1 1. GİRİŞ Flotasyon ince tane boyundaki minerallerin zenginleştirilmesinde kullanılan en yaygın kullanılan yöntemdir ve dünyada yaklaşık 2 milyar ton cevher flotasyon yöntemi ile zenginleştirilmektedir (Klimpel, 1993). Son otuz yılda işlenen cevher yataklarının tenörlerinin düşmesi, ince tane boyunda serbestleşen, kompleks ve seçimlilik problemi olan cevherleri işleme zorunluluğu, artan enerji ve yatırım maliyetleri flotasyon teknolojisinde yeni arayışların doğmasına yol açmıştır. Flotasyon teknolojisindeki en önemli gelişme ise yeni bir tasarım olan flotasyon kolonlarının endüstriyel uygulama alanı bulmaları olmuştur. Böylece farklı tasarım özelliklerine sahip flotasyon kolonları, yıllarca standart flotasyon hücresi olarak kullanılan mekanik hücrelere alternatif olarak görülmüştür. Flotasyon kolonlarının endüstriyel uygulamalarında elde edilen başarı, kolonların çalışma ilkelerine bağlı kalınarak daha etkin çalışmaları (örneğin; Microcel, Turbo Kolon) ya da flotasyon kolonu tasarımının dezavantajlarının ortadan kaldırılmasına yönelik (örn.; Jameson, turbo flotasyon kolonu hücresi) yeni tasarımların geliştirilmesine de neden olmuştur. Bu çalışmada; kolon flotasyonu ve deneylerin gerçekleştirildiği kolon hakkında bilgi verildikten sonra kolon parametrelerinden reaktif miktarı deneyleri ve sonuçları hakkında bilgi verilecektir. 2. FLOTASYON KOLONLARI Flotasyon kolonları ile ilgili ilk patent 1960 yılında Boutin ve Tremblay tarafından Kanada dan alındı (Kanada patentleri 680.576 ve 694.547). Flotasyon kolonları ile ilgili ilk test çalışmaları Wheeler (1966), Boutin ve Wheeler (1967) tarafından yapıldı. Bu kolon dizaynı çoğunlukla Kanada kolonu olarak anılmasına rağmen günümüzde klasik kolonlar olarak anılmaktadır (Finch and Dobby, 1989). Daha sonraki flotasyon kolonları kullanıldığı amaca göre; Kurşun kolonu (Dell and Jenkins, 1976), Toplama kolonu (Yang, 1988), Flotair kolonu (Zipperian ve Svensson, 1988), Hydrochem kolonu (Scheneider ve Van Weert, 1988) Jameson (1988) ve Rus lar tarafından (Tyurnikova ve Namuov, 1981) tarafından kolonlar dizayn edildi. (Finch and Dobby, 1989). Kanada kolonu diğer dizayn edilen kolonlar arasında daha önemli bir yer oluşturdu ve deneyler daha çok bu kolonlarla gerçekleştirdi. Endüstriyel flotasyon kolonları da bu çalışmalar neticesinde kuruldu. İlk ticari flotasyon kolonu, Kanada nın kolon flotasyonu şirketi tarafından Les Mines Gaspe (Quebec, Kanada) de molibden temizleme devresinde kuruldu (Coffin and Miszezak, 1982). Kullanılan tek kolon ile birkaç hücre yer değiştirilerek yapılan çalışmalarda verimli
2 sonuçlar elde edilmiştir. 1987 deki çalışmada 13 flotasyon hücresinin yerine 0.90 m ve 0.45 m lik iki kolon kuruldu. Bu kolonlarla ilgili gerekli verilerin tamamını Dobby (1984) ve Yianatos (1987) test etti. Flotasyon kolonlarının fikir babası olan Pierre Boutin, mekanik flotasyon hücrelerindeki türbülansın, ince gang tanelerinin konsantreye kaçması ile konsantreyi kirlettiği sonucundan yola çıkmış, tanelerin türbülansın olmadığı bir ortamda askıda kalmaları için ince, uzun ve yüksek bir hücreye yukardan beslenmesi gerektiğini düşünmüştür. Hava ise hücrenin tabanından verilerek, kabarcıklar ve tanelerin zıt akımlı olarak karşılaşabilmesi sağlanacak, böylece ara ürünler ve gang taneleri için bu akış fiziksel bastırıcı işlevini görecek, iri gang mineralleri ise yüksek çökelme hızları nedeniyle hücreden hızlı bir şekilde ayrılabilecektir. Kabarcıklarla birlikte gelen ince gang mineralleri ise hücredeki kalın köpük tabakasında yıkama suyunun da etkisi ile geri yıkanabilecek ve böylece yüksek tenörlü konsantre elde edilecektir (Aksani, 1998). Şekil 1 de tipik bir flotasyon kolonunun şematik görünümü verilmektedir. Flotasyon kolonları temel olarak iki bölgeye ayrılır. Birinci bölge hava kabarcıklarının kabarcık üretici sistemi (sparger) yardımıyla kolona verildiği ve tanelerin hava kabarcıklarıyla karşılaştığı toplama bölgesidir. Besleme genellikle kolon yüksekliğinin yaklaşık 2/3 de yapılır. Besleme noktasının üzerinde kalan kısmın tamamı köpükten meydana gelmez. Köpük/pülp ara yüzeyi ile besleme noktası arasında tane yüklenmiş kabarcıklar, köpükten geri düşen taneler ve kabarcıklardan meydana gelen bir ara bölge bulunmaktadır. Beslemedeki taneler hem çökelme hızları hem de kolonun tabanındaki artık akış hızına bağlı olarak aşağı doğru süzülürler. Hava, kolonun artık çıkış noktasının hemen üzerindeki bir kabarcık üretecinden kabarcıklar halinde kolona verilmektedir. Besleme ile kabarcıklar zıt akımlı olarak toplama bölgesinde karşılaşırlar ve burada taneler hava kabarcıkları ile çarpışarak bağlanırlar. Kolonda mineral kazanımı toplama bölgesinde meydana gelmektedir. İkinci bölge ise, besleme noktasının üst bölümünde, tane yüklü hava kabarcıklarının meydana getirdiği köpük bölgesidir. Köpük bölgesi kalınlığı endüstriyel uygulamalarda 1.5 m kadar olabilmektedir. Köpük, kolonun konsantre taşma seviyesinin üzerinden veya içinden su ile yıkanarak kararlı ve kalın olması sağlanmaktadır. Köpükten aşağı doğru süzülen yıkama suyu ile yükselen köpüğün zıt akımlı olarak karşılaşması, köpük içerisine su ile taşınmış gang minerallerinin toplama bölgesine geri dönebilmesini, böylece yüksek tenörlü konsantre elde edilebilmesini sağlamaktadır. Bu iki bölge dışında toplama ve köpük bölgeleri arasında bulunan, köpükten geri düşen taneler ve tane yüklenmiş yükselen kabarcıkların bulunduğu ara bölgede bulunmaktadır.
3 Flotasyon kolonlarını mekanik hücrelerden ayıran üç temel tasarım özelliği vardır. i. Köpük bölgesine verilen yıkama suyu i.i. Mekanik karıştırmanın olmaması i.i.i. Kabarcık üretici bir sistemin olması Kolon Flotasyonunun avantajlarını şöyle sıralamak mümkündür; Mekanik flotasyon hücrelerinden daha iyi performans elde edilebilmektedir. Düşük yatırım maliyeti; kolonlar genellikle tesis olanakları ile inşaa edilebilmekte ve yalnızca kabarcık üretici ile otomatik kontrol birimlerinin üreticiden satın alınması tercih edilmektedir. Düşük işletme maliyeti; enerji, reaktif harcaması ve hava yerine azot kullanıldığında azot harcamasının azaldığı belirtilmiştir. Hareketli birimlerinin olmaması nedeniyle mekanik flotasyon hücrelerindeki gibi karıştırıcının bakım ve değiştirme maliyeti ile karıştırma gücüne ihtiyaç yoktur. Tek bir birimden oluşması ve çalışma sisteminin basitliği nedeniyle kararlı ve düzenli kontrol ve çalışma imkanına sahiptir. İşlem aşamasında azalma ve daha az alan işgal etmesi nedeniyle tesislerde yer kazanımına olanak sağlarlar. İnce tanelerin zenginleştirilmesinde önemli bir avantaj olan laminer akış koşullarında küçük kabarcıkların kullanılması, kalın köpük yapısı ve köpüğün yıkama suyuyla yıkanması nedeniyle yüksek tenörlü konsantre elde edilmesi. Dezavantajları Tesislerde, yüksekliğin sorun olması Kabarcık üretici bakımı Yıkama suyu maliyeti Artığın seyreltilmesi Kalma süresinin fazla olması nedeniyle hızlı oksidasyon özelliği olan cevherler için uygun olmaması
4 Şekil 1. Flotasyon Kolonu 2.1. Flotasyon Kolonundan Yola Çıkılarak Geliştirilen Yeni Tasarımlar Konvensiyonel flotasyon kolonlarının endüstriyel uygulama alanı bulmaları alternatif flotasyon kolonu tasarımlarının de gelişmesine yol açmıştır. Alternatif tasarımların geliştirilmesindeki temel çıkış noktaları kolon ekseninde meydana gelen karışmayı önlemek, daha küçük kabarcıkların elde edildiği alternatif kabarcık üretici sistemleri geliştirmek ve kolon yüksekliğini azaltmaktır. Bu tasarımlar; Leeds kolonu İçerisine bölücü plakaları yerleştirildiği kolon Flotaire kolonu Hydrochem kolonu Jameson hücresi Temas hücresi Turbo kolonu
5 Bunların içerisinde Turbo kolonu, Jameson hücresi ve flotasyon kolonunun özelliklerini taşımaktadır. Pulp ve hava Jameson hücresindeki gibi aynı yönde kolona üstünden kolon içine doğru inen bir boru içerisinde karıştırılarak verilmekte, kolon tabanında ise konvensiyonel kolonlardaki gibi kabarcık üreteci bulunmaktadır. Böylece tanelerin kabarcıkla çarpışma olasılığının yükseldiği belirtilmiştir. Şekil 2. Turbo Flotasyon Kolon Sistemi 2.2. Turbo Kolon Flotasyonu Şekil 2 de, besleme, besleme tankına (1) verilerek buradan kolona basınçlı bir şekilde bir pompa (2) vasıtasıyla besleme aerotör (3) ile downcomerlara besleme yapmaktadır. Downcomerler havayı atmosferden almaktadırlar. Bunların içinde kolondan (4) önce hızlı bir flotasyon işlemi gerçekleşmektedir. Elde konsantre (5) kolon en üst seviyesinden alınmaktadır. Burada toplanamayan yüzebilme kabiliyeti olan ve olmayan mineraller kolonun altına doğru hareket etmektedirler. Kolon konvensiyonel kolonlarda olduğu gibi küçük kabarcıklar üreten bir hava üretecine (sparger) (6) sahiptir. Burada downcomerlarda yüzememiş hidrofobik mineraller ikinci olarak yüzdürülmeye çalışılmaktadır. Böylece eş zamanlı olarak iki flotasyon ünitesi söz konusu olmaktadır. Yüzemeyen hidrofobik mineraller kolonu kontrollü bir şekilde alt kısımdan terk etmektedirler (7). Kolonu terk eden artık besleme tankının içinde bulunan artık tankına (8) gelmektedir. Bu tankın alt kısmında bir açıklık sözkonusu olup ağır mineraller bu açıklıktan tekrar besleme tankına alınmakta artık
6 tankından taşan mineraller ise nihai artık tankına (9) buradan da bir pompa vasıtasıyla artık sahasına beslenmektedir. 3. FLOTASYON KOLONLARINDA ZENGİNLEŞTİRMENİN TEMEL İLKELERİ 3.1. Flotasyon Kolonlarında Kullanılan Terminoloji Flotasyon kolonunun çalışma mekanizmasının mekanik flotasyon hücresinden oldukça farklı olması, kolonlardaki işlem parametrelerini ifade eden yeni bir terminoloji kullanımını zorunlu kılmıştır. Bunlar; i. Hacimsel hava miktarı (Air hold-up- h ) i.i. Akış hızları; - Hava hızı (Superficial air rate- J h ) - Besleme hızı (Superficial feed rate- J b ) - Artık hızı (Superficial tailing- J a ) - Bias hızı (Superficial bias rate- J B ) - Yıkama suyu hızı (Superficial wash water rate- J ys ) i.i.i. Taşıma kapasitesi (Carriying rate-c) dir. i. Hacimsel hava miktarı (Air hold-up- h ) Flotasyon kolonunun herhangi bir noktasında hacimsel olarak havanın kapladığı miktar olarak tanımlanmakta ve hava hızı, kabarcık çapı, pulp akış hızı, tane/kabarcık agregalarının yoğunluğu ile pulp yoğunluğuna bağlı olarak değişmektedir. Tipik bir flotasyon kolonunun toplama bölgesinde hacimsel hava miktarı %5-30 arasındayken, köpük bölgesinde %80 ne kadar çıkmaktadır. Şekil 2 de hava hızı ile kolondaki hacimsel hava miktarı arasındaki ilişki görülmektedir. Şekilde görüldüğü gibi, hava hızı ile hacimsel hava miktarı arasında doğrusal ilişkinin bulunduğu bölümde homojen çaplı kabarcıkların aynı hızda yükseldiği kabarcıklı akış (bubbly flow) koşulu olmakta ve flotasyon kolonlarının da bu akış şartlarında çalışması istenilmektedir. Hava hızında bunun ötesinde bir artış olduğunda hacimsel hava miktarı kararsız olmakta ve kabarcıkların birleşerek büyümeleri sonucu hızla yükseldikleri hetorojen akış meydana gelmektedir. Bu akışa çalkalanmalı-türbülans akış (churn-turbulent flow) koşulu denir. Hava hızındaki artışın devam etmesi ile küçük çaplı kolonlarda ( 10 cm) kabarcıklar kolon kesitini tamamen kaplamakta, bu akış koşullarına ise salyangoz akış (slug flow) koşulu adı verilmektedir. i.i. Akış Hızları: Birim kolon kesit alanındaki hacimsel akış hızlarıdır.
7 (x; besleme, artık, bias ve yıkama suyu) J x = Akış hızı (1) Qx = Debi A c = Kolon kesit alanı Akışların bu şekilde verilmesinin nedeni farklı çaplardaki kolonların karşılaştırılabilmesine olanak sağlamaktır. Bias hızı flotasyon kolonlarının önemli özelliklerinden biridir ve köpükten aşağı doğru süzülen net su akışı ya da buna denk olan artık ve besleme akışları arasındaki net su akış farkı olarak tanımlanmaktadır. J B =J a -J b (2) Flotasyon kolonlarında bias hızı genellikle pozitif olmaktadır. Mekanik flotasyon hücrelerinde ise negatif bias, yani yukarı yönde akış söz konusudur. Negatif biasla çalıştırılan flotasyon kolonu uygulamaları da vardır ve özellikle iri tanelerin flotasyonunda başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Artık su içeriği akış hızının, besleme su içeriğinin akış hızından daha büyük olması sonucunda doğan fark, kolonun köpük bölgesinden verilen yıkama suyu ile fazlasıyla karşılanmaktadır. Böylece yıkama suyunun biası karşılayıp kolon içinden aşağı doğru akarken, diğer kısmı konsantre kısmından alınmaktadır. Yıkama suyunun biası karşılayıp aşağı yönde akan kısmı köpüğü yıkayıp besleme suyu ile gang minerallerinin konsantreye kaçmasına engel olmaktadır. i.i.i. Taşıma Kapasitesi (Carriying Rate): Flotasyon kolonunda birim zamanda birim kesit alanda yüzen mineral ağırlığı olarak tanımlanmaktadır (g/cm 2 /sn) veya (t/m 2 /saat). Bu parametre bir anlamda kolonda kazanılabilecek maksimum katı miktarını, diğer bir ifadeyle kabarcık yüzeylerinin maksimum miktarda tane ile kaplanmasını ve tane toplama sürecinin üst limitini ifade eder. Kuramsal olarak taşıma kapasitesi aşağıdaki ifade ile verilir. C = Taşıma kapasitesi Q h = Hacimsel hava akış hızı (3)
8 d t = Tane çapı t = Tanenin özgül ağırlığı A = Bir sabit = Tanelerin kabarcık yüzeyine yapışarak yüzeyde birikmesi sonucu meydana gelen paketlenmeyi tanımlayan bir parametre d k = köpükteki kabarcık çapıdır. Eşitlikten de görüldüğü gibi C hava hızının artışı ve köpükteki kabarcık çapının küçülmesi ile yükselmektedir. Hava hızının artışı ile taşıma kapasitesi yükselerek maksimum taşıma kapasitesine erişir. Maksimum taşıma kapasitesi değerinde çalışan bir kolonun kapasitesi yalnızca d t, ve nın fonksiyonudur. Literatürdeki verilerden yararlanılarak taşıma kapasitesi için aşağıdaki eşitlik önerilmiştir. C=a*d 80 * t (4) A = Bir sabit (0.068) d 80 = Konsantrenin %80 nin geçtiği tane boyu t = Konsantrenin yoğunluğu Eşitlik 4 ün yalnızca verilerin elde edildiği aralık için geçerli olduğu unutulmamalıdır. Taşıma kapasitesi tanımındaki kolondan kazanılan maksimum katı miktarı, toplam kabarcık yüzey alanından bağımsız olarak ele alınmıştır. Gerçekte, konsantre miktarı tanelerle kaplanacak kabarcık yüzey alanı doğrudan ilişkilidir ve bu nedenle de gerçek değer deneysel olarak belirlenen taşıma kapasitesi değerinden daha yüksek olabilir. Flotasyon kolonu tasarımı amaçlandığında taşıma kapasitesinin deneysel olarak belirlenmesi gerekmektedir. Taşıma kapasitesi deneysel olarak, sabit besleme hızında besleme pulp katı içeriğinin artırılması ile yapılan ve en yüksek konsantre akış hızına erişilmesi hedeflenen bir seri deney ile belirlenir. Flotasyon kolonun toplama bölgesinde mineral kazanımı meydana gelmektedir. Flotasyon işleminde tane-kabarcık bağlanma mekanizmasını açıklamak için iki kuram ileri sürülmüştür. Bunlardan ilkine göre tane/kabarcık bağlanmasının çarpışma ile meydana geldiği, diğer kurama göre ise su sevmez bir tane yüzeyi üzerine hava kabarcığı çökelmesi ile tane/kabarcık bağlanmasının meydana geldiği iddia edilmektedir. Çarpışma kuramı, flotasyon kolonu gibi hava kabarcıklarının karıştırma ile elde edilmediği ve akış koşullarının sakin olduğu flotasyon hücrelerinde geçerli olmaktadır. Flotasyon kolonunda köpük, besleme noktasının hemen üzerinde bulunmakta ve endüstriyel uygulamalarda kalınlığı 1.5 m kadar olabilmektedir. Flotasyon kolonlarındaki köpüğün konvensiyonel hücrelerinkinden kalınlığı dışındaki en önemli fark, yıkama suyu ile
9 yıkanmasıdır. Köpüğün yıkanmasının iki önemli nedeni vardır; bunlardan biri besleme suyu ile gang minerallerinin taşınmasını önlemek, diğeri ise köpüğün karalı olmasını sağlamaktır. Pozitif biasla çalışan kolonlarda yıkama suyunun bir bölümü bias suyunu karşılamak için kolon içine süzülürken, diğer bölümü konsantrenin taşımını sağlamaktadır. Yıkama suyunun biası karşılayan bölümü taneler olsun ya da olmasın köpüğün kalınlığı 10-100 cm kadar artırdığı belirtilmiştir. İki faz (su/hava) içeren flotasyon kolonu ile yapılan çalışmalarda, köpük yapısının Şekil 3 de gösterilen bileşenlerden meydana geldiği belirlenmiştir. i. Ara yüzeyin hemen üzerinde yayılmış kabarcık yatağı vardır ve buradaki hava miktarı (Є h ) %74 den azdır. Toplama bölgesinden yükselen kabarcıklar pulp/köpük ara yüzeyine çarptıktan sonra yayılmış kabarcık yatağına girerler. Kabarcıklar bu bölgeye girdiklerinde bağıl olarak homojen, küçük ve küreseldirler. Ara yüzeyde kabarcıkların çarpmasının meydana getirdiği şok dalgaları tüm yayılmış kabarcık yatağı boyunca etki ederek kabarcıkların büyümesine neden olduğu belirtilmiştir. i.i. Yayılmış kabarcık yatağının hemen üzerinde başlayan ve yıkama suyu ekleme noktasına kadar uzanan bölüm paketlenmiş kabarcık yatağıdır ve hava miktarı (Є h ) %74 den fazladır. Burada kabarcıklar daha da büyüktür ve yıkama suyunun etkisi ile tapalı akış yükselmektedir. Paketlenmiş kabarcık yatağında kabarcık büyüme hızı bağıl olarak düşüktür ve genellikle kabarcıklar hızla yükselen büyük kabarcıkların çarpışması ile birleşerek büyümektedir. i.i.i. Yıkama suyu ekleme noktasının üzerinde ise konvensiyonel süzülmüş köpük tabakası vardır ve buradaki hava miktarı ise (Є h ) %80 den fazladır. Süzülmüş köpük tabakasında bias negatiftir ve bölgenin ana işlevi düşey yöndeki hareketi yatay yöne çevirerek konsantre oluğuna akış sağlamaktadır. Mekanik flotasyon hücrelerinde su ile taşınım konsantre kirlenmesinin en önemli nedenlerinden biri olduğu belirtilmiştir. Buna karşılık flotasyon kolonlarında tanelerin su ile taşınımının, köpüğün kalın olması, yıkama suyu ile köpüğün yıkanması ve pozitif biasla çalışmaları nedeniyle engellendiği belirtilmiştir. Kalın köpük tabakası içindeki kabarcıkların büyümesi nedeniyle kabarcık yüzeyindeki tanelerin kopma/tekrar bağlanma ile konumları değişmektedir. Bu durum flotasyon kolonlarında köpük seçimliliğinin olumlu yönde artmasına neden olmaktadır. Yapılan çalışmalarda köpükte mineral profillerinin oluştuğu gözlenmiş, özellikle ara yüzey üzerinde 10 cm lik derinlikte hızlı bir tenör yükselmesinin meydana geldiği bulunmuştur. Bu
10 çalışmalar köpükte seçimliliğin söz konusu olduğu ve tanelerin bir kısmının köpükte kalarak konsantre olarak alındığı, diğer tanelerin ise köpük bölgesinden toplama bölgesine geri düştüğü sonucunu ortaya çıkarmaktadır. Flotasyon kolonlarını mekanik hücrelerden ayıran en önemli özelliklerden biri, havanın kolona kabarcık üreteci (sparger) ile verilmesidir. Mekanik flotasyon hücrelerinde ise hava kabarcıkları karıştırıcının meydana getirdiği kavitasyon ile oluşmaktadır. Kabarcık üretiminin amacı, orta ve yüksek hava hızlarında küçük çaplı kabarcıklar elde edilmektedir. Gerek flotasyon kolonlarında ve gerekse diğer tipteki flotasyon hücrelerinde çok çeşitli ve ülkeden ülkeye değişen kabarcık üretici tasarımlar kullanılmasına karşın flotasyon kolonlarında yaygın olarak iki tip kabarcık üretici sistem kullanılmaktadır. Bunlar sırasıyla; i. Havanın kauçuk veya filtre bezi kaplanmış delikli bir boru ya da yalnızca delikli çelik boru yardımıyla kolona verildiği kabarcık üreteçleri i.i. Kolonun dışında, havanın köpürtücü içeren su veya puple karıştırılarak kolona verildiği kabarcık üreteçleridir. 3.2. Flotasyon Kolonlarının Performansına Etki Eden Parametreler Kolon performansına etki eden parametreler iki grupta düşünülebilir; i. Baştan tasarlanan ve işlem sırasında değiştirilemeyen parametreler - Kolon çapı - Toplama bölgesi yüksekliği - Kabarcık üretici tipi - Yıkama suyu besleme sistemi i.i. İşlem parametreleri - Besleme - Hava ve yıkama suyu hızı - Köpük kalınlığı - Pulp yoğunluğu - Reaktif miktarı Bunun dışında, kabarcık çapı ve dağılımı, hacimsel hava miktarı ve besleme tenörü gibi sistem içinde değerleri bağımsız olarak değiştirilemeyen diğer parametrelerin de kolon performansını etkilediği bilinmektedir. Bir flotasyon kolonunun performansını etkileyen parametreler dikkate alındığında kapasiteyi sınırlayan iki önemli faktör vardır; 1. Tane toplama hızı
11 2. Konsantre alma hızı Kolon kapasitesi taşıma kapasitesinin (C) çok altında ise kolon hız sınırlayıcı koşulda çalışmaktadır. Bu hız sabitinin (k) optimum değerin altında olduğu koşullarda meydana gelir. Kolonun hız sınırlı koşulda çalıştığı bilinirse bu durum; 1. Kabarcık çapı 2. Toplayıcı miktarı 3. Hava hızı parametrelerinden biri ile iyileştirilir. Bu parametreler arasında kabarcık çapı kontrolünün hız sabitini artırmada en etkin yöntem olduğu söylenebilir. Hız sabiti yeterince yüksekse kolon kapasitesi Maksimum Taşıma Kapasitesi ile ifade edilir ve bu durumda kolon performansı taşıma kapasitesi ile sınırlanmıştır. Bu koşullarda flotasyon kolonunun maksimum taşıma kapasitesi üzerinde, yüksek bir hız sabitine sahip olarak çalışması uygun olabilir. Böylece daha az su sevmez taneler köpükten pulpe geri dönerek konsantre tenörünün yükselmesi sağlanabilir. Tasarım parametrelerinin etkilerinin kısaca irdelenmesi gerekirse; Kolon Çapı: Kolon çapının performansa etkisi yeterince incelenmemiş olmasına karşın, kuramsal olarak kolon çapının büyümesinin, akış koşulunun tapalı akıştan mükemmel karışmaya geçişine bağlı olarak verimde düşmelere neden olacağı belirtilmektedir. Kolon çapının büyümesi ile kolon performansının bozulduğu ortaya konmasına karşın tersi sonuçlarla da karşılaşılabilmektedir. Toplama bölgesi yüksekliği: Toplama bölgesi yüksekliğinin artması kalma süresini artırdığından verim yükselmekte, ancak konsantre tenörü çoğunlukla düşmektedir. Yıkama suyu, dağıtıcı sistem ve konumu: Yıkama suyu dağıtma sisteminin performansa etkisi yeterince incelenmemiştir. Duş tipi ve jet tipi dağıtma sistemlerinin karşılaştırılmasında köpüğün üzerinden su verildiğinde jet tipinin duş tipine oranla köpüğe su ile taşınan gang miktarını azalttığı görülmektedir. İşlem parametrelerinin etkisi ise; Hava hızı: Artan hava hızı ile verimin bir maksimum verecek şekilde artığını ve bu noktadan sonra ise azaldığı görülmektedir. Tenör ise bunun tersine bir eğilim göstermekte ve yaklaşık olarak verimin maksimum olduğu bölgede minimum değer alınmaktadır. Besleme hızı: Çok sayıda araştırmacı besleme hızının azalması ile verimin artığını ortaya koymuşlardır. Bu araştırmacıların ortak görüşü, besleme hızının besleme hızının azalması ile kalma süresinin artığı buna bağlı olarak verimin yükseldiği şeklindedir.
12 Köpük kalınlığı: Köpük kalınlığının artışı ile konsantre tenörü önemli ölçüde artarken, verimde önemli bir düşüş gözlenmemiştir. Yıkama suyu hızı: Yapılan bazı çalışmalarda yıkama suyu artışı ile tenör yükselirken verim düşmüş, bazılarında ise tersine bir durumla karşılaşılmıştır. Besleme pulp yoğunluğu: Pek çok araştırmacı, pulp yoğunluğunun artışı ile verimin yükseldiğini belirtmiştir. Konvensiyonel flotasyon hücrelerinin tersine, yüksek pulp yoğunluğunda verim-tenör eğrisinin korunabilmesi kapasite açısından önemli bir avantaj olarak değerlendirilmektedir. Köpürtücü miktarı: Flotasyon kolonlarında toplayıcı miktarının etkisi mekanik hücrelere benzer olurken, köpürtücü miktarı kabarcık boyutunu değiştirerek performans üzerinde önemli ölçüde etkili olabilmektedir. KAYNAKLAR 1. Finch, J. A., Dobby, G.S, 1989. Column Flotation 2. Aksani, B., 1998. Flotasyon Kolonları Bölüm 1 Temel Çalışma Prensipleri ve Ayırma işlemine Etki Eden Parametreler Madencilik Haziran Cilt:37 Sayı:2 21-40 3. Aksani, B., 1998. Flotasyon Kolonları Bölüm 2 Karşılaştırılmalı Çalışmalar, Uygulamalarda Karşılaşılan Sorunlar ve Alternatif Kolon Tasarımları Madencilik, Haziran Cilt: 37 Sayı: 2, 41-56 4. Terblanche, A. N., Grobler W. A., Önal, G., Güney, A., 1999. Geliştirilmiş Flotasyon Performanslı Turbo Flotasyon Kolonu Cevher ve Kömür Hazırlamada Yenilikler 167-172.
13