CEVHER ZENGİNLEŞTİRME YÖNTEMLERİ

Transkript

1 YÖNTEMLERİ Istanbul Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Maden Müh. Böl., 34320, Avcılar, İstanbul

2 Mineral: Belirli bir iç atomik yapısı olan doğal, homojen, katı; genellikle inorganik yollarla oluşan bileşiklerdir. Tenör: Doğal veya yapay bir malzeme veya ürün içerisindeki değerli element ya da bileşiğin % sel değeridir. Bağlı Tane: İki veya daha çok mineralden oluşan tanedir. Serbest Tane: Tek bir mineralden oluşan tanedir.

3 Cevher Hazırlama ve Cevher Zenginleştirme Cevher Hazırlamanın Tanımı İçerdiği minerallerden bir veya birkaçı ekonomik değer taşıyan kayaca CEVHER denir. Bu ekonomik değer ya üretildiği şekli ile mevcuttur ya da bazı işlem kademelerinden geçtikten sonra bu değere sahip olmaktadır. Bir cevherdeki çeşitli mineralleri endüstrinin gereksinimine en uygun hammadde haline getirmek ve ekonomik değer taşıyanları taşımayanlardan ayırmak için yapılan işlemlerin tümüne CEVHER HAZIRLAMA veya denir.

4 Cevher Hazırlama ve Cevher Zenginleştirme Cevher Hazırlamanın Tarihi Gelişimi İlk uygulanan Cevher Hazırlama işlemi ELLE AYIKLAMA olmuştur. Bu minerallerin; renk, görünüş ve ağırlık farkından yararlanılarak yapılmıştır. Daha sonra YIKAMA işleminin uyguladığı tahmin edilmektedir. Suyun temizleme özelliği fark edilmiş ve çok küçük mineral parçacıklarının yıkama ile daha iri parçalardan ayrılması sağlanmıştır. Daha sonra minerallerin her zaman serbest halde olmadıkları fark edilmiş ve cevherin boyutunun küçültülerek tanelerin serbestleşmesini sağlayan KIRMA işlemi olmuştur. İlk kırma işlemlerine bakıldığında basit el aletleriyle yapıldığı görülmektedir. Büyük parçaların ise önce ısıtıldığı ve sonra üzerine su dökülerek ani soğutma işlemi yapılmış ve oluşan çatlamalar yardımıyla kırma kolaylaşmıştır. Bir sonraki yöntem; yıkama etkisi ve yerçekimi kuvvetinin birlikte yararlanıldığı GRAVİTE ayırması olmuştur. Eğimli taş masalardan su ve cevher birlikte akıtılmış, hafif taneler su ile akıp gitmiş ağır olan mineralleri ise masa üzerinde kalarak zenginleştirilmiştir. En büyük gelişmeler 19. yy sonları ile 20. yy başlarında olmuştur. Hem boyut küçültme hem de zenginleştirme cihazlarında önemli gelişmeler olmuştur.

5 Cevher Hazırlama ve Cevher Zenginleştirme Cevher Hazırlamanın Tarihi Gelişimi Kırma ve öğütme tekniğindeki gelişmeler kırılmış ve öğütülmüş cevherin boyuta göre sınıflandırılmalarını zorunlu kılmış bu doğrultuda elekler ve çeşitli klasifikatörler geliştirilmiştir. Daha sonra 20. yy başlarında Wilfley sarsıntılı masası kullanılmaya başlanmıştır. Yine 19. yy ın sonlarında altın ve gümüş minerallerinin kazanılmasına yönelik siyanürizasyon prosesinin geliştirildiğini görüyoruz. 20. yy başlarında minerallerin manyetik ve elektrostatik özelliklerinden yararlanılarak birbirinden ayrılmasını sağlayacak cihazların geliştirilmeye başladığını görüyoruz. En önemli gelişmelerden biri yine 1900 lü yılların başlarında mineraller arasındaki fizikokimyasal özellik farklılıklarının yararlanıldığı FLOTASYON tekniği geliştirilmiştir. Bu teknik ile birlikte çok ince tane boyutlarında serbestleşen minerallerin yüksek verimler ile kazanılması gerçekleştirilmiştir.

6 Cevher Hazırlama ve Cevher Zenginleştirme Cevher Hazırlamayı Gerektiren Nedenler a) Teknolojik Nedenler Cevherin yerkabuğundan üretilişi ile kullanılışı arasında, tüketim yerinin teknolojik gereğine uygun bazı değişiklikler geçirmesi esasına dayanmaktadır. Örneğin: cam endüstrisinde ana hammaddeyi oluşturan silis kumunun tane boyutunun -0,5 mm +0,1 mm aralığında olması, ve maksimum %0,5 Fe içermesi teknolojik bir zorunluluktur. Örneğin: Kauçuk, boya ve ilaç endüstrilerinde dolgu maddesi olarak kullanılar manyezit, dolamit, kalker, talk ve kaolin gibi hammaddelerin 20 mikron tane boyutunun altına öğütülmeleri teknolojik bir zorunluluktur.

7 Cevher Hazırlama ve Cevher Zenginleştirme Cevher Hazırlamayı Gerektiren Nedenler b) Ekonomik Nedenler Yer kabuğundan üretildikleri şekil ile ekonomik değeri olan cevherlerin, ekonomik değerlerinin arttırılması veya yer kabuğundan üretildiklerinde ekonomik olmayan cevherlere ekonomik değer kazandırılması esasına dayanmaktadır. Üretildiklerinde ekonomik değer taşıyan mineralere örnek olara, kömür, demir bakır, kurşun, çinko ve diğer bazı cevherler verilebilir. Bu tür cevherlere bir zenginleştirme işlemi yapılarak ekonomik değerleri arttırılabilmektedir. Üretildiklerinde ekonomik değeri olmayan cevherlere örnek olarak yer kabuğunda ppm mertebesinde bulunan altın, gümüş ve uranyum gibi cevherler verilebilir. Bunlar ancak cevher hazırlama ve zenginleştirme işlemleri sonrasında satılabilir hale getirilebilmektedir.

8 Cevher Hazırlama ve Cevher Zenginleştirme Cevher Hazırlamayı Gerektiren Nedenler c) Sosyal Nedenler Madencilik faaliyetleri ile o bölgenin sosyo-ekonomik yapısının gelişmesi.

9 Cevher Hazırlama ve Cevher Zenginleştirme Cevher Hazırlamanın Çalışma Alanı a) Cevher Hazırlama Tesisini Besleyecek Cevherin Sağlanması b) Cevherdeki Değerli Minerallerin Boyut Küçültme ile Serbest Hale Getirilmesi c) Boyut Küçültme ile Yeterli Mineral Serbestleşmesi Sağlanan Cevherin Zenginleştirilmesi d) Zenginleştirme Sonunda Elde Edilen Ürünler Üzerindeki İşlemler

10 Cevher Hazırlama İşlemlerinin Genel Akış Şeması Maden Ocağından Üretilen Cevher NAKLİYE DEPOLAMA CEVHER HAZIRLAMA TESİSİ ZENGİNLEŞTİRME ÖNCESİ İŞLEMLER (Kırma, Öğütme, Boyutlandırma) ZENGİNLEŞTİRME İŞLEMLERİ DEĞERLİ ÜRÜN Konsantre DEĞERSİZ ÜRÜN Artık SUSUZLANDIRMA KOYULAŞTIRMA DEPOLAMA NAKLİYE TESİSTEN UZAKLAŞTIRMA Artık Barajı DİĞER İŞLEMLER izabe vs.

11 Cevher Hazırlamada Yararlanılan Mineral Özellikleri A. Fiziksel Özellikler Sertlik Gevreklik Yapı ve Kırılış Şekli Renk ve Parlaklık Fluoresans ve Fosforesans Manyetik Duyarlık Elektrik İletkenliği Radyo-Aktivite B. Fiziko-Kimyasal Özellikler Yüzey ve Ara Yüzey Özellikleri C. Kimyasal Özellikler Isıl Özellikleri Farklı Çözünürlük Mineral Mohs Değeri Knoop Ortalama Değeri Talk 1 21 Jips 2 54 Kalsit Fluorit Apatit Ortoklas Kuvars Topaz Korund Elmas

12 Cevher Hazırlamada Yararlanılan Mineral Özellikleri A. Fiziksel Özellikler Sertlik Gevreklik Yapı ve Kırılış Şekli Renk ve Parlaklık Fluoresans ve Fosforesans Manyetik Duyarlık Elektrik İletkenliği Radyo-Aktivite B. Fiziko-Kimyasal Özellikler Yüzey ve Ara Yüzey Özellikleri C. Kimyasal Özellikler Isıl Özellikleri Farklı Çözünürlük

19 Cevher Hazırlamada Yararlanılan Mineral Özellikleri Zenginleştirme Yönteminin Seçimi a) Cevherin İçerdiği Minerallerin Tanımı b) Tanımlanan Minerallerin Özelliklerinin Saptanması c) Zenginleştirmede Yararlanılacak Özellik Farklarının Belirlenmesi d) Tane Serbestleşme Boyutunun Saptanması e) Uygun Yöntem veya Yöntemlerin Belirlenmesi

20 Zenginleştirme Yöntemleri, Yararlanılan Mineral Özellikleri ve Uygulama Boyutları YARARLANILAN MİNERAL ÖZELLİKLERİ KURU İŞLEMLER ZENGİNLEŞTİRME YÖNTEMLERİ YAŞ İŞLEMLER UYGULAMA BOYUTU, mm Dayanıklılık Gevreklik Yapı ve Kırılış Şekli Isı ile Dağlama Renk, parlaklık, fluoresans, radyoaktivite, manyetizma, iletkenlik, Özgül Ağırlık, X-Işını BOYUTA GÖRE SINIFLANDIRMA İLE ZENGİNLEŞTİRME Eleme Siklon Eleme Klasifikasyon Hidrosiklon AYIKLAMA (TRİYAJ) İLE ZENGİNLEŞTİRME Elle Ayıklama Otomatik Ayıklama ÖZGÜL AĞIRLIK FARKI (GRAVİTE) İLE ZENGİNLEŞTİRME Özgül Ağırlık, Yapı ve Kırılış şekli, Sürtünme, Isı ve Gözenekliliğin Değişimi Jig Sarsıntılı Masa Ağır Ortam Koni ve Tanbur Ağır Ortam Siklon Jig Sarsıntılı Masa Humprey Spirali MGS Reichert Konisi ve Spirali

21 Zenginleştirme Yöntemleri, Yararlanılan Mineral Özellikleri ve Uygulama Boyutları MANYETİK AYIRMA İLE ZENGİNLEŞTİRME Manyetik Duyarlılık, Isı ile Manyetikliğin Değişimi Düşük Alan Şiddetli Yüksek Alan Şiddetli Nadir Topraklı Man. Ay Düşük Alan Şiddetli Yüksek Alan Şiddetli Elektrik İletkenlik ELEKTROSTATİK AYIRMA İLE ZENGİNLEŞTİRME Yüzey ve Ara Yüzey Özellikleri SALKIMLAŞTIRMA ve DAĞITMA (Flokülasyon ve Dispersiyon) Seçimli Salkımlaştırma FLOTASYON (Yüzdürme) Köpük Flotasyonu -0.3 Tabla Flotasyonu -1.0 Kolon Flotasyonu -0.1 AMALGAMLAŞTIRMA -2.0 KİMYASAL ZENGİNLEŞTİRME Farklı Çözünürlük, Kimyasal Reaksiyon Kalsinasyon -200 Kavurma -200 Siyanürasyon -0,075 Karıştırma Liçi -0.5 Yığın Liçi -100 Süzülme Liçi -50

22 -0.3 mm Sahil Kumlarında Bulunan Minerallerin Özellikleri MİNERAL ÖZELLİKLER ADI KİMYASAL FORMÜLÜ RENK ÖZGÜL AĞIRLIK MANYETİK DUYARLIK ELEKTRİK İLETKENLİK RADYO- AKTİVİTE SERTLİK KUVARS SiO 2 Beyaz 2, Dia Manyetik Yalıtkan Değil 7.0 RUTİL TiO 2 Kahverengi 4, Para Manyetik İletken Değil 6.25 İLMENİT FeTiO 3 Siyah 4, Para Manyetik İletken Değil 5.5 ZİRKON ZrSiO 4 Beyaz 4, Dia Manyetik Yalıtkan Bazen Radyoaktif 7.5 MONAZİT (La,Ce,Th)PO 4 Kırmızı Kahverengi 5,10 15 Para Manyetik Yalıtkan Radyoaktif 5.25

23 Sahil Kumlarına Uygulanabilecek özgün akım şeması Sahil Kumu Serbest Taneler halinde kuvars, rutil, zirkon, ilmenit, monazit içermekte ÖZGÜL AĞIRLIK FARKI İLE ZENGİNLEŞTİRME Ağır Mineraller Rutil İlmenit Monazit Zirkon Hafif Mineraller Kuvars ELEKTOSTATİK AYIRMA İLE ZENGİNLEŞTİRME İletkenler Rutil İlmenit Yalıtkanlar Monazit Zirkon MANYETİK AYIRMA İLE ZENGİNLEŞTİRME MANYETİK AYIRMA İLE ZENGİNLEŞTİRME Manyetik Manyetik Olmayan Manyetik Manyetik Olmayan İlmenit Rutil Monazit Zirkon

24 DE KARAKTERİZASYON MİNERAL ÖZELLİKLER ADI KİMYASAL FORMÜLÜ RENK ÖZGÜL AĞIRLIK (t/m3) MANYETİK DUYARLIK ELEKTRİK İLETKENLİK RADYO- AKTİVİTE SERTLİK PİRİT FeS2 METALİK SARI 5,95-5,10 PARA-MANYETİK YARIİLETKEN YOK 6,00-6,50 KALKOPİRİT CuFeS2 SARI, YEŞİLİMSİ SARI 4,10-4,30 ISITILDIĞINDA MANYETİK İLETKEN YOK 3,50-4,00 SFALERİT ZnS KAHVE, SARI, KIRMIZI, YEŞİL, SİYAH 3,90-4,10 YOK YALITKAN YOK 3,50-4,00 GALEN PbS KURŞUNİ GRİ, GÜMÜŞ RENGİ 7,20-7,60 YOK YARIİLETKEN YOK 2,50-2,75 KUVARS SiO 2 BEYAZ, RENKSİZ 2,65 DİA-MANYETİK YALITKAN YOK 7.00

25 CEVHER (PİRİT+KALKOPİRİT+SFALERİT+GALEN+KUVARS) İri Öğütme k = σ σ A H ρ ρ Özgül Ağırlık Farkı İle Zenginleştirme Ağır Mineraller Pirit (5,95-5,10) Kalkopirit (4,10-4,30) Sfalerit (3,90-4,10) Galen (7,20-7,60) Hafif Mineral Kuvars (2,65) k = σ σ A H ρ ρ İnce Öğütme Özgül Ağırlık Farkı İle Zenginleştirme Ağır Mineraller Pirit (5,95-5,10) Galen (7,20-7,60) Hafif Mineraller Kalkopirit (4,10-4,30) Sfalerit (3,90-4,10) Çok İnce Öğütme Çok İnce Öğütme

26 MİNERAL ÖZELLİKLER ADI KİMYASAL FORMÜLÜ RENK ÖZGÜL AĞIRLIK (t/m3) MANYETİK DUYARLIK ELEKTRİK İLETKENLİK RADYO- AKTİVİTE SERTLİK PİRİT FeS2 METALİK SARI 5,95-5,10 PARA-MANYETİK YARIİLETKEN YOK 6,00-6,50 KALKOPİRİT CuFeS2 SARI, YEŞİLİMSİ SARI 4,10-4,30 ISITILDIĞINDA MANYETİK İLETKEN YOK 3,50-4,00 SFALERİT ZnS KAHVE, SARI, KIRMIZI, YEŞİL, SİYAH 3,90-4,10 YOK YALITKAN YOK 3,50-4,00 GALEN PbS KURŞUNİ GRİ, GÜMÜŞ RENGİ 7,20-7,60 YOK YARIİLETKEN YOK 2,50-2,75 KUVARS SiO 2 BEYAZ, RENKSİZ 2,65 DİA-MANYETİK YALITKAN YOK 7.00

27 Ağır Mineraller Pirit (Para-manyetik) Galen(Non-manyetik) Manyetik Zenginleştirme Ağır Mineraller Pirit (Hidrofil) Galen(Hidrofob) Manyetik Mineraller Pirit (Para-manyetik) Manyetik Olmayan Mineraller Galen(Non-manyetik) Flotasyon Yüzen Galen(Hidrofob) Batan Pirit (Hidrofil)

28 Ağır Mineraller Kalkopirit (Hidrofob) Sfalerit (Hidrofil) Flotasyon Hafif Mineraller Kalkopirit (İletken) Sfalerit (Yalıtkan) Yüzen Kalkopirit (Hidrofob) Batan Sfalerit (Hidrofil) Elektrostatik Zenginleştirme İletken Mineraller Kalkopirit (İletken) Yalıtkan Mineraller Sfalerit (Yalıtkan)

29 CEVHER HAZIRLAMA VE ZENGİNLEŞTİRMEDE AKIM ŞEMASI GELİŞTİRİLMESİ

30 Akım Şeması Geliştirme Ocaktan Gelen Cevher Boyut küçültme Zenginleştirme Artık Konsantre İKİ ÜRÜNLÜ BASİT ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ

31 Akım Şeması Geliştirme Ocaktan Gelen Cevher Boyut küçültme Zenginleştirme Artık Ara Ürün Konsantre ARA ÜRÜNÜN GERİ DÖNDÜRÜLMESİNİ İÇEREN ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ

32 Akım Şeması Geliştirme Ocaktan Gelen Cevher Boyut küçültme Zenginleştirme Artık Ara Ürün Konsantre Boyut küçültme ARA ÜRÜNÜN TEKRAR ÖĞÜTÜLMESİNİ İÇEREN ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ

33 Akım Şeması Geliştirme Ocaktan Gelen Cevher Boyut küçültme Kaba Zenginleştirme Kaba Artık Kaba Konsantre Boyut küçültme Boyut küçültme Süpürme Temizleme Nihai Artık Nihai Konsantre KABA ZENGİNLEŞTİRME, TEMİZLEME ve SÜPÜRMEYİ İÇEREN ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ

34 Akım Şeması Geliştirme Ocaktan Gelen Cevher İri Boyut Küçültme Artık Zenginleştirme Kaba Konsantre Orta Dereceli Boyut Küçültme Zenginleştirme Ara Ürün Kaba Konsantre İnce Boyut Küçültme Ara Ürün Zenginleştirme Konsantre TEK KADEMEDE ARTIK ATILAN KADEMELİ ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ

35 Akım Şeması Geliştirme İKİ KADEMEDE KONSANTRE ALINAN KADEMELİ ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ

36 Akım Şeması Geliştirme Ocaktan Gelen Cevher Boyut Küçültme Zenginleştirme İri Artık Kaba Konsantre İnce Boyut Küçültme İnce Artık Zenginleştirme Konsantre İKİ KADEMEDE ARTIK ATILAN KADEMELİ ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ

37 Akım Şeması Geliştirme ZENGİNLEŞTİRME SONUÇLARININ DEĞERLENDİRİLMESİ

38 ZENGİNLEŞTİRME SONUÇLARININ DEĞERLENDİRİLMESİ Gerek cevher hazırlama tesislerindeki zenginleştirme işlemlerinin denetimi gerekse, laboratuvarda yapılan zenginleştirme deneyleri sonuçlarının değerlendirilmesi, yapılan işlemlerin etkinliğinin belirlenmesi ve ekonomisi açısından önem taşımaktadır. Söz konusu değerlendirme, ya zenginleştirme formülleri denilen formüller kullanılarak veya metalurjik denge çizelgesi oluşturularak yapılmaktadır. Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri: Bu formüller, zenginleştirme işlemine giren cevher ve çıkan ürünlerin (konsantre, artık) ağırlık ve değerli metal dengelerine dayanılarak çıkarılmaktadır.

39 Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri İki ürünlü bir zenginleştirme işleminde kullanılan formüller: B: Zenginleştirme İşlemine Beslenen Cevherin Ağırlığı b: Zenginleştirme İşlemine Beslenen Cevherin değerli element (veya bileşik) yüzdesi (Tenörü) K: Konsantrenin Ağırlığı k: Konsantrenin Tenörü A: Artığın Ağırlığı a: Artığın Tenörü

40 Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri: Ağırlık ve değerli metal dengelerini yazarsak: B = K + A (1) B.b = K.k + A.a (2) (1) denkleminin her iki tarafı a ile çarpıldığında, B.a = K.a + A.a (3) denklemi elde edilmektedir. (2) ve (3) denklemleri taraf tarafa çıkarılarak,

41 Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri: (-) B.b = K.k + A.a (2) B.a = K.a + A.a (3) B (b-a) = K (k-a) (4) k a b a B = K K = B b a k a

42 Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri: (-) B.b = K.k + A.a (2) B.k = K.k + A.k (3) B (b-k) = A (a-k) (4) a k b k B = K A = B b k a k

43 Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri: (-) B.b = K.k + A.a (2) B.b = K.b + A.b (3) A (b-a) = K (k-b) (4) A = K k b K = A b a b a k b

44 Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri Zenginleştirme (Konsantrasyon) Oranı: Zenginleştirme işlemine beslenen cevher ağırlığının, elde edilen konsantrenin ağırlığına oranına zenginleştirme oranı (Z) denir. Z = B K (13) Zenginleştirme oranı, (4) No. lu denklemden yararlanılarak, değerli metal % leri ile de hesaplanabilir: Z = B K = k b a a (14)

45 Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri Metal Kazanma Verimi: Zenginleştirme işlemine beslenen cevherde bulunan değerli metal miktarına göre, konsantrede toplanan değerli metal yüzdesine verim (V) denir. Konsantredeki Degerli Metal Agirligi % V = 100 Beslenen Cevherdeki Degerli Metal Agirligi Cevherdeki değerli metal miktarı B.b, konsantredeki ise K.k, olduğuna göre, Metal Kazanma Verimi: % V = K. k B. b.100 şekilde belirtilebilir. K/B=1/Z=b-a/k-a yazıldığında, Metal verimi, çeşitli ürünlerdeki metal yüzdelerine göre: (15) % V = k ( b b ( k a).100 a) (16)

46 Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri Metal Kaybı: Zenginleştirme işlemine beslenen cevherde bulunan değerli metal miktarına göre, artıkla atılan değerli metal yüzdesine metal kaybı (j) denir. % j = A. a.100 B. b (17) veya % j = 100 V (18) olarak hesaplanır. İkiden fazla ürün elde edilen zenginleştirme işlemlerinin sonuçları da, aynı esaslara dayanılarak çıkartılan formüller ile değerlendirilmektedir.

47 Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri İki ayrı konsantre üretilen bir işlem göz önüne alınırsa; K 1 k 1x k 1y K 2 K 2x K 2y B b x b y A a x a y x mineralinin toplandığı konsantrenin ağırlığı x minerali konsantresinde x ile ilgili metal % si x minerali konsantresinde y ile ilgili metal % si y mineralinin toplandığı konsantrenin ağırlığı y minerali konsantresinde x ile ilgili metal % si y minerali konsantresinde y ile ilgili metal % si Beslenen cevher ağırlığı Beslenen cevherde x minerali ile ilgili metal % si Beslenen cevherde y minerali ile ilgili metal % si Atılan artığın ağırlığı Artıkta x minerali ile ilgili metal % si Artıkta y minerali ile ilgili metal % si olduğuna göre, ağırlık dengesi aşağıdaki şekilde olur: B = K 1 + K 2 +A (19)

48 Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri x ve y mineralleri ile ilgili metal dengesi yazıldığında: B b x = K 2 k 1x + K 2 k 2x + A a x (20) B b y = K 1 k 1y + K 2 k 2y + A a y (21) denklemleri elde edilir. x minerali için zenginleştirme oranı (Z x ): (22) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) a k k b a k k b a k k k a k k k K Z x x y y y y x x x x y y y y x x x B = = x minerali için metal kazanma verimi (V x ) ise : (23) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) % = = a k k k a k k k b a k k b a k k b k b B k K V x x y y y y x x x x x y y y y x x x x x x Y minerali için de aynı şekilde Z y ve V y formülleri yazılabilir.

49 Metalurjik Denge Çizelgesi ÜRÜNLER AĞIRLIK Ton (1) % (2) % Zn (3) Ton (4) DAĞILIM % (5) KONSANTRE ARTIK BESLENEN CEVHER (4) no.lu kolonun hesaplanması: 65,0 x 0,588 = 34,32 535,0 x 0,006 = 3,21 (5) no.lu kolonun hesaplanması: K A B (34,32 / 37,53) x 100 = 91,45 (3,21 / 37,53) x 100 = 8,55 k a b

50 Metalurjik Denge Çizelgesi Deneye Beslenen Cevherin Zn İçeriğinin Hesapla Bulunması: 37,53 / 600,0 x 100 = 6,25 Zenginleştirme oranı da, Z = B K formülü kullanılarak, Z 600 = = olarak bulunur.

51 Metalurjik Denge Çizelgesi ÖRNEK % 21.3 Fe içeren ve değerli minerali manyetit olan demir cevherinin 1000 gr lık temsili numunesi üzerinde, aşağıdaki akım şemasına göre yapılan deneyin sonuçları, akım şeması üzerinde gösterilmektedir. CEVHER 1000 gr % 21.3 Fe BOYUT KÜÇÜLTME 1. ZENGİNLEŞTİRME Konsantre 220 gr % 68.6 Fe Kaba Artık 2. ZENGİNLEŞTİRME (Süpürme) Nihai Artık 700 gr % 5.5 Fe Ara Ürün 40 gr % 44.0 Fe

52 Metalurjik Denge Çizelgesi Deney Sonuçlarını Gösteren Metalurjik Denge Çizelgesi ÜRÜNLER AĞIRLIK % DAĞILIM gr % Fe gr % KONSANTRE ARAÜRÜN ARTIK BESLENEN CEVHER (Hesaplanan) BESLENEN CEVHER (Ölçülen)

53 Metalurjik Denge Çizelgesi Tesise Uyarlanan Metalurjik Denge Çizelgesi ÜRÜNLER AĞIRLIK % DAĞILIM gr % Fe gr % KONSANTRE ARTIK BESLENEN CEVHER (Hesaplanan) Araürünün Konsantre ve Artığa dağıtılması işlemi gerçekleştirilmiştir.

54 Metalurjik Denge Çizelgesi Zenginleştirme Oranı B 960 Z = = = 3.93 K Z = k b a a = Metal Kazanma Verimi V = k ( b b( k a).100= a) = ( (68.6 = ).100 = 5.5) 81% olarak hesaplanmaktadır.

55 Metalurjik Denge Çizelgesi CEVHER B b ZENGİNLEŞTİRME KONSANTRE K k ARTIK A a Ağırlık Dengesi: B = K + A Değerli metal dengesi: B.b = K.k + A.a

56 ÖRNEK PROBLEM 1: +40 mm boyutlu bir krom cevheri 2 kademe boyut küçültme işleminden sonra 2mm ye indirilmektedir. 2. Boyut küçültme kapalı devre olarak olarak çalışmaktadır. 2mm boyutlu ve %20 Cr 2 O 3 tenörlü cevher 400 t/gün kapasiteyle bir pistonlu jige beslenerek %60 ağırlık oranında bir ön konsantre ve %4 Cr 2 O 3 tenörlü artık elde edilmiştir. Elde edilen ön konsantre ikinci bir zenginleştirme işlemine tabi tutularak içerdiği kromitin %90 ı %48 Cr 2 O 3 tenörüyle kazanılmıştır. Buna göre tesis akım şemasını çizerek, konsantre miktarını ve genel kromit kazanma verimini hesaplayınız.

57 CEVHER +40 mm 400 ton %20 Cr 2 O 3 N.KONSANTRE 1. BOYUT KÜÇÜLTME 2. BOYUT KÜÇÜLTME KABA KONSANTRE NİHAİ ZENGİNLEŞTİRME BKO :5 8 mm BKO :4 2 mm + 2 mm ELEME, 2 mm -2 mm 400 ton/gün Ağırlıkça %40 %20 Cr 2 O A=400x0,40 3 KABA ZENGİNLEŞTİRME ARTIK A=160 ton a=%4 Cr 2 O 3 Ağırlıkça %60 K=400x0,60 K=240 ton k=%? V=%90 k=%48 Cr 2 O 3 %V=100Kk/Bb 90=100Kx0,48/240x0,3067 K=138,015 ton 240 ton %30,67 Cr 2 O 3 B=K+A A=B-K A= ,015 A=101,985 ton N. ARTIK Bb=Kk+Aa 400x0,20=240xk+160x0,040 k=0,30666 k=%30,67 Cr 2 O 3 Bb=Kk+Aa 240x0,3067=138,015x0,48+101,985xa a=0,0722 a=%7,22 Cr 2 O 3 GENEL VERİM= 100 Kk/Bb G.V.=100x138,015x0,48/400x0,20 G.V.=%82,81 Cr 2 O 3

58 ÜRÜNLER AĞIRLIK Ton (1) % (2) % Cr 2 O 3 (3) Ton (4) DAĞILIM % (5) KONSANTRE ARTIK BESLENEN CEVHER , ÜRÜNLER AĞIRLIK Ton (1) % (2) % Cr 2 O 3 (3) Ton (4) DAĞILIM % (5) KONSANTRE ARTIK BESLENEN CEVHER

59 ÖRNEK PROBLEM 2: Bir barit cevherinin ön zenginleştirilmesi sonucunda %60 ağırlık oranında bir ön konsantre ve %4 BaSO 4 tenörlü artık elde edilmiştir. Elde edilen ön konsantrenihai zenginleştirmeye tabi tutulduğunda ön konsantredeki baritin %90 ı %65 BaSO 4 tenörüyle kazanılmıştır. Diğer Bilgiler: *** Cevherin Maksimum tane iriliği 350 mm, tesisi kapasitesi 1000 ton/gün, besleme malı %25 BaSO 4 tenörlü, gang mineralleri ile barit arasında yeterli yoğunluk farkı bulunmaktadır. Kaba zenginleştirme -10 mm boyutunda yapılmıştır. Nihai zenginleştirme -1 mm altında yapılmıştır. İstenenler: 1)Tesis akım şemasını çiziniz, kırma devresinde kırıcı tipi ve kırma oranlarını belirtiniz 2) Nihai Konsantre miktarını bulunuz. 3)Genel barit kazanma verimini bulunuz.

60 CEVHER +350 mm 1000 ton %25 BaSO 4 ÇENELİ KIRICI KONİLİ KIRICI BKO :5 70 mm BKO :7 10 mm Bb=Kk+Aa 1000x0,25=600xk+400x0,040 k=0,39 k=%39 BaSO 4 Ağırlıkça %60 K=1000x0,60 K=600 ton k=%? JİG İLE ZENGİNLEŞTİRME ÖN KONSANTRE ARTIK Ağırlıkça %40 A=1000x0,40 A=400 ton a=%4 BaSO 4 DEĞİRMEN BKO :10 1 mm %V=100Kk/Bb 90=100Kx0,65/600x0,39 K=324 ton +1 mm 600 ton %39 BaSO 4 KLASİFİKATÖR -1 mm S.M. İle ZENGİNLEŞTİRME B=K+A A=B-K A= A=276 ton Bb=Kk+Aa 600x0,39=324x0,65+276xa a=0,085 a=%8,5 BaSO 4 N.KONSANTRE %V=90 %65 BaSO 4 N. ARTIK GENEL VERİM= 100 Kk/Bb G.V.=100x324x0,65/1000x0,25 G.V.=%84,24 BaSO 4

61 ÜRÜNLER AĞIRLIK Ton (1) % (2) % BaO 4 (3) Ton (4) DAĞILIM % (5) KONSANTRE ARTIK BESLENEN CEVHER , ÜRÜNLER AĞIRLIK Ton (1) % (2) % BaO 4 (3) Ton (4) DAĞILIM % (5) KONSANTRE ARTIK BESLENEN CEVHER

62 ÖRNEK PROBLEM 3: +15 cm boyutlu %31.30 Cr 2 O 3 içeren bir krom cevheri günde 500 ton işleyebilen bir tesiste birincil kırma işlemi ile kırıldıktan sonra 3 cm boyutlu bir elekten elenip +3 cm lik ürün elle ayıklamaya tabi tutulmaktadır. Burada %20 genel kazanma verimi ile %48.1 Cr 2 O 3 içeren iri boyutta bir konsantre elde edilmektedir. İri artık ise -3 cm boyutlu cevher ile birlikte öğütme devresine gönderilmektedir. Değirmen bir klasifikatör ile kapalı devre çalışmakta ve malzemenin tamamı -3 mm altına indirilmektedir. Daha sonra bu cevher Wilfley sarsıntılı masasına %30 pülpte katı oranıyla beslenerek, %49.2 Cr 2 O 3 içeren konsatre ile %5.5 Cr 2 O 3 içeren artık zenginleştirme sonucu üretilmektedir. Tesisin akım şemasını çizerek krom genel kazanma verimini ve toplam konsantre miktarını bulunuz.

63 CEVHER +15 cm 500 ton/gün %31,3 Cr 2 O 3 BKO :5 3 cm KIRMA ELEK, 3 cm -3 cm +3 cm ELLE AYIKLAMA Verim %20 k=%48,1 Cr 2 O 3 ÖĞÜTME + 3 mm KLASİFİKASYON 500 ton-65,07 ton=434,93 ton -3 mm Bb=Kk+Aa 500x0,313=434,93xk+65,07x0,48 k=0,287 k=%28,7 Cr 2 O 3 N.KONSANTRE k=%49,2 Cr 2 O 3 K=? S.M. ile ZENGİNLEŞTİRME Toplam Konst. Mik.=K1+K2 =296,87 ton N. ARTIK a=%5,5 Cr 2 O 3 A=? İRİ ARTIK İRİ KONSANTRE %V=100Kk/Bb 20=100Kx0,481/500x0,313 K=65,07 ton Bb=Kk+Aa 434,93x0,287=(X)x0,492+(434,93-X)x0,055 X=231,80 ton K=231,80 ton ve A=203,13 ton TESİSİN GENEL VERİMİ 1. Konst. İçeriği=65,07x0,481=31, Konst. İçeriği=231,80x0,492=114,046 Beslemenin İçeriği=500x0,313=156,5 G.V.=100x(Konst.1+Konst.2)/ Besleme İçeriğ G.V.=100(31, ,046)/156,5 G.V.=%92,87

64 ÖRNEK PROBLEM 4: %7,3 Pb ve %8,4 Zn içeren cevherden 1000 ton/gün işleyen bir tesiste, günde 109 ton kurşun ve 148 ton çinko konsantresi üretilmektedir. Kurşun konsantresinde Pb kazanma verimi %94,82, çinko kaybı %2,07 dir. Çinko konsantresinde kurşun kaybı %1,82 çinko kazanma verimi ise %88,27 dir. İstenenler: Bu tesiste üretilen kurşun ve çinko konsantreleri ile artığın Pb ve Zn içeriklerini bulunuz.

65 CEVHER 1000 ton/gün %7,3 Pb %8,4 Zn ZENGİNLEŞTİRME ARTIK %Zn=? %Pb=? Pb KONSANTRESİ 109 ton Pb V=%94,82 Pb %Zn Kaybı=2,07 Pb tenör=? Zn tenör=? Pb Konsantresi İçin Aa % MK = 100 Bb 109xk 2,07 = x0,084 k=%1,6 Zn Zn KONSANTRESİ 148 ton Zn V=%88,27 Zn %Pb Kaybı=1,82 Zn tenör=? Pb tenör=? Zn Konsantresi İçin Aa % MK = 100 Bb 148xk 1,82 = x0,073 k=%0,90 Pb Pb Konsantresi İçin Kk % V = 100 Bb 109xk 94,82 = x0,073 k=%63,50 Pb 743xa 3,36 = x0, xa 9,66 = x0,084 Zn Konsantresi İçin Kk % V = 100 Bb 148xk 88,27 = x0,084 k=%50,10 Zn Üretilen artık Miktarı= 1000-( )=743 ton dur. Artıktaki Pb ve Zn tenörlerini bulmak için Pb ve Zn kazanma verimlerini toplayıp 100 den çıkarırız. Artıktakı Pb Kaybı= 100-(94,82+1,82)=%3,36 İse a=%0,33 Pb Artıktakı Zn Kaybı= 100-(88,27+2,07)=%9,66 İse a=%1.09 Zn

66 AĞIRLIK TENÖR DAĞILIM VERİM ÜRÜNLER Ton (1) Ton (1) % Pb % Zn Pb Zn % Pb % Zn Pb KONSANTRESİ 109,0 10,9 63,5 1,6 69,215 1,744 94,82 2,07 Zn KONSANTRESİ 148,0 14,8 0,9 50,10 1,332 74,148 1,82 88,27 ARTIK 743,0 74,3 0,33 1,09 2,452 8,099 3,36 9,66 BESLEME ,0 7,3 8,4 73,0 84,0 100,0 100,0 Pb Konsantresi İçin Zn Konsantresi İçin Pb Konsantresi İçin Kk Kk Aa % V = 100 % V = 100 % MK = 100 Bb Bb Bb 109xk 148xk 109xk 94,82 = ,27 = 100 2,07 = x0, x0, x0,084 k=%63,50 Pb k=%50,10 Zn k=%1,6 Zn Zn Konsantresi İçin Aa % MK = 100 Bb 148xk 1,82 = x0,073 k=%0,90 Pb

67 ÖRNEK PROBLEM 5: %1,65 Cu içeren bir cevherden günde 1200 ton/gün işleyen bir tesiste, cevherin boyutu 0,3 mm nin altına indirildikten sonra %9,7 oranındaki bakır kaybı ile %0,25 Cu içeren bir artık atılmakta; nihai zenginleştirme ise 0,075 mm nin altında yapılmaktadır. Kaba konsantreden, %19,90 Cu içerikli bakır konsantresi, %0,35 Cu içerikli artık ve %1,35 Cu içerikli pirit konsantresi elde edilmektedir. Kaba konsantredeki bakırın %9,8 i pirit konsantresinde kaybedildiğine göre, tesisten bir günde elde edilen bakır konsantresinin miktarını ve tesisin bakır kazanma verimini hesaplayınız.

68 CEVHER 1.BOYUT KÜÇÜLTME KABA ZENGİNLEŞTİRME KABA KONSANTRE 1200 ton/gün %1,65 Cu -0,3 mm ARTIK %MK=9,7 Cu %0,25 Cu Atılan iri artık miktarı Aa Ax0,0025 % MK = 100 9,7 = 100 Bb 1200x0,0165 Kaba konsantre miktarı A=768,2 ton B=K+A formülünden ,2=431,8 ton bulunur. Cu KONSANTRESİ 2.BOYUT KÜÇÜLTME NİHAİ ZENGİNLEŞTİRME Pirit KONSANTRESİ %19,90 Cu %1,35 Cu %0,35 Cu (K) %MK=%9,8 Cu (302-K) Bb=K 1 k 1 + K 2 k 2 + Aa Pirit konsantresinin miktarı Aa % MK = 100 Bb Ax0,0135 9,8 = ,8 x0,0414 A= 129,8 ton -0,075 mm 431,8 ton/gün %4,14 Cu ARTIK % V = Kk Bb 100 Kaba konsantre tenörü Bb=Kk+Aa 1200x0,0165=431,8xk+768,2x0,0025 k=0,0414 k=%4,14 Cu Cu Kons.+artık miktarı=431,8 ton-129,8 ton =302 ton olarak bulunur 431,8x0,0414=Kx0, ,8x0,0135+(302-K)x0,0035 K=77,1 ton/gün bulunur. TESİS BAKIR KAZANMA VERİMİ 77,1x 0,199 % V = x0,0165 %V=77,49

69 ÜRÜNLER KABA KONSANTRE AĞIRLIK Ton (1) % DAĞILIM Cu % (2) (3) Ton (4) % (5) 431,8 35,98 4,14 17,877 90,3 ARTIK 768,2 64,02 0,25 1,921 9,7 BESLENEN CEVHER 1200,0 100,0 1,65 19,80 100,0 ÜRÜNLER BAKIR KONSANTRESİ PİRİT KONSANTRESİ AĞIRLIK % Ton % Cu (1) (2) (3) DAĞILIM Ton (4) % (5) 77,1 17,86 19,90 15,343 85,80 129,8 30,60 1,35 1,752 9,8 ARTIK 224,9 51,54 0,35 0,787 4,4 KABA KONSANTRE 431,8 100,0 4,14 17, ,0

70 TANE SERBESTLEŞMESİ GENEL TANIMLAR Cevher hazırlama işlemleri, serbestleştirme ve ayırma adımlarından oluşmaktadır. Kırılmış ve öğütülmüş cevher parçalarına tane adı verilmektedir. Tek bir mineral içeren tanelere serbest tane, İki veya daha fazla mineral içeren tanelere de, bileşik (bağlı) tane denilmektedir. Tane Serbestleşmesinin Cevher Hazırlamadaki Önemi 1) Zenginleştirmenin hangi boyutta yapılacağına, 2) Zenginleştirme yönteminin seçimine, ışık tutar.

Daha göster