TÜRKİYE 24. ULUSLARARASI MADENCİLİK KONGRESİ BİLDİRİLER KİTABI

Transkript

1 TÜRKİYE 24. ULUSLARARASI MADENCİLİK KONGRESİ BİLDİRİLER KİTABI NİSAN 2015 / ANTALYA EDİTÖRLER Dr. Mehtap GÜLSÜN KILIÇ Öznur ÖNEL Dr. Hakan BAŞARIR Dr. Mehmet KARADENİZ Elif TORUN BİLGİÇ TMMOB MADEN MÜHENDİSLERİ ODASI

2 IMCET2015 / ANTALYA / TÜRKİYE / NİSAN TÜRKİYE 24. ULUSLARARASI MADENCİLİK KONGRESİ VE SERGİSİ BİLDİRİLER KİTABI EDİTÖRLER D M G K l ç Öznur Önel Dr. Hakan Ba ar r Dr. Mehmet Karadeniz Elif Torun Bilgiç TMMOB M M O Chamber of Mining Engineers of Turkey

3 Bu Kongre TÜBİTAK tarafından desteklenmiştir. (Türkiye Bilimsel ve teknolojik Araştırma Kurumu) Tüm hakları saklıdır 2015 Kongrede yer bütün bildiriler Editörler tarafından bilimsel kurulda yer alan üyelerden en az ikisinin yaptığı değerlendirmeler dikkate alarak seçilmiştir. Bildirilerin içeriği tamamen yazar/yazarların sorumluluğundadır ve Maden Mühendisleri Odası bu konuda herhangi bir yükümlülük taşımamaktadır. Kongrede yer alan bildirilerin herhangi bir kısmının veya tamamının odanın yazılı izni olmaksızın ticari amaçlı olarak çoğaltımı, dağıtımı veya saklanması yasaktır. ISBN Baskı TMMOB Maden Mühendisleri Odası Selanik Cad. 19/4 Kızılay-Ankara Tel Faks

4 Maden Mühendisleri Odası Yönetim Kurulu Başkan II. Başkan Sekreter Üyeler Ayhan YÜKSEL Hüseyin Can DOĞAN Necmi ERGİN Mehmet ÖZYURT Mehmet ZAMAN Emre DEMİR Emra Ergüzeloğlu KARATAŞ Kongre Yürütme Kurulu Başkan II. Başkan Sekreter Sayman Üyeler Dr. Bülent TOKA Dr. Mehmet KARADENİZ Niyazi KARADENİZ Mehmet ÖZYURT M. Erşat AKYAZILI Nadir AVŞAROĞLU Dr. Hakan BAŞARIR Şadiye BENGÜ Elif TORUN BİLGİÇ Necmi ERGİN Pelin KERTMEN Dr. Mehtap GÜLSÜN KILIÇ Öznür ÖNEL Ali ÖNEMLİ Davut ÖZLEN Dr. Nejat TAMZOK Tuğba TOKER Muharrem TORALIOĞLU

5 Bilim Kurulu Dr. A. Ekrem YÜCE Dr. Jan DRYZMALA Dr. Abbas TAHERI Dr. John MEECH Dr. Abdülhadi Erdal ÖZDENİZ Dr. John STURGUL Dr. Abdullah SEYRANKAYA Dr. Jörg BENNDORF Dr. Abdurrahman DALGIÇ Dr. Kaan ERARSLAN Dr. Adem ERSOY Dr. Kadri DAĞDELEN Dr. Agnieszka SUROWIAK Dr. Kemal BARIŞ Dr. Agus Pulung SASMITO Dr. Kemal BİLİR Dr. Ahmet Hamdi DELİORMANLI Dr. Kerim AYDINER Ahmet Güneş YARDIMCI Dr. Kerim KÜÇÜK Dr. Ahmet Mahmut KILIÇ Dr. Kevin BROWN Dr. Ahmet ÖZARSLAN Dr. Kremena DEDELYANOVA Dr. Ahmet ŞENTÜRK Dr. Ljudmilla BOKÁNYI Dr. Alaaddin ÇAKIR Dr. M. Erdinç BİLİR Dr. Alaettin KILIÇ Dr. M. Kemal ÖZFIRAT Dr. Ali Ekrem ARITAN Dr. M. Saim SARAÇ Dr. Ali İhsan AROL Dr. M.Suat DELİBALTA Ali ÖNEMLİ Dr. Mahmut PARLAKTUNA Dr. Ali Osman YILMAZ Dr. Malcolm SCOBLE Ali Rıza KILIÇ Dr. Maria E. HOLUSZKO Dr. Ali SARIIŞIK Dr. Meftuni YEKELER Dr. Ali UÇAR Dr. Mehmet Ali HİNDİSTAN Dr. Andre XAVIER Dr. Mehmet KARADENİZ Dr. Antonio NIETO Mehmet KAYADELEN Dr. Antonio ZUCCA Dr. Mehmet KIZIL Asım KUTLUATA Dr. Mehmet SARI Dr. Askeri KARAKUŞ Dr. Mehmet TANRIVERDİ Dr. Ata Utku AKÇİL Dr. Mehtap Gülsün KILIÇ Dr. Ataç BAŞÇETİN Dr. Melih GENİŞ Dr. Atilla CEYLANOĞLU Dr. Melih İPHAR Dr. Ayhan KESİMAL Dr. Metin UÇURUM Dr. Aykut AKGÜN Dr. Michael A. ZHURAVKOV Dr. Bahri ERSOY Dr. Mohan YELLISHETTY Dr. Bahtiyar ÜNVER Dr. Morteza Gholi OSANLOO Dr. Bayram ERÇIKDI Dr. Murat ERDEMOĞLU Dr. Bayram KAHRAMAN Dr. Murat KARAKUŞ Dr. Bekir GENÇ Dr. Mustafa AYHAN Dr. Bern KLEIN Dr. Mustafa ÇINAR Dr. Bülent ERDEM Dr. Mustafa ÇIRAK Dr. Bülent TOKA Dr. Mustafa Kemal EMİL Dr. Bülent TÜTMEZ Dr. Mustafa KUMRAL Dr. C. Okay AKSOY Dr. Mustafa ÖNDER Dr. Çağatay PAMUKÇU Dr. N. Erhan YAŞITLI Dr. Carlos Hoffmann SAMPAIO Dr. N. Metin CAN Dr. Celal KARPUZ Dr. Naci Emre ALTUN Dr. Cem ŞENSÖĞÜT Nadir AVŞAROĞLU Dr. Cenk GÜRAY Dr. Nazife ERARSLAN Dr. Çetin HOŞTEN Necati YILDIZ Dr. Çiğdem KELEŞ Dr. Necmettin ÇETİN

6 Dr. Cihan DOĞRUÖZ Dr. Nejat TAMZOK Dr. Cyril O CONNOR Dr. Niyazi BİLİM Dr. Dee BRADSHAW Dr. Nuh BİLGİN Dr. Deniz AYDIN Dr. Nural KUYUCAK Dr. Deniz TUMAÇ Dr. Nuray DEMİREL Dr. Didem EREN SARICI Dr. Nuray KARAPINAR Dr. Doğan KARAKUŞ Dr. Nuray TOKGÖZ Dr. E. Yener YAZICI Dr. Nuri Ali AKÇIN Dr. E.İlknur CÖCEN Dr. Okan SU Dr. Eleonora WIDZYK-CAPEHART Dr. Oktay BAYAT Dr. Elizabeth MAKHATHA Dr. Olgaç M. KANGAL Dr. Emin Cafer ÇİLEK Dr. Ömürden GENÇ Dr. Emrah Tuğcan TUZCU Dr. Önder UYSAL Dr. Ercan EMİR Dr. Osman SİVRİKAYA Dr. Ercüment YALÇIN Dr. Osman Zeki HEKİMOĞLU Dr. Erdoğan KAYMAKÇI Dr. Özcan GÜLSOY Dr. Eren Caner ORHAN Dr. Özgür AKKOYUN Dr. Erhan ÇETİN Dr. Özlem BIÇAK Dr. Erhan TERCAN Dr. Özlem KAYA Dr. Erkan ÖZKAN Dr. Paul HAGAN Dr. Erkan TOPAL Dr. Petr SOLOZHENKIN Dr. Erkin NASUF Dr. Phillip STOTHARD Dr. Erol KAYA Dr. Pier Paolo MANCA Dr. Evren ÖZBAYOĞLU Dr. Raj SINGHAL Dr. F. Deniz ÖZTÜRK Dr. Richard Minnitt ECON Dr. Fatih BAYRAM Dr. Rudrajit MITRA Dr. Ferdi CİHANGİR Dr. Sabiha KOCA Dr. Fikri KAHRAMAN Dr. Sair KAHRAMAN Dr. Giorgio MASSACCI Dr. Sait KIZGUT Dr. Givemore SAKAHUNI Dr. Savaş ÖZÜN Dr. Gökhan AYDIN Dr. Seher ATA Dr. Graeme JAMESON Dr. Selamet G. ERÇELEBİ Dr. Gülay BULUT Dr. Selçuk SAMANLI Dr. Gülhan ÖZBAYOĞLU Dr. Serhat AKIN Dr. Gülşen TOZSİN Dr. Serkan SAYDAM Dr. Güneş ERTUNÇ Dr. Sevgi GÜRCAN Dr. Gürcan KONAK Dr. Şevket DURUCAN Dr. Güzide Meltem LÜLE Dr. Seyfi KULAKSIZ Dr. Güzin Gülsev UYAR Dr. Seyhan ÖNDER Dr. Hacı DEVECİ Dr. Sezai ŞEN Dr. Hakan BAŞARIR Dr. Sinan Turhan ERDOĞAN Dr. Hakan TUNÇDEMİR Dr. Suphi URAL Hakkı ÖKTEM Dr. Taki GÜLER Dr. Haldun KURAMA Dr. Tarkeshwar KUMAR Dr. Halil İPEK Dr. Tevfik GÜYAGÜLER Dr. Halil KÖSE Dr. Tolga DEPÇİ Dr. Hanifi ÇOPUR Dr. Tomasz NIEDOBA Dr. Hasan ÇİFTÇİ Dr. Tuğrul ÜNLÜ Dr. Hasan HACIFAZLIOĞLU Dr. Tuncay USLU Dr. Hasan ÖZTÜRK Dr. Tuncel YEGÜLALP Dr. Hikmet SİS Dr. Turan BATAR

7 Dr. Hürriyet AKDAŞ Dr. Turgay ONARGAN Dr. Hüseyin ANKARA Dr. Türker HÜDAVERDİ Dr. Hüseyin YAVUZ Dr. U. Gökhan AKKAYA Dr. İ.Sedat BÜYÜKSAĞIŞ Dr. Uğur DEMİR Dr. İbrahim ALP Dr. Uğur ÖZBAY Dr. İbrahim ÇAVUŞOĞLU Dr. Uğur ULUSOY Dr. İbrahim OCAK Dr. Ümit ATALAY Dr. İbrahim ONUR Dr. Ümit ÖZER Dr. İbrahim UĞUR Dr. Vedat ARSLAN Dr. İhsan ÖZKAN Dr. Vedat DENİZ Dr. İhsan ÖZTÜRK Dr. Vedat DİDARİ Dr. İlgin KURŞUN Dr. Vladimir E VIGDERGAUZ Dr. İlkay Bengü ÇELİK Dr. Volkan BOZKURT Dr. İlker ACAR Dr. W. Scott DUNBAR Dr. İlknur EROL Dr. Yadigar Vasfi MÜFTÜOĞLU Dr. Irena GRIGOROVA Dr. Yakup UMUCU Dr. İrfan Celal ENGİN Dr. Yaşar KASAP İrfan GÜVEN Dr. Yaşar KİBİCİ Dr. İsmail BENTLİ Dr. Zekeriya DURAN Dr. Ivan NISHKOV Dr. Zeki KARACA Dr. İzzet KARAKURT

8 Malatya-Arguvan Linyitlerinin Gravite Yöntemleriyle Zenginleştirilmesi A. Aksoğan Korkmaz, İ. Bentli, H. Sis 676 Selimoğlu (Divriği-Sivas) Linyitlerinin Yıkanabilirliği M. Birinci ve H. Sis 682 Yüksek Kül-Kükürt İçerikli Toz Boyutlu Kömürün Flotasyon ile Temizlenmesi E. Şahinoğlu 689 Yüksek Kül-Kükürt İçerikli Toz Kömürün Farklı Yağlar ile Aglomerasyonu E. Şahinoğlu ve T. Uslu 694 ENDÜSTRİYEL HAMMADELER VE KIYMETLİ METALLER Batı Toroslar, Beydağları Otoktonu Mermer Yatakları N. Kun ve M. Kun 701 Bazı Doğal Taşların Farklı Koşullar Altında Dayanım Değerlerinin Değişiminin İncelenmesi D. Akbay, N. Şengün, S. Demirdağ, R. Altındağ, ve İ. Uğur 710 Borlu Betonların Fiziksel ve Mekanik Özelliklerinin Araştırılması H. Sarıkaya ve R. Altındağ 718 Farklı Doğal Taşların Isıl Yalıtım Performanslarının Değerlendirilmesi M. Kun ve B. Tufan 725 Farklı Olivin Cevherlerinin Yıkanabilirliğinin Araştırılması Y. Umucu, A. Hatipoğlu, B. Tamgüç, T. Tunay, V. Deniz, Ş. Caran, ve R. Dakduklu 732 Farklı Ortam Koşullarında Çarpma Dayanımı ile Kireçtaşlarının Performanslarının Araştırılması G. Sarıışık, E. Özkan, ve A. Şentürk 737 Granit Numunelerin Yüksek Sıcaklıklarda Fiziko-Mekanik Özelliklerindeki Değişimin İncelenmesi A. Sakcalı, H. Yavuz, ve H. Cevizci 750 Kapadokya (Nevşehir) Bölgesi Volkanik Tüf Tozları ile Polimer Esaslı Kompozit Malzeme Üretimi İ. Çınar, C. Şensöğüt, ve M. Sınıksaran 757 Kireçtaşlarında Kayma Direnci ve Yüzey Pürüzlülüğünün Kayma Potansiyeline Olan Etkisinin İncelenmesi G. Coşkun, A. Sarıışık, G. Sarıışık, ve H. Akdaş 765 Kolemanit Atıklarının Mekanik Hücre, Flotasyon Kolonu ve Jameson Hücresiyle Zenginleştirilebilirliğinin Araştırılması A. Uçar, O. Şahbaz, ve B. Öteyaka 775

9 Türkiye 24. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi, Nisan 2015, ANTALYA Kolemanit Atıklarının Mekanik Hücre, Flotasyon Kolonu ve Jameson Hücresiyle Zenginleştirilebilirliğinin Araştırılması Investigation of the Beneficiation of Colemanite Tailings Utilizing Mechanical Cell, Froth Column and Jameson Cell A.Ucar, O. Sahbaz Dumlupınar Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü Kütahya, Turkey B.Öteyaka Osmangazi Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Eskişehir, Turkey ÖZET Bu çalışmada; Emet Espey konsantratör tesisi artık barajında bulunan bor minerallerini kazanabilmek amacıyla mekanik flotasyon hücresi, flotasyon kolonu ve Jameson flotasyon hücresi kullanılarak deneysel çalışmalar yapılmış ve verim ve tenör üzerine parametrelerin etkileri araştırılarak en iyi performansa sahip flotasyon yöntemi belirlenmeye çalışılmıştır. Flotasyon çalışmaları için numunenin tane boyutu 150 μm nin altına indirilmiştir. Ayrıca flotasyonda şlamın olumsuz etkisi nedeniylede %34.32 oranındaki %11.08 B 2 O 3 içerikli 38 μm boyut grubu numuneden uzaklaştırılmıştır. Yapılan flotasyon deneyleri sonucunda her üç flotasyon aletinde de yaklaşık olarak %99 zenginleştirme verimi ile %46 B 2 O 3 tenörlü konsantresi elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler Kolemanit atıkları, mekanik flotasyon, kolon flotasyonu, Jameson hücre ABSTRACT In this study, three different flotation devices, namely, the Jameson cell, mechanical flotation cell and flotation column were used to beneficiate the colemanite tailing from the tailing pond of the Emet-Espey Boron Concentrator. The comparisons of the devices were investigated in terms of recovery and grade achieved by the devices. The size of the flotation feed is reduced to 150 μm. Later, -38 μm was removed to get rid of the negative effect of slime, with 11.08% B 2 O 3 and amounting to 34.32% of the feed. It was found that, all devices showed similar performance in terms of recovery and grade as 99% and 46% B 2 O 3 respectively. Keywords Colemanite tailings, mechanical flotation, column flotation, Jameson cell 1 GENEL BİLGİLER Bor cevheri, ülkemizin sahip olduğu en önemli stratejik doğal hammaddelerden biridir. Dünya genelinde 250 nin üzerinde kullanım alanına sahip olan bor ve bileşikleri, gelişen teknoloji ile birlikte gün geçtikçe dünya ekonomisinde önemi artan, vazgeçilmez endüstriyel maddedir. Dünya bor rezervlerinin %70 inden fazlası Kütahya, Eskişehir, Balıkesir ve Bursa bölgelerinde bulunmaktadır. Bütün bu yataklarda bulunan bor mineralleri (Kolemanit, üleksit, boraks vb.) killer ve karbonatlı minerallerle beraber bulunmaktadır (Veeramasuneni 1996, Çelik 2002, Koca 2004, Köse 1989). Bor minerallerini zenginleştirmek için genelde konvansiyonel yöntemler; boyut küçültme, takiben yıkama ile kil minerallerini dağıtma ve sonrasında sınıflandırma uygulanmaktadır. (Sönmez 1996, Veeramasuneni 1996, Gül 2004, 2006, Çelik 2002, Koca 2004). Bu zenginleştirme işlemleri sonucunda önemli oranlarda bor 775

10 Uçar, Şahbaz ve Öteyaka içeren kaba ve ince atıklar ortaya çıkmakta ve büyük barajlarda ve alanlarda depolanmaktadır. Bu durum çevre ve görüntü kirliliğine, ayrıca ekonomik olarak önemli kayıplara sebep olmaktadır. (Sönmez 1996, Erkal 1992, Yarar 1971). Kullanım alanı oldukça fazla ve ekonomik değeri yüksek olan bor minerallerinin bu olumsuz durum için uygun zenginleştirme yöntemleri ve performansı yüksek zenginleştirme aletleri kullanılmalıdır. Bor cevherinin zenginleştirildiği ve önemli oranda bor içeren atık oluşan tesislerden biri de Kütahya-Emet-Espey bölgesi Kolemanit cevheri zenginleştirme tesisidir. Bu tesiste yılda -3 mm tane boyutlu 150 bin ton artık da Espey atık barajına atılmaktadır. Kolemanitin kırılgan bir yapıya sahip olması nedeni ile zenginleştirme sırasında kil ile beraber kolemanit de ince boyuta geçmekte ve atıktaki B 2 O 3 tenörü %26 lara kadar çıkmaktadır. (Gül 2004, 2006). Böylece tesiste ortaya çıkan bu kayıp barajda her geçen gün artarak değerlendirilmeyi bekleyen önemli bir potansiyel oluşturmuştur. Barajın gittikçe büyümesi hem baraj inşaat maliyetleri, depolama sorunları ve tesis kaybı nedenleriyle büyük ekonomik giderlere hem de çevre kirliliğine yol açmaktadır. Sonuç olarak bor artıkları çevresel ve ekonomik açıdan çözüm bekleyen önemli bir problemdir. Bu sorunlara çözüm bulabilmek için kolemanit artıklarına, kil dağıtma + sınıflandırma, ısıl işlem, elektrostatik ayırma, manyetik ayırma, ultrasonik dağıtma ya da bunlardan birkaçının kombinezonu şeklinde zenginleştirme çalışmaları yapılmıştır (Sönmez 1996, Gül 2004, Erkal 1992, Özkan 2004, Özkan 1994, Özdağ 1988, Yamık 2004). Bu çalışmalardan bir kısmı kolemanit artıklarının flotasyonu (Köse 1989, Gül 2006, Yarar 1971, Özkan 1996) ile ilgili olmasına rağmen sorunu çözecek bir yöntem olamamıştır. Ayrıca çeşitli bor yataklarından alınan numunelerden kolemanit mineralini kazanmak için flotasyon çalışmaları da yapılmış (Veeramasuneni 1996, Çelik 2002, Koca 2004, Köse 1989, Nalaskowski 1998), fakat bu çalışmalarda da yeterli başarı elde edilememiştir. Kolemanit hem anyonik (genellikle sülfonatlar) hem de katyonik (aminler) toplayıcılarla kolaylıkla yüzdürülebilir (Çelik 2002, Çelik 1998, Koca 2003, Koca 2004, Gül 2006, Yarar 1971). Fakat kolemanit flotasyonundaki en önemli sorun şlam (kil) kaplamadır. Şlamın çok az miktarı bile flotasyonu engellemeye yeterlidir (Çelik 2002, Çelik 1998, Köse 1989, Özkan 1994, Koca 2003). Bu nedenle birçok araştırmacı flotasyondan önce 0,01 ile 0,075 mm boyutları arasında bir boyutun altını şlam olarak uzaklaştırmıştır (Özkan 2004, Özkan 1994, Özkan 1993, Çelik 1998). Bu çalışma; Emet-Espey tesis atıklarının mekanik hücre, flotasyon kolonu ve Jameson hücresi ile zenginleştirme çalışmalarının (Uçar vd 2008, Uçar ve Yargan 2009, Uçar vd 2013, Ucar vd 2014) bir karşılaştırmasını içermektedir. Böylece çalışılan şartlarda en uygun flotasyon metodu ortaya çıkarılmaya çalışılmıştır. 2 DENEYSEL ÇALIŞMALAR 2.1 Malzeme Deneylerde Kütahya-Emet bölgesinde faaliyet gösteren Emet Etibor Genel Müdürlüğü, Espey Konsantratör tesisi atık barajından alınan numuneler kullanılmıştır. Atık barajının değişik noktalarından alınan temsili numuneler, Dumlupınar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Maden Mühendisliği Bölümü Cevher Hazırlama Laboratuvarına getirilmiştir. Numune, içinde bulunan nemin uzaklaştırılması için laboratuvar ortamında kurutulmuştur. Daha sonra numuneden; numune bölücü ve konileme-dörtleme ile elek analizi, kimyasal analiz, mineralojik analiz ve zenginleştirme deneyleri için temsili örnekler alınmış ve torbalanmıştır. Deneylerde kullanılan numunenin kimyasal analizi Emet Etibor Genel Müdürlüğünde ARL Brand model XIşınları Floresans (XRF) cihazında yapılmış ve sonuçlar Çizelge 1 de verilmiştir. Numunenin tane boyut analizi Çizelge 2 de verilmiştir. 776

11 Türkiye 24. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi, Nisan 2015, ANTALYA Çizelge 1 Numunenin kimyasal analizi. İçerik B2 O3 CO 2 Na 2 O MgO Al 2 O 3 SiO 2 P2O5 Miktar,% İçerik SO 3 K2O CaO Fe 2 O 3 As 2 O 3 SrO Miktar, % Çizelge 2 Emet Espey atık barajından alınan numunenin tane boyutuna bağlı tenörü. Elek Boyutu, µm Toplam Kümülatif elek altı, % B2 O3, % Şimdiye kadar mekanik hücre ile yapılan araştırmalara göre (Yargan 2007, Koca 2003, Çelik 1998, Köse 1989, Çelik 2002) kolemanit flotasyonu için en uygun tane boyutunun 150 μm olduğunu bildirdikleri için, bu boyut referans alınarak flotasyon deneyleri bu boyutta yapılmıştır. Bu nedenle numune bu boyutun altına öğütülmüştür. Öğütülen numunenin elek analizi Çizelge 3 de sunulmuştur. Çizelge μm ye öğütülmüş numunenin elek analizi. Elek boyutu, µm Toplam Kümülatif elek altı, % B2 O3, % Ayrıca kolemanit yüzeyine şlam kaplama nedeniyle flotasyonun engellendiği de daha önce yapılmış çalışmalarda (Çelik 2002, Çelik 1998, Köse 1989, Özkan 1994, Koca 2003, Yargan 2007) ortaya konmuştur. Bu nedenle 38 μm nin altı atılarak elde edilen μm boyut grubunda flotasyon çalışmaları yapılmıştır. Şlam uzaklaştırıldıktan sonra artığın B 2 O 3 içeriği %26.3 ten %36.8 e yükselmiştir. Flotasyon deneylerinde bastırıcı olarak ticari mısır nişastası, toplayıcı olarak Cytec firması tarafından üretilen sülfanat tipi R801 (%1 lik) toplayıcısı, köpürtücü olarak MIBC ve şebeke suyu kullanılmıştır. Çalışmalardaki bütün B 2 O 3 analizlerinde titrimetrik analiz yöntemi kullanılmıştır. Kolemanit yaklaşık olarak ph 9±0.4 de tampon özelliği gösterdiği (Yarar 1971, Çelik 2002) için deneyler doğal ph da yürütülmüştür. 2.2 Yöntem Mekanik hücre Kolemanit minerali flotasyon deneyleri 1 lt lik laboratuvar tip Denver flotasyon hücresi (Şek. 1) ile 1250 d/d lık pervane devir hızında yapılmıştır. Klasik mekanik flotasyon hücresinde yapılan deneylerin şartları aşağıda verilmiştir (Uçar 2008); Karıştırma hızı (d/d) Katı oranı (%K) ph Toplayıcı miktarı (Q t ) (g/t) Bastırıcı miktarı (Q b ) (g/t Koşullandırma süresi (dk) , 25, (Ortam ph sı) , 500, 650, Klasik flotasyon kolonu Kolemanit mineralini flotasyon kolon tekniği ile kazanabilmek için flotasyon deneyleri Şekil 1 deki kolon flotasyonu ile yapılmıştır. Flotasyon kolonu pleksiglastan yapılmış olup, 6 cm çapında, 5.20 m uzunluğundadır. Kabarcık üreteci ise paslanmaz çelikten imal edilmiştir. Kullanılan flotasyon kolonundaki tüm debiler, debimetrelerce ölçülerek kontrol edilmiştir (Şek. 1). 777

12 Uçar, Şahbaz ve Öteyaka Kolon flotasyon çalışma parametreleri ve değerleri aşağıda verilmiştir (Uçar 2013); Köpürtücü miktarı (Q K ) Bastırıcı miktarı (Q bas ) Toplayıcı miktarı (Q T ) Katı oranı (%K) Koşullandırma süresi Yüzeysel artık hızı (J a ) Yüzeysel besleme hızı (J b ) Yüzeysel hava hızı (J h ) Yüzeysel yıkama suyu hızı (J ys ) Bias faktörü (J B ) ppm 600 g/t 2500 g/t dk. 1,02 cm/sn 1 cm/sn 0.5,1,1.5,1.75 cm/sn 0.2,0.3,0.4 cm/sn 0.1, 0.2, 0.3, 0.9 Şekil 1. Deneylerde kullanıla mekhanik hücre, klasik kolon ve Jameson hücresi şekli Jameson flotasyon hücresi Flotasyon çalışmaları Şekil 1 de verilen ve 2004 yılında tasarımını Prof. Dr. Graeme Jameson ın yardımlarıyla Prof. Dr. Bahri Öteyaka nın yaptığı Jameson flotasyon hücresinde yapılmıştır. Sistemde; koşullandırma tankından pülpün düşeyboruya yüksek basınç ( kpa) altında besleyebilmek için santrifüj tipi bir pompa, yıkama suyu için peristaltik pompa, besleme basıncını ölçmek için manometre, besleme-atık debimetreleri ve giren hava miktarının ölçülebilmesi için hava debimetresi (anemometresi) bulunmaktadır. Deneysel çalışmalardaki uygun parametreleri (Uçar 2014); Kıvam zamanı (t k ) Pülp debisi Yıkama suyu debisi (Q ys ) Katı oranı (%K) Hava hızı (V h ) Köpürtücü miktarı (Q K ) Toplayıcı miktarı (Q T ) Jet uzunluğu (Lj ) Dalma derinliği (d h ) çalışma 2+5 dak 11.4 l/dak 1.9 l/dak % cm/sn 60 ppm 3500 g/t 2-9 cm cm Bütün flotasyon çalışmaları tek kademe ve açık devre olarak yapılmıştır. 778

13 Türkiye 24. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi, Nisan 2015, ANTALYA Drzymala 2012). Bu çalışmada da üç ayrı flotasyon cihazının karşılaştırılması Halbich zenginleştirme eğrileri kullanılarak yapılmıştır Klasik mekanik hücre Yukarıda verilen deneysel şartlarda yapılan çalışmalarda elde edilen sonuçlar Şekil 2 de verilmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda elde edilen optimum şartlarda tenör ve verimdeki değişimde bastırıcı miktarı ve katı oranındaki değişime bağlı olarak önemli bir farklılık olmamıştır. Fakat tenörün %46 B2O3 civarına kadar verimin yaklaşık %99 larda seyrettiği görülmektedir ideal bölge Verim, % 3 SONUÇLAR ve TARTIŞMA 3.1 Kimyasal, Mineralojik ve Tane Boyu Analizleri Emet-Espey atık barajından alınan numunenin kimyasal analizleri incelendiğinde (Çiz. 1) atık tenörünün %26,3 B 2 O 3 olduğu görülür. Bu tenör başka ülkeler için tesis giriş tenörüdür. Ayrıca konsantrede istenmeyen As 2 O 3 oranı da %0,448 dir. Atık barajı numunesi ile yapılan mineralojik analizlere göre, atık barajı numunesinde daha çok kolemanit, montmorillonit, illit ve kuvars bulunmakta Daha az olarak da kalsit, dolomit ve sanidin bulunmaktadır. Bu sonuçlar kimyasal analizle uyumludur. Ayrıca kimyasal analizde arsenik olması ve numunenin gözle ve mikroskopla incelenmesi sonucunda bu numunenin içerisinde realgar ve orpiment minerallerinin olduğu tespit edilmiştir (Uçar 2009). Tane boyutu analizine göre de numunenin -3 mm boyutunda olduğu Çizelge 2 den görülmektedir Bastırıcı Katı oranı Kolemanit Flotasyonu Flotasyon genellikle düşük tenörlü ve ince boyutta serbestleşen, diğer yöntemlerle ekonomik olarak zenginleştirilemeyen minerallerin zenginleştirilmesinde kullanılan kompleks bir zenginleştirme yöntemidir. Flotasyon tekniğinin başarısı, uygun çalışma parametrelerinin yanında kullanılan cihazlara da bağlıdır. Tane boyutuna göre flotasyon verimleri açısından bu cihazların birbirlerine göre üstünlükleri vardır. Kolemanitin mekanik hücrede flotasyonu ile ilgili çok sayıda çalışma bulunmasına rağmen (Uçar 2009, Gül 2006, Köse 1989, Kaytaz 1986, Yarar 1973, Doğan 1997, Özkan 1994, Özkan 1993, Yegül 2007) şimdiye kadar kolon flotasyonu ve Jameson hücresi ile ilgili çok az çalışma yapılmıştır (Uçar vd 2013, Ucar vd 2014, Ucar vd 2012). Flotasyon işleminin başarısının en önemli göstergelerinden biri Halbich, Fuerstenau eğrileri gibi ideal zenginleştirme (upgrading) eğrileridir (Duchnowska ve Tenör, % Şekil 2. Mekanik hücrede yapılan deneylerde değişik parametrelere bağlı olarak verimtenör değişimi Klasik kolon Tasarımı ve çalışma şartları bakımından flotasyon kolonlarında mekanik karıştırıcının bulunmaması flotasyon hücrelerine göre en önemli farkı oluşturur. Bu nedenle flotasyon kolonlarında daha az türbülans olayı vardır (sadece hava kabarcıklarının yarattığı mikro türbülans) Ayrıca mekanik sürüklenme çok az veya hiç yoktur (Uçar 2013, Öteyaka ve Soto 1995). Yukarıdaki şartlarda yapılan deneysel çalışmaların sonuçlarına göre (Şek. 3), yıkama suyu hızının, biasın ve hava hızının verim ve tenör üzerinde büyük etkiye sahip olduğu görülmektedir. Burada çalışma parametrelerinde verildiği gibi hava hızının 779

14 Tdeal bölge yükselmesiyle ve bias faktörün artmasıyla verimde önemli oranlarda düşüşler elde edilmiştir. Hava hızının artmasıyla hem kabarcık boyutu hemde türbülans arttığı için verimde düşüş olmuştur. Buna göre yaklaşık %46 B 2 O 3 içerikli konsantre yaklaşık %99 verimle elde edilmiştir. Verim, % Uçar, Şahbaz ve Öteyaka Bias faktör Dalma derinliği Jet uzunluğu Tenör, % Şekil 4. Jameson hücresinde değişik parametrelere bağlı olarak verim-tenör eğrileri. Şekil 3. Kolonda değişik parametrelere bağlı olarak verim-tenör eğrileri Jameson flotasyon hücresi Jameson flotasyon hücresi alanındaki gelişmeler, laboratuar boyutunda donanımlı Jameson Flotasyon hücresinin dizayn edilmesi, bu alanda oldukça deneyime sahip olunması, aletin yüksek kapasite ve verim durumu bu çalışmanın temelini oluşturmuştur. Yukarıda belirlenen flotasyon koşullarında Jameson flotasyon hücresi kullanılarak kolemanit mineralinin tesis artıklardan kazanımı araştırılmıştır. Ayrıca yüzdürülecek tane boyutuna bağlı olarak değeri değişen ve verimi doğrudan etkileyen bias değerinin (negatif veya genellikle pozitif bias) flotasyon verimi üzerine etkisi incelenmiştir (Ucar 2014). Yapılan deneylere göre en önemli parametrenin bias faktör olduğu Şekil 4 den görülmektedir. Buna göre bu çalışmada da beslemeye göre yaklaşık %46 B 2 O 3 tenörlü konsantre %99 civarında bir verimle elde edilmiştir. 4 SONUÇLAR ve ÖNERİLER Kütahya da bulunan Emet-Espey Konsantratör Tesisi atık barajından alınan numuneler üzerinde yapılan kimyasal analizler ve üç farklı flotasyon cihazıyla yapılan flotasyon çalışmalarının sonuçlarına göre; Atık barajı numunesi (-3 mm) yapılan mineralojik çalışmalara göre kolemanit, montmorillonit, muskovit, kuvars, kalsit, dolomit, illit, sanidin, orpiment ve realgar minerallerinden oluşmaktadır. Kimyasal çalışmalara göre ise, %26.3 oranında B 2 O 3 ve %0.448 oranında istenmeyen As 2 O 3 içermektedir. Deneylerde numunenin µm boyut fraksiyonu kullanılmış olup B 2 O 3 içeriği ise yaklaşık %36.8 dir. Her üç flotasyon cihazında da benzer tenör (%46 B 2 O 3 ) ve verimde (%99) konsantreler elde edilmiştir. Bu sonuçlara göre Artıklardan kolemanitin oldukça yüksek oranlardaki tenör ve verimlerle elde edilebileceği söylenebilir. 780

15 Türkiye 24. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi, Nisan 2015, ANTALYA Flotasyon verimine, bias faktörünün ve hava hızının önemli derecede etkiye sahip oldukları belirlenmiştir. Öneriler; Şlam içerisindeki kolemaniti kazanmak için de çalışmalar yapılmalı ya da bu kısmın uygun sektörlerde değerlendirilebilme olanakları araştırılmalıdır. Elde edilen çok az B 2 O 3 içerikli atıkların seramik, tuğla, çimento gibi sektörlerde kullanım olanakları araştırılmalıdır. Kurulum ve bakım masrafları düşük olan flotasyon aletleri ileride kurulacak bir atık değerlendirme tesisi için düşünülmelidir. Patent aşamasında olan yeni jet difüzör flotasyon kolonunun da bu alanda denenmesinde ve deneylerin yapılmasında yarar vardır (Öteyaka vd 2014a, Öteyaka vd 2014b). KAYNAKLAR Çelik, M.S., Elma, İ., Hançer, M. & Miller, J.D., 1998, Effect of İn-situ Ultrasonic Treatment on Floatability of Slime Coated Colemanite, Innovations in Mineral and Coal Processing, Atak, Önal & Çelik (eds), Balkema, 7th İnternational Mineral Processing Symposium, İstanbul/Türkiye. Çelik, M.S., Hançer, M. and Miller, J.D., 2002, Flotation Chemistry of Boron Minerals, Journal of Colloid and İnterface Science 256, Doğan, M. Z., Kaytaz, Y., Önal, G., Perek, K. T., 1997, Bigadiç ve Kestelek Bor Artıklarının Isıl İşlem, Elektrostatik Ayırma ve Flotasyon ile Zenginleştirme Olanaklarının Araştırılması, II. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, Ekim, İzmir, Türkiye, Duchnowska, M. and Drzymala, J., 2012, Selfsimilarity of upgrading parameters used for evaluation of separation results, International Journal of Mineral Processing, Vs pp Erkal, F. İ. & Girgin, İ., 1992, Etibank Emet Kolemanit İşletmesi Kaba Atıklarının Konsantre Üretimi Amacıyla Değerlendirilmesi, 4th İnternational Mineral Processing Symposium, Proceeding Volume 2, G. Özbayoğlu (eds), Antalya/Türkiye. Gül, A., Kaytaz, Y., Önal, G., 2004, Beneficiation of Bigadiç (Turkey) Boron Tailings, Proceedings of Xth International Mineral Processing Symposium, Çeşme/Türkiye. Gül, A., Kaytaz, Y., Önal, G., 2006, Beneficiation of Colemanite Tailings by Attrition and Flotation, Minerals Engineering, 19, Kaytaz, Y., Önal G., Güney A., 1986, Bigadiç kolemanit artıklarının değerlendirilmesi, 1. Uluslararası Cevher Hazırlama Sempozyumu, cilt 1, İzmir, Koca, S., Koca, H., Savaş, M., 2003, Flotation of Colemanite from Realgar, Minerals Engineering 16, Koca, S., Savaş, M., 2004, Contact Angle Measurements at the Colemanite and Realgar Surface, Applied Surface Science 225, Köse, M., Ertekin, S., Gündüz, M. ve Öztoprak, M., 1989, Emet Konsantratör Atık Barajındaki Arsenik ve Kolemanitleri Seçimli Olarak Kazanma İmkanları, 11. Türkiye Madencilik Bilimsel ve Teknik Kongresi, Nisan, Ankara, Nalaskowski, J., Veeramasuneni, S. & Miller, J. D., 1998, Interaction Forces In The Flotation Of Colemanite As Measured By Atomic Force Microscopy, Innovations in Mineral and Coal Processing, Atak, Önal & Çelik (eds), Balkema, 7th İnternational Mineral Processing Symposium, İstanbul/Türkiye. Öteyaka, B. ve Soto, H., 1995, Modelling of Negative Bias for Column Coarse Particles Flotation, Mineral Engineering, Vol.8, Öteyaka, B,. O. Şahbaz, A. Uçar, K. Bilir, H. Gürsoy, 2014a, Design Of Jet Diffuser Flotation Column, Proceedıngs Of 14th Internatıonal Mıneral Processıng Symposıum, October 15-17, Kuşadası Turkey Öteyaka, B., O. Şahbaz, A. Uçar, K. Bilir, H. Gürsoy, 2014b, Design of jet difuser flotation column in pilot scale (electronic proceedings), XXVII. International Mineral Processing Congress, October 20-24, Santiago, Chile. Özdağ, H., Bozkurt, R. &Uçar, A., 1988, The Recovery of Boron From Kestelek Boron washing Tailings, Proceedings of 1st İnternational Mineral Processing Symposium, , İzmir,Turkey. Özkan, Ş. G., Alp, M.S. & Veasey, T. J., 1993, Emet Kolemanit Cevheri Üzerindeki Flotasyon Çalışmaları, Türkiye 13.Madencilik Kongresi, 1014 Mayıs, İstanbul/Türkiye, Özkan, Ş. G. & Veasey, T. J., 1994, The Effect of Slime Coatings on Colemanit Flotation, Progress In Mineral Processing Technology, Demirel & Ersayın (eds), Balkema, 5th İnternational Mineral Processing Symposium, 6-8 Eylül, Cappodocia/Türkiye, Özkan, Ş. G. & Veasey, T. J., 1996, Effect of Simultaneous Ultrasonic Treatment on Colemanit Flotation, Changing Scopes in Mineral Processing, Kemal, Arslan, Akar & Canbazoğlu 781

16 Uçar, Şahbaz ve Öteyaka (eds), Balkema, 6th İnternational Mineral Processing Symposium, Kuşadası/Türkiye. Özkan, Ş. G. & Acar, A., 2004, Investigation of İmpact of Water Type on Borate Ore Flotation, Water Research 38, Sönmez, E., Özdağ, H. & Savaş, M., 1996, Benefication of Emet Tailings by Water Absorption + Mechanical Attrition + Magnetic Separation, Changing Scopes in Mineral Processing, Kemal, Arslan, Akar & Canbazoğlu (eds), Balkema, 6th İnternational Mineral Processing Symposium, Kuşadası/Türkiye. Uçar, A., O. Şahbaz, M. Yargan, M. Savaş, 2008, Emet Espey Bor Tesisi İnce Gölet Artıklarının Flotasyonla Zenginleştirilebilirliğinin Araştırılması, 2. Ulusal Bor Çalıştayı, , Ankara. Uçar, A., Yargan, M., 2009, Selective separation of boron values from the tailing of a colemanite processing plant, Separation and Purification Technology, Volume 68, 1-8. Ucar A., O. Şahbaz, S. Kerenciler and B. Öteyaka, 2012, Effect of Bias Factor on Colemanite Recovery in Jameson Cell, XIII. International Mineral Processing Symposium, , Bodrum, October. Uçar, A., O. Şahbaz and O. Ö. Taş, 2013, Effects of Some Reactive Parameters For Column Flotation Of Colemanite From Tailing, Proceeding of the XV Balkan Mineral Processing Congress, Sozopol, Bulgaria, June 12-16, Ucar A., O. Sahbaz, S. Kerenciler, B. Oteyaka, 2014, Recycling of colemanite tailings using the Jameson flotation technology, Physicochem. Probl. Miner. Process., 50(2), Veeramasuneni, S., Yalamanchili, M. R., Miller, J. D. & Çelik, M.,S., 1996, Adsorption of Model Collector Colloids at the Surface of Colemanite as Characterized by Optical and Atomic Force Microscopy, Changing Scopes in Mineral Processing, Kemal, Arslan, Akar & Canbazoğlu (eds), Balkema, 6th İnternational Mineral Processing Symposium, Kuşadası/Türkiye. Yarar, B., 1971, Kolemanit mineralinin Flotasyon yolu ile değerlendirilmesi, Türkiye Bilimsel ve Teknik Araştırma Kurumu Mühendislik Araştırma Grubu, Proje no 228, Ankara, Türkiye. Yamık, A., Uçar, A., Şahbaz, O. ve Demir, U., 2004, Emet Espey konsantratörü -25 mm bor atıklarının Hidrosiklon ile zenginleştirilmesi, DPÜ, Mühendislik Fakültesi, Maden Mühendisliği Bölümü, II. Uluslararası Bor Sempozyumu, Eskişehir, Türkiye Eylül. Yargan, M., 2007, Emet Espey Bor Tesisi İnce Gölet Atıklarının Zenginleştirme Yöntemlerinin Araştırılması, DPÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Y. Lisans Tezi, Kütahya. Yegül, E., E, 2007, Bor Zenginleştirme Tesislerinde Ara Ürün Tenörlerinin Arttırılması İçin Yöntemlerin İncelenmesi, Hacettepe Üniversitesi Yüksek Lisans Tezi, Ankara, Türkiye, 137s. 782