasında pH'yı kontrol
etmek sureti ile azaltılabilir (Hoey ve diğ., 1975, 1977 ve 1978).
6. SÜLFÜR CEVHERİ YATAKLARININ SUPERCEN BAŞKALAŞIMIGalvanik hücreler, sülfürlü cevher yatakları içinde oksijene doymuş üst seviyelerle (yeraltı
su seviyesinin üstü), oksijence yetersiz alt seviyeler arasında da oluşabilir (Şekil 11). Bu
durum sülfür cevherlerinin Supercen başkalaşımına ve Gasson'ların (kırmızı şapka) oluşmasına neden olur (Garrels, 1954; Sato ve Mooney, 1960; Thornber, 1975 a.b.,; Blain, 1977; de Waal, 1978).
•<—negatif iyonlar
Şekil 11 . Sülfür cevheri yataklarının supercen başkalaşımı (de Waal ve. diğ., 1979).
Doğal olarak bir sülfür yatağının supercen değişimi çok karmaşık bir prosestir. Temel
olarak oksijen ve karbondioksit gibi aktif gazlara doymuş yağmur suları ile, tipik olarak S2" oksidasyon durumunda sülfürce zengin, yüksek sıcaklık ve sık sık ta yüksek basınç altındaki
mineral kütlesi arasındaki tepkimeleri içerir.
Başkalaşım prosesi birçok değişiklik gösterir. Yeraltı su seviyesinin derinliği, seviyenin değişimi, cevherin tipi komşu kayaçların karakteri, cevher yatağının büyüklüğü, tenörü ve değerli minerallerin elektronik olarak iletken gang mineralleri ile olan griftliği gibi birçok
faktöre bağlıdır.
Bir cevher yatağı elektriği iletebilen bir kütle halinde olduğu zaman, oksitlenmenin az da
olsa yeraltı su seviyesinin çok altlarına kadar etkili olabileceği kabul edilebilir. Fakat yağmur
suları içindeki oksijen ve karbondioksit gibi aktif gazların miktarı, yeraltı su seviyesinin altında
oldukça az olacağından, en büyük etki yeraltı su seviyesinde ve yakınında olacaktır. Süpercen
değişimi başlatan, durum potansiyeli nisbeten daha yüksek olan cevher yatağının üst seviyelerinde, oksijenin katodik olarak indirgenmesidir.
Süpercen başkalaşım neticesi okside olmuş bir cevher yatağındaki cevheri dört ana katmana
ayırabiliriz (de Waal ve diğ., 1979).
1 - Cevher yatağının çok derinliklerinde değişime uğramamış primer sülfür cevheri.
2 - Yeraltı su seviyesinin nispeten altında çok az değişime uğramış cevher.
3 - Yeraltı su seviyesi civarında, oldukça fazla değişime uğramış cevher.
4- Okside olmuş cevher. Büyük oranda oksit minerallerinden oluşur ve genellikle bir şapka şeklinde cevher yatağını örter.
Bir flotasyon prosesindeki üç faz; katı, sıvı ve gaz, flotasyon hücresinde nispeten kontrol
edilebilir. Çoğu zaman kompleks bir sülfür cevheri olan ve karmaşık bir jeolojik geçmişe
sahip katının yüzeyi için ise, bu pek kolay değildir.
Herhangi bir cevherin flotasyonuna etki eden faktörler Çizelge 5'de gösterilmiştir. Süpercen
değişim bir sülfür yatağının flotasyonla zenginleştirilmesi açısından çok önemli olabilir.
Başkalaşım neticesi cevher yatağının farklı kısımlarına farklı flotasyon teknikleri uygulanması
gerekebilir.
Duran KOCABAĞ (*)
