DÜŞÜK TENÖRLÜ KROM CEVHERLERİNİN ZENGİNLEŞTİRİLMESİNİN ARAŞTIRILMASI 1 Investigation of low grade chrome ores enrichment* Fevzi Burak KIDIMAN Maden Mühendisliği Anabilimdalı Oktay BAYAT Maden Mühendisliği Anabilimdalı ÖZET Bu tez çalışmasında, Kahramanmaraş, Sarıgüzel Köyü, Çakıobası mevkiinden temin edilen kromit numunesinin gravite ile ayırma yöntemlerinden, Knelson konsantratörü + MGS (Multi Gravity Separator), Sallantılı Masa ve Yüksek Alan Şiddetli Yaş Manyetik Ayırıcı kullanılarak zenginleştirilebilirliği araştırılmıştır. Yapılan XRD analizleri sonucunda cevherdeki başlıca minerallerin Magnesiakromit, Kromit ve Demir-silikat olduğu belirlenmiştir. Deneylerde en uygun zenginleştirme yöntemi olarak MGS seçilmiştir. Optimum çalışma şartlarında (d 80 = 0.076 mm, 145 d/d, 6 o eğim, 1,5 l/d su besleme hızı ve %15 katı oranında) %17,26 Cr 2 O 3 tüvanan cevherden %38,46 Cr 2 O 3, %21,10 Fe 2 O 3, %21,40 Al 2 O 3 ve %2,90 SiO 2 içerikli konsantre elde edilmiştir. Elde edilen MGS konsantresinin mevcut piyasa koşullarında satılabilirlik şartlarını (Cr 2 O 3 >%48) sağlamadığı ancak gösterdiği refrakter özellik sebebiyle konsantrenin döküm sanayinde kullanım olanağının yüksek olduğu söylenebilir. Anahtar Kelimeler: Kromit, Sallantılı Masa, Knelson Konsantratör, MGS, Yüksek Alan Şiddetli Yaş Manyetik Ayırıcı ABSTRACT In this study, processing of chromite ores taken from Maraş Sarıgüzel Çakıobası area was investigated applying combination of Knelson Concentrator and MGS (Multi Gravity Separator), Shaking Tables and High Gradient Wet Magnetic Seperator. XRD analyses showed that the ore contains mainly Magnesichromite, Chromite and Iron Silicate crystal phases. The MGS process was choosen as processing method for this type of ores. At the optimum working conditions (d 80 = 0.076 mm, 145 rpm drum speed, 6 o incline degree, 1,5 l/min water rates and %15 pulp density) of MGS, a concentrate was obtained with 38,46% Cr 2 O 3, 21,10% Fe 2 O 3, 21,40% Al 2 O 3 and 2,90% SiO 2. The concentrate is not suitable for direct selling as a commercial chromite concentrate because of its grade (Cr 2 O 3 ) is less than 48% at the current market conditions. However, the concentrate can be utilized at the refractory industry as a casting sand. Key Words: Chromite, Shaking Table, Knelson Concenrator, MGS, High Intensity Wet Magnetic Seperator * Yüksek Lisans Tezi-MSc. Thesis 89
Giriş Gelişmekte ve sanayileşmekte olan her ülkenin ekonomisini doğrudan etkileyen faktörlerin en başında gelen madencilik faaliyetlerinin ana amacı çeşitli sanayi dallarının ihtiyaç duyduğu mineralleri bulup yer üstüne çıkartmak ve tüketicinin hizmetine sunmaktır. Yeraltında ve yerüstünde bulunan cevherler bazen yüksek tenörlü olabilirler; bu gibi cevherler çok basit işlemler uygulanarak çeşitli endüstri dallarına ve metalürjik tesislere doğrudan satılabilirler. Kromu 1797 de Fransız kimyacı Louis Nicolas Vauquelin Sibirya da bulunan bir cevher örneğinin içinde bulmuştur. Ancak Birinci Dünya Savaşına kadar krom fazlaca kullanılan bir metal olmamıştır (Bayat, 2009). Yer kabuğunun doğal bileşenlerinden biri olan krom; metalürji, kimya ve refrakter sanayinin temel elementlerinden biridir. Kromit, mineralojik olarak spinel grubuna ait bir mineral olup, küp sisteminde kristalleşir. Teorik formülü FeCr 2 O 4 olmakla birlikte, doğada bulunan kromit mineralinin formülü (Mg, Fe) (Cr, Al, Fe) 2 O 4 olarak verilmektedir (DPT, 2001). Kromun Kimyasal Ve Fiziksel Özellikleri Krom cevherinin kimyasal bileşimi cevherin sanayideki kullanım alanlarını belirlemektedir. Kimyasal analizlerde SiO 2, Cr 2 O 3 ve Al 2 O 3 yüzdeleri ve Cr/Fe oranı çok belirleyici olmaktadır. Kromit mineralinin doğada bilinen en yüksek Cr 2 O 3 içeriği %68'dir. Kromit minerali ve krom yatakları kökensel olarak ilişkili oldukları ultrabazik kayaçlar içinde bulunurlar. Mg, Cr, Fe, Al elementleri kromit mineralini oluşturan elementler olmakla birlikte, gang minerallerinden kaynaklanan silis de krom cevheri analizlerinin ayrılmaz bir parçasıdır (DPT, 2001). Kromun Bulunuşu Krom yataklarının içinde bulunduğu ultrabazik-bazik kayaç toplulukları köken, jeolojik konum, mineraloji, doku, v.b. özellikleri yönüyle başlıca üç tipe ayrılırlar: a. Bushweld (Güney Afrika), Stilwater (ABD) gibi duraylı kıtasal bölgelerde (kraton) bulunan stratiform sokulumlara bağlı krom yatakları b. Daha çok Alp dağoluşum kuşakları boyunca görülmeleri nedeniyle Alpin tip diye anılan ultrabazik-bazik kayaç topluluklarına (ofiyolit istifi) bağlı krom yatakları (podiform tip) c. Üçüncü tip olarak gruplandırılan; eşmerkezli bir iç düzene sahip konsantrik ultrabazik bazik kayaç topluluklarına bağlı krom yatakları Türkiye de Krom Yatakları Krom yataklarının içinde bulunduğu peridotit genel adıyla anılan ultrabazik kayaçlar Türkiye'de geniş alanlar kaplarlar. Türkiye'de bulunan peridotitler ve bunlar içinde bulunan krom yatakları Alpin tip (podiform tip) olarak sınıflandırılmışlardır. 90
Türkiye'de krom yatakları belirgin bir dağılım düzeni göstermeksizin ultrabazik kayaçlar içinde ülke geneline yayılmış durumdadır. Türkiye'de 800 kadar tek veya grup halinde krom yatağı ve krom cevheri zuhuru bilinmektedir. Coğrafî yönden krom yataklarının dağılımını 6 bölgede toplamak mümkündür. Bunlar önem sırasına göre şöyle verilebilir: Guleman (Elazığ) yöresi, Fethiye-Köyceğiz-Denizli yöresi, Bursa-Kütahya-Eskişehir yöresi, Mersin-Karsantı-Pınarbaşı yöresi, Erzincan-Kopdağ yöresi, İskenderun-Kahramanmaraş yöresi. Ürün Standartları Krom cevherleri ticari olarak yalnızca Cr 2 O 3 içeriklerine bakılarak sınıflandırılabildiği gibi, kimyasal bileşimleri ve fiziksel özellikleri dikkate alınarak da sınıflandırılabilmektedir. Sadece Cr 2 O 3 içeriklerine bakıldığında; birinci, ikinci ve üçüncü kalite şeklinde sınıflandırılırlar. - Cr 2 O 3 içeriği %40'dan az olanlar (3. kalite), - Cr 2 O 3 içeriği %40-46 arasında olanlar (2. kalite), - Cr 2 O 3 içeriği %46'dan fazla olanlar (1. kalite) Kromun Kullanım Alanları Krom cevheri başlıca metalürji, kimya, refrakter ve döküm sanayinde kullanılır. Metalurji sanayiinde krom cevherinin en önemli kullanım alanı paslanmaz çelik yapımında kullanılan ferrokrom üretimidir. (DPT, 2001). Krom kimyasalları paslanmayı önleyici özellikleri nedeniyle uçak ve gemi sanayinde yaygın olarak; kimya endüstrisinde de sodyum bikromat, kromik asit ve boya hammaddesi yapımında kullanılmaktadır. Kromit Zenginleştirme 1950'li yıllara kadar Türkiye'de krom madenciliği genelde mostra veya açık işletme madenciliği şeklinde yapılmıştır. Açık işletme yöntemleriyle alınabilecek krom cevherlerinin giderek azalması karşısında 1960'lı yıllardan başlayarak, krom yataklarının yeraltı madencilik metotlarıyla işletilmeleri giderek artmaya başlamıştır. Kromit birlikte bulunduğu gang minerallerine oranla yoğunluğu yüksek bir mineraldir. Serbestleşme tane boyutu olanak sağlandığı sürece, en uygun zenginleştirme yöntemi gravite ayırmasıdır. Özgül Ağırlık Farkına Göre Zenginleştirme Bu yöntemde; kromit ile gang mineralleri arasındaki özgül ağırlık farklılığının neden olduğu, akışkan ortamdaki hareket farklılığına dayanılarak birbirinden ayrılması ile zenginleştirme gerçekleştirilir (Ağaçayak, 2004). Sallantılı Masalarla Zenginleştirme Tabaka halinde akışkan ortamda ayırma yapan ve ayırıcı yüzeyi hareketli olan bir cihazdır. Sallantılı masalar, krom cevherlerinin gravite yöntemi ile zenginleştirilmesinde günümüzde en çok kullanılan aygıtlardır. Uygun bir 91
mekanizma ile masanın uzun ekseni doğrultusunda ve geriye doğru olan hareketi daha hızlı olmak üzere ileri geri hareket ettirilir (Gence, 1985). Sallantılı masalarda maksimum performansa ulaşmak için besleme malı, özgül ağırlık, eşik konumu, kapasite, hız ve genlik, masa eğimi, su sarfiyatı, güç sarfiyatı, bakım gibi parametrelere dikkat etmek yapılması gereken ayarlamaları takip etmek gereklidir. Multi Gravite Ayırıcısı (MGS) İle Zenginleştirme İngiliz Teknoloji Grubu desteğinde Richart Mozley tarafından ince ve çok ince boyutlu minerallerin aynlması amacıyla geliştirilmiş ve endüstriyel ölçekte kullanımı gerçekleştirilen bir gravite ayırıcısı olan multigravite cihazı, sallantılı masa düzeninin bir tambur şekline dönüştürülerek kullanılması prensibi ile tanımlanabilir. Bu tamburun belirli hızla döndürülmesiyle mineral tanelerine karşı etkin olan yerçekimi kuvvetinden daha büyük bir merkezkaç kuvvetinin etkisi altında tanelerin tambur yüzeyinde yan katı bir tabaka oluşturması ve yardımcı üniteler aracılığı ile zenginleştirme işlemi gerçekleştirilmektedir. Cihaz bir yanı açık uçlu 0.6 m uzunluğunda 0.5 m çapında tambur şeklinde bir gövdeye sahiptir. Tambur iç yüzeyi üzerinde 6-24 G değerinde yerçekimi kuvvetine eşdeğer bir merkezkaç kuvveti oluşturacak şekilde 150-300 d/d hızla saat yönünde dönmektedir. Aynı anda eksenel doğrultuda 4-5.7 cm.sn -1 frekansla 10-20 mm arasında değişen sinüsoidal bir titreşim hareketi de tambur hareketi üzerine eklenmiştir. Knelson Konsantratörü İle Zenginleştirme Son yıllarda ince veya çok ince taneli ağır minerallerin kazanımında santrifüj kuvvetin uygulanması etkin bir teknoloji getirmistir. Tane üzerine etkiyen santrifüj kuvvet gravite kuvvetin 50 katıdır. Uygulanan santrifüj kuvvetin siddeti arttıkça kazanılacak tanelerin boyutu daha ince olmaktadır. KC dönme işlemini geçekleştiren üniteyle birlikte, yüksek hızda dönen bir yataktan oluşur. Üstten beslenen pülpten santrifüj kuvvetinin etkisiyle ağır taneler konsantre olarak yatağın oluklarına takılır. Gang mineralleri ise atık olarak pülpun üst akısıyla birlikte atılır. Besleme, standart model Knelson konsantratörün haznesi içine düsey bir tüp vasıtasıyla yapılmaktadır. Besleme %0-70 pülp yoğunluğunda yapılabilir. Konsantratör haznesinin dibinde beslemeyi dağıtacak olan bir pervane mevcuttur (Knelson ve Jones, 1993). KC nin ana operasyon değişkenleri; yıkama suyu hızı, besleme pülp yoğunluğu ve alıkonma süresidir. Knelson ayırıcısı altın cevherleri için ön zenginleştirici olarak dizayn edilmistir ve yerçekimi ivmesinin ortalama 60 katı kadar bir santrifüj kuvvet oluşturabilmektedir (Huang, 1996). Manyetik Ayırma ile Zenginleştirme Manyetik ayırma, minerallerin mıknatıs alanında, manyetik kuvvetleri geçirgenlik derecelerinin değişik olmasından faydalanır. Bu vasıf ayırıcıda, mineralin mıknatıslı kutuba doğru küçük veya büyük bir kuvvetle çekilmesi şeklinde kendini gösterir (Tolun, 1960). 92
Materyal ve Metot Deney Numunesi ve Hazırlanması Bu çalışmada kullanılan kromit cevheri Kahramanmaraş Sarıgüzel Köyü Çakıobası mevkiinden temin edilmiştir. Maden yatağından çıkarılan kromit cevherinden yaklaşık 100 kg alınarak Çukurova Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi Maden Mühendisliği Cevher Hazırlama laboratuarlarına getirilmiş ve iri tanedeki malzemenin (+3 cm) tamamı çeneli kırıcıdan geçirilerek 1 mm altına indirilmiştir. Numunelerin Karakterizasyonu Deneylerde kullanılan numunelerin elek analizleri; Çukurova Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Cevher Hazırlama Laboratuarlarında yapılmıştır. MGS ve Knelson konsantratörlerinde kullanılmış olan Mk1 (-0.212 mm), Mk2 (-0.150 mm) ve Mk3 (-0,106 mm) numunelerinin tane irilik dağılımları Şekil 1, 2 ve 3 de verilmiştir. Şekil 1 de görüldüğü gibi Mk1 (-0.212 mm) numunesinin d 80 = 0.152 mm olarak bulunmuştur. Mk2 numunesinin d 80 = 0.096 mm (Şekil 2) ve Mk3 numunesinin d 80 = 0.076 mm (Şekil 3) olarak tespit edilmiştir. Şekil 1. Mk1 Numunesinin tane irilik dağılımı Şekil 2. Mk2 Numunesinin tane irilik dağılımı 93
Şekil 3. Mk3 Numunesinin tane irilik dağılımı TÜBİTAK MAM da Shimadzu XRD 6000 cihazı ve Cu X-ışını tüpü (λ: 1,5405 Angstrom) kullanılarak yapılan XRD analizleri sonucunda numunelerde saptanan mineralojik bileşikler Çizelge 1 de verilmektedir. Çizelge 1. XRD Analizi sonucunda numunelerde tespit edilen bileşikler Numune Adı Bileşik Bileşik 2θ Formülü Clinochlore (Mg,Fe) 6 7,16-4,77-3,58 (Si,Al) 4 O 10 (OH) 8 Magnesichromite (Mg, Fe)(Cr, Al) 2 O 4 36,14 Tüvenan Iron Silicate Fe 2 SiO 4 44,62 Cevher Lizardite Mg 3 Si 2 (OH) 4 O 5 37,78 Tremolite Ca 2 Mg 5 Si 8 O 22 (OH) 2 34,73 Forsterite Mg 2 SiO 4 36,61 Chromite FeCr 2 O 4 35,63 MGS Konsantresi Manyetik Ayırıcı Konsantresi Magnesichromite (Mg, Fe)(Cr, Al) 2 O 4 36,14 Iron Silicate Fe 2 SiO 4 44,62 Chromite FeCr 2 O 4 35,63 Forsterite Mg 2 SiO 4 36,61 Magnesichromite (Mg, Fe)(Cr, Al) 2 O 4 36,14 Chromite FeCr 2 O 4 35,63 Iron Silicate Fe 2 SiO 4 44,62 Lizardite Mg 3 Si 2 (OH) 4 O 5 37,78 Clinochlore (Mg,Fe) 6 7,16-4,77-3,58 (Si,Al) 4 O 10 (OH) 8 Forsterite Mg 2 SiO 4 36,61 Tremolite Ca 2 Mg 5 Si 8 O 22 (OH) 2 34,73 94
Şekil 4 de görüldüğü gibi tüvenan cevherin başlıca Clinochlore, Magnesichromite, Iron Silicate, Lizardite, Tremolite, Forsterite ve Chromite minerallerinden oluştuğu belirlenmiştir. Şekil 5 de görüldüğü gibi MGS konsantresinin başlıca, Magnesichromite, Iron Silicate, Forsterite ve Chromite minerallerinden oluştuğu belirlenmiştir. Şekil 6 de görüldüğü gibi manyetik ayırma konsantresinin başlıca Clinochlore, Magnesichromite, Iron Silicate, Lizardite, Tremolite, Forsterite ve Chromite minerallerinden oluştuğu belirlenmiştir. Deneysel çalışmada kullanılan tüvanan cevherin kimyasal bileşimi %17,26 Cr 2 O 3, %11,98 Fe 2 O 3, %8,16 Al 2 O 3, %19,12 SiO 2 içermektedir. Şekil 4. Tüvenan cevher XRD analizi grafiği Şekil 5. MGS konsantresi XRD analizi grafiği 95
Şekil 6. Manyetik ayırıcı konsantresi XRD analizi grafiği MGS ve Knelson Testleri Deneysel çalışmada kullanılmış olan numunelerin kodlama ve özellikleri aşağıda verilmiştir. Mk1: Knelson Testi (5 psi) + MGS Testi (155 165 175 d/d) (d 80 = 0,152 mm) Mk2: Knelson Testi (4 psi) + MGS Testi (155 165 175 d/d) (d 80 = 0,096 mm) Mk3: Knelson Testi (3 psi) + MGS Testi (155 165 175 d/d) (d 80 = 0,076 mm) Mk4: Direkt MGS Testi (155 165 175 d/d) (d 100 = 0,106 mm) Knelson testleri Dokuz Eylül Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü laboratuarlarında yapılmıştır. Mk1, Mk2 ve Mk3 numuneleri Knelson deneyleri için her biri 10 kg olacak şekilde belirtilen tane iriliklerinde hazırlanmış ve 5 psi basınç altında Knelson cihazına ayrı ayrı beslenmiştir. Knelson konisinde zenginleştirme sonrası makine otomatik boşaltmalı olmadığı için koni makineden sökülüp elde edilen konsantre ve su ile birlikte yıkanarak giden artık numuneleri ayrı ayrı kovalarda biriktirilmiştir. Daha sonra Knelson konsantresi MGS testlerinde besleme malı olarak kullanılmıştır. MGS testlerinde C900 laboratuar tipi MGS cihazı kullanılmıştır. MGS testlerinde Knelson konsantratöründen elde edilen konsantreler kullanılmıştır. Bunun için ayrılmış olan Knelson konsantresinden %15 katı oranında pülp oluşturulmuş ve devri ayarlanabilir bir besleme pompasıyla 1,5 l/d ile MGS cihazına beslenmiştir. MGS deneylerinde sadece MGS dönem hızı (155, 165 ve 175 d/d) değişken olarak test edilmiştir. Diğer çalışma koşulları sabit olarak alınmıştır. Sallantılı Masa Deneyleri Sallantılı masa deneylerinde Çukurova Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Cevher Hazırlama Laboratuarlarındaki Wilfley laboratuar tipi sallantılı masa kullanılmıştır. Deneylerde kullanılacak olan numuneler M1 (-0,5 + 0,3 mm), M2 (-0,3 mm + 0,212 mm), M3 (-0,212 + 0,106 mm) ve M4 (-0,106 mm) şeklinde kodlanmış ve 96
her bir tane fraksiyonundan yaklaşık 2 kg malzeme hazırlanmıştır. Sallantılı masa için malzeme hazırlama işleminde daha önce anlatılan bilyalı değirmen ve yaş eleme işlemleri uygulanmıştır. Masa çalıştırıldığında masa yüzeyi tamamen su filmi ile kaplanıncaya kadar beklenmiş ve bu işlemden sonra 2 kg lık numune (Mk1, Mk2, Mk3 veya Mk4 numuneleri) masanın besleme haznesinden beslenmiştir. Manyetik Ayırma Deneyleri Manyetik ayırma deneyleri Dokuz Eylül Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümünde yapılmıştır. Manyetik ayırma deneylerinde, Bogmax Rapid marka yüksek gradyan özellikli yaş manyetik ayırıcı kullanılmıştır. Manyetik akı yoğunluğu 20 Tesla ya (20000 Gauss) kadar yükseltilebilmektedir. İstenilen akı yoğunluğu cihaz bobinlerinden geçen elektrik akımı değiştirilerek ayarlanmaktadır. Hazırlanan numuneler (%20 katı oranında) istenilen manyetik akım yoğunluğuna ayarlanılan cihaza beslenmektedir. Numunenin tamamı cihazdan geçirildikten sonra artık su ile birlikte ayrı bir kap içerisine dökülmektedir ve cihaz su işle yıkanarak temizlenmektedir. Araştırma Bulguları ve Tartışma Knelson Deneyleri Sonuçları Knelson konsantratör (4-10 l/d yıkama suyu, 20-60 G santrifuj kuvveti) deneyinden elde edilen konsantreler MGS deneyleri için ön konsantre olarak kullanılmıştır. Çizelge 2 de deneysel çalışma sonrası deneylerde elde edilen ürünlerin kimyasal bileşimleri verilmektedir. Çizelge 2. Knelson konsantratöründe elde edilen ürünlerin kimyasal bileşimleri Oksit (%) Mk1 Konsantre Mk2 Konsantre Mk3 Konsantre Cr 2 O 3 26,30 29,10 33,84 Fe 2 O 3 14,79 16,01 12,48 Al 2 O 3 18,87 17,85 14,54 MGS Deneyleri Sonuçları MGS testlerinde %25 katı oranı, 4 o eğim, 5 l/d yıkama suyu, 2.2 l/d besleme hızı, 155, 165, 175 d/d tambur dönme hızı çalışma şartlarında ön denemeler yapılmıştır. Ayrıca 140 d/d ve 195 d/d tambur hızlarında da deneyler yapılmıştır. Ancak 140 d/d tambur hızında MGS içerisinde yatak oluşmamış, 195 d/d tambur hızında ise elde edilen konsantre kabul edilemeyecek kadar kirli olduğundan bu testlerin sonuçları bu tezde değerlendirilmeye alınmamıştır. Çizelge 3 de Mk3 numunesi kullanılarak yapılan ön MGS deney sonuçları verilmektedir. 97
Çizelge 3.. Mk3 numunesi (d 80 = 0.076 mm) MGS de tambur hızının etkisi Tambur Hızı (d/d) Cr 2 O 3 (%) 140 - (Yatak oluşmamıştır) 155 35,10 165 30,94 175 29,79 190 - (Konsantre çok kirli) Çizelgeden görüldüğü gibi, MGS nin tambur hızı arttıkça elde edilen konsantrenin krom tenörü düşmektedir. Ön testler sonucunda tambur hızı 145 d/d olarak seçilmiş, diğer koşullar sabit tutularak nihai MGS testleri yapılmıştır. Mk3 numunesi kullanılarak optimal koşullarda (%25 katı oranı, 4 o eğim, 5 l/d yıkama suyu, 2.2 l/d besleme hızı ve 145 d/d tambur hızı) yapılan MGS testlerinden elde edilen MGS konsantresinin kimyasal bileşimi Çizelge 4 de verilmiştir. Çizelge 4. MGS konsantresi ve tüvanan cevher kimyasal analizi Oksit (%) (Tüvanan Cevher) (%) MGS Konsantresi (%) Cr 2 O 3 17,26 38,46 Fe 2 O 3 11,98 21,10 Al 2 O 3 8,16 21,40 SiO 2 19,12 2,90 Sallantılı Masa Deneyleri Çizelge 5. Sallantılı masa kimyasal analiz sonuçları Tane iriliği (mm) Kodu %Cr 2 O 3 %Fe 2 O 3 %MgO M1K1 (Konsantre) 34,13 18,14 16,27-0,5 +0,3 M1K2 (Konsantre) 32,47 16,50 15,63 M1A (Artık) 12,06 7,66 18,22 M2K 33,92 18,36 15,58 (Konsantre) -0,3 +0,212 M2A1 (Artık) 9,31 6,00 13,17 M2A2 (Artık) 6,33 6,35 30,75 M3K -0,212 +0,106 (Konsantre) 37,31 20,69 17,44 M3A (Artık) 3,59 4,99 29,35 M4K -0,106 (Konsantre) 32,51 19,99 15,81 M4A (Artık) 10,57 8,00 24,48 98
Çizelge 5 de Sallantılı masa deney sonuçları verilmektedir. Çizelgeden de görüldüğü gibi sallantılı masa zenginleştirilmesi ile direkt olarak satılabilir kalitede konsantre (Cr 2 O 3 >%48) elde etmek mümkün olmamıştır. Ancak elde edilen sallantılı masa konsantresinin tenörü örneğin -0,212 +0,106 mm tane fraksiyonu için %37.31 Cr 2 O 3 tür. Sonuçlar Bu tez çalışmasında, Kahramanmaraş Sarıgüzel Köyü Çakıobası mevkiinden temin edilen kromit numunesinin gravite ile ayırma yöntemlerinden Sallantılı Masa, Knelson Konsantratörü, MGS (multi gravite ayırıcı) ve Yüksek Gradyanlı Yaş Manyetik Ayırıcı kullanılarak zenginleştirilebilirliği araştırılmıştır. Tüvanan cevherin yapılan kimyasal analizi sonucunda %17,26 Cr 2 O 3 tenörlü olduğu tespit edilmiştir. Yapılan XRD analizleri sonucunda cevherin başlıca Magnesichromite ((Mg, Fe)(Cr, Al) 2 O 4 ), Demir silikat (Fe 2 SiO 4 ), Chromite (FeCr 2 O 4 ) ve Forsterite (Mg 2 SiO 4 ) içerdiği tespit edilmiştir. Knelson konsantratöründe -0,212 mm, -0,150 mm, -0,106 mm tane iriliklerinde deneyler yapılmıştır. Elde edilen konsantreler (%26 33 Cr 2 O 3 ) MGS deneylerinde besleme malı olarak kullanılmıştır. MGS deneysel çalışmasında öncelikle 140 190 d/d tambur hızında ön deneyler yapılmış ve belirlenen tambur hızında optimum koşullarda (d 80 = 0.076 mm, %25 katı oranı, 4 o eğim, 5 l/d yıkama suyu, 2.2 l/d besleme hızı ve 145 d/d tambur dönme hızı) yapılan testler sonucunda %17,26 Cr 2 O 3 tenörlü besleme malından %38,46 Cr 2 O 3 tenörlü konsantre elde edilmiştir. Sallantılı Masa deneylerinde -0,5+0,3 mm tane fraksiyonunda %46,59 verimle %34,13 Cr 2 O 3 tenörlü, -0,3+0,2 mm tane fraksiyonunda %77,85 verimle %33,92 Cr 2 O 3 tenörlü, -0,2+0,1 mm tane, fraksiyonunda %87,63 verimle %37,31 Cr 2 O 3 tenörlü, -0,106 tane fraksiyonunda %57,43 verimle %32,51 tenörlü konsantre elde edilmiştir. -0.212 +0.106 mm tane iriliğindeki malzeme 12000 Gauss da yaş manyetik ayırma sonucunda %32,40 Cr 2 O 3 tenörlü konsantre elde edilmiştir. Yapılan deneysel çalışma sonunda krom kumu olarak da isimlendirilen bu tip krom cevherinden Knelson Konsantratör + MGS kombinasyonu, Sallantılı Masa ve Manyetik Ayırma işlemleri sonrasında piyasada satılabilir şartları sağlayan (Cr 2 O 3 >%48) bir ürün elde edilememiştir. Ancak bu ürünün (MGS konsantresi) piyasada hali hazırda satılan konsantreler ile harmanlanarak satılabilmesi söz konusudur. Diğer yandan MGS konsantresi olarak nitelendirilen ürünün yapılan mineralojik incelenmesi sonucunda yüksek oranda refrakter özellik gösteren Magnesichromite içermesi bu malzemenin refrakter sanayinde mevcut durumu ile değerlendirilebileceği söylenebilir. Aynı şekilde konsantre ve konsantre içerisinde Magnesichromite in bulunması krom kafes yapısına Mg un da girdiğini söylenebilir. Dolayısıyla yapılan bu deneysel çalışma sonrası bu tip krom kumu tipi cevherin zenginleştirilmesinde 99
fiziksel yöntemlerden daha ziyade kimyasal-biyolojik proseslerin uygulanması da önerilebilir. Kaynaklar AĞAÇAYAK, T., 2004, Selçuk Üniversitesi, Topraktepe (Yeşildağ Beyşehir Konya) Kromitlerinin Araştırma Yöntemlerinin Araştırılması, 3 4, BAYAT, O., 2009. Cevher Hazırlama Zenginleştirme Laboratuarı Ders Notları (Yayınlanmamış Rapor), Çukurova Üniversitesi, Metalik Cevherleri Zenginleştirme Yöntemleri Ders Notları (Yayınlanmamış Rapor), Çukurova Üniversitesi, 12 13. DEVLET PLANLAMA TEŞKİLATI (DPT), MADENCİLİK ÖZEL İHTİSAS KOMİSYONU RAPORU, Metal Madenler Alt Komisyonu Krom Çalışma Grubu Raporu, Sekizinci 5 Yıllık Kalkınma Planı Ankara 2001, DPT: 2626 - ÖİK: 637, 1 8, 11 14. GENCE N., 1985, Elazığ Kafdağı Kromitlerinin Zenginleştirilmesi, Anadolu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Eskişehir. HUANG, L., 1996, Upgrading of Gold Gravity Concentrates: A Study of the Knelson Concentrator, Doktora Tezi, Department of Mining and Metallurgical Engineering, McGill University, Montreal. KNELSON, B. ve JONES, R., 1993, A New Generation of Knelson Concetrators a Totally Secure System Goes on Line, Mineral Engineering, 7,201-207. TOLUN R., 1960. Ortadoğu Teknik Üniversitesi, Ankara. Minerallerin Ayrılma Prensipleri ve Maden Sanayiindeki Tatbikatı. 100