Bİ TLİ S DİSTENİ Nİ N FLOTASYONLA ZENGİ NLEŞTİ Rİ LMESİ. Ma d. Müh. Ta mer Çağrı YURTSEVER

İSTANBUL TEKNİ K ÜNİ VERSİ TESİ FEN Bİ Lİ MLERİ ENSTİTÜSÜ Bİ TLİ S DİSTENİ Nİ N FLOTASYONLA ZENGİ NLEŞTİ Rİ LMESİ YÜKSEK Lİ SANS TEZİ Ma d. Müh. Ta mer Çağrı YURTSEVER Anabili m Dalı: Maden Mühendisliği Progra mı: Cevher ve Kömür Hazı rl a ma Tez Danış manı: Prof. Dr. Suna ATAK MAYI S 2002

İSTANBUL TEKNİ K ÜNİ VERSİ TESİ FEN Bİ Lİ MLERİ ENSTİTÜSÜ Bİ TLİ S DİSTENİ Nİ N FLOTASYONLA ZENGİ NLEŞTİ Rİ LMESİ YÜKSEK Lİ SANS TEZİ Ma d. Müh. Ta mer Çağrı YURTSEVER 505001101 Anabili m Dalı: Maden Mühendisliği Progra mı: Cevher ve Kömür Hazı rl a ma Tez Danış manı: Prof. Dr. Suna ATAK MAYI S 2002

ÖNS ÖZ Bu araştır mayı yap ma ma i mkan sağl ayan Cevher- Kö mür Hazırla ma ve Değerl endir me Anabilim Dalı Başkanı Pr of. Dr. Güven ÖNAL a; araştır mal arı m sırası nda bil gileri ile bana yol gösteren, çalış mal arı mı yönl endiren ve sonuçl arı n yor uml anması sırası nda büyük kat kıları nı gör düğü m t ez danış manı m Pr of. Dr. Suna At ak a sonsuz teşekkürleri mi sunarı m. Çalış mal arı ma değerli el eştiri ve yönl endir meler yapan, sonuçl arı n yazı ml arı sırası nda e meği ni esirge meyen Dr. Gül ay BULUT a ve XRF ci hazı il e ki mya analizleri ni n yapıl ması nda yardı ml arı nı esirge meyen Ol gaç KANGAL a t eşekkür ederi m. Deneysel çalış mal arı m sırası nda yardı ml arı nı esirge meyen t üm Cevher ve Kö mür Hazırla ma ve Değerlendir me Anabili m Dalı El e manl arı na teşekkürleri mi sunarı m. Bugünl ere gel me mde çok büyük e mekl eri geçen aile me sonsuz şükranl arı mı sunarı m. Ma yı s, 2002 T. Çağrı YURTSEVER ii

İ Çİ NDEKİ LER Çİ ZELGE Lİ STESİ ŞEKİ L LİSTESİ ÖZET SUMMARY v vi vii viii 1. Gİ Rİ Ş 1 2. GENEL Bİ LGİ LER 2 2. 1. Disteni n Fi zi ksel, Kimyasal ve Mi neral oji k Özellikleri 2 2. 2. Disteni n Özellikleri ve Kullanı m Al anl arı 2 2. 3. Dünya ve Türk Disten Rezevl eri 4 2. 4. Disten Yat akları nı n Sı nıflandırıl ması 6 2. 5. Dünya Disten Üretimi 7 2. 6. Disteni n Zengi nleştiril mesi 8 3. FLOTASYON HAKKI NDA GENEL Bİ LGİ LER 12 3. 1. Fl otasyon 12 3. 2. Fl otasyon Reaktifleri 13 3. 2. 1. Kollekt örler 13 3. 2. 1. 1. Anyoni k kollekt örler 13 3. 2. 1. 2. Kat yoni k kollekt örler 14 3. 2. 2. Kontrol reaktifleri 15 3. 2. 3. Köpürt ücül er 15 3. 3. Silikatları n Fl otasyonu 15 3. 4. Disteni n Fl otasyonl a Zengi nleştiril mesi 17 4. DENEYSEL ÇALI ŞMALAR 19 4. 1. Mal ze meni n Özellikleri ve Fl otasyona Hazırlan ması 19 4. 1. 1. Ki myasal özellikler 19 4. 1. 2. Mi neral oji k özellikler 19 4. 1. 3. Cevheri n flotasyona hazırlanması 20 4. 1. 3. 1. Cevheri n kırıl ması 20 4. 1. 3. 2. Öğüt me 23 4. 2. Fl otasyon Deneyl eri 25 4. 2. 1. Sülfonat ile flotasyon deneyl eri 26 4. 2. 1. 1. Sodyu m dodesil sülfat ile flotasyon deneyl eri 26 4. 2. 1. 2. AERO 845 ile flotasyon deneyl eri 28 4. 2. 1. 3. AERO 801 ile flotasyon deneyl eri 29 iii

4. 2. 1. 4. AERO 825 ile flotasyon deneyl eri 31 4. 2. 1. 5. AERO 801 + AERO 825 ile flotasyon deneyl eri 32 4. 2. 2. Pot asyum ol eat ile flotasyon deneyl eri 34 4. 2. 2. 1. Doğal ph' da değişi k mi kt arlarda oleat ile flotasyon deneyl eri 34 4. 2. 2. 2. 3000 g/t oleat ile değişi k ph' larda flotasyon deneyl eri 35 4. 2. 2. 3. 3000 g/t oleat ile değişi k mi ktarlarda sodyu m karbonat ile deneyl er 37 4. 2. 2. 4. 3000 g/t oleat ile değişi k mi ktarlarda sodyu msilikat ile deneyl er 38 4. 2. 3. Sülfonat ve oleat flot asyonunda konsantrenin 3 kade me hali nde temi zlenmesi 41 4. 2. 4. Şla mı alınma mı ş mal ze meni n flotasyonu 41 4. 2. 5. De mir bil yalı değirmende öğüt ülen mal ze meni n flotasyonu 43 5. DENEY SONUÇLARI NI N TARTI ŞI LMASI 46 6. SONUÇLAR 49 KAYNAKLAR 50 ÖZGEÇMİ Ş 52 iv

Çİ ZELGE Lİ STESİ Sayfa No Çi zel ge 2. 1. Bazı ül kelerde disten içi n uygul anan standartlar....... 4 Çi zel ge 2. 2. Dünya disten rezervleri........ 5 Çi zel ge 2. 3. Dünya disten mi nerali üreti mi. 7 Çi zel ge 4. 1. Di sten numunesi ni n ki myasal analiz sonuçl arı.... 20 Çi zel ge 4. 2. -3. 36 mm elek analizi sonuçl arı.... 21 Çi zel ge 4. 3. -2 mm elek analizi sonuçları...... 22 Çi zel ge 4. 4. -0. 150 mm elek analizi..... 24 Çi zel ge 4. 5. Mal ze mede kum- şla moranı ve analiz sonuçl arı... 25 Çi zel ge 4. 6. Sodyu m dodesil sülfat ile disten flotasyonu sonuçları... 27 Çi zel ge 4. 7. AERO 845 ile disten flotasyonu sonuçl arı...... 28 Çi zel ge 4. 8. AERO 801 ile disten flotasyonu sonuçl arı... 30 Çi zel ge 4. 9. AERO 825 ile disten flotasyonu sonuçl arı... 31 Çi zel ge 4. 10. AERO 801 + AERO 825 ile disten flotasyonu sonuçl arı... 33 Çi zel ge 4. 11. Doğal ph da değişi k mi ktarlarda oleat ile disten flot asyonu sonuçl arı... 34 Çi zel ge 4. 12. 3000 g/t oleat ile değişi k ph l arda disten flotasyonu sonuçl arı... 36 Çi zel ge 4. 13. 3000 g/t oleat ile değişi k mi kt arlarda sodyu m karbonat ile disten flotasyonu sonuçl arı... 37 Çi zel ge 4. 14. 3000 g/t ol eat ile değişik mi kt arlarda sodyu m silikat ile disten flotasyonu sonuçl arı... 39 Çi zel ge 4. 15. 1500 g/t AERO 825 ile üç kade meli temi zle me sonuçl arı... 40 Çi zel ge 4. 16. 2000 g/t AERO 801 + AERO 825 ile üç kade meli temi zle me sonuçl arı... 41 Çi zel ge 4. 17. 3000 g/t oleat ile üç kademeli temi zle me sonuçl arı... 41 Çi zel ge 4. 18. 1500 g/t AERO 825 ile disten flotasyonu sonuçl arı... 42 Çi zel ge 4. 19. 2000 g/t AERO 801 + AERO 825 ile disten flotasyonu sonuçl arı... 42 Çi zel ge 4. 20. 3000 g/t oleat ile disten flotasyonu sonuçl arı... 42 Çi zel ge 4. 21. -0. 150 mm elek analizi... 43 Çi zel ge 4. 22. 1500 g/t AERO 825 ile disten flotasyonu sonuçl arı... 44 Çi zel ge 4. 23. 2000 g/t AERO 801 + AERO 825 ile disten flotasyonu sonuçl arı... 45 Çi zel ge 4. 24. 3000 g/t oleat ile disten flotasyonu sonuçl arı... 45 v

ŞEKİ L LİSTESİ Şekil 1. 1 Şekil 4. 1 Şekil 4. 2 Şekil 4. 3 Şekil 4. 4 Şekil 4. 5 Şekil 4. 6 Şekil 4. 7 Şekil 4. 8 Şekil 4. 9 Şekil 410 Şekil 4. 11 Şekil 4. 12 Şekil 4. 13 Şekil 4. 14 Şekil 4. 15 Şekil 4. 16 Şekil 4. 17 : Idaho Woodrat Mount ain böl gesi disten cevheri zengi nleştir me akı mşe ması... : -3. 36 mm el ek altı eğrisi... : -3. 36 mmfrekans eğrisi... : -2. 00 mm el ek altı eğrisi... : -2. 00 mmfrekans eğrisi... : -0. 150 mm el ek altı eğrisi... : -0. 150 mmfrekans eğrisi... : SDS mi kt arı na göre disten fl otasyonunda kaba konsantre, konsantre, artık Al 2 O 3 içeri kleri ve flotasyon verimi değişi mi... : AERO 845 mi kt arı na göre disten flotasyonunda kaba konsantre, konsantre, artık Al 2 O 3 içeri kleri ve flotasyon verimi değişi mi... : AERO 801 mi kt arı na göre disten flotasyonunda kaba konsantre, konsantre, artık Al 2 O 3 içeri kleri ve flotasyon verimi değişi mi... : AERO 825 mi kt arı na göre disten flotasyonunda kaba konsantre, konsantre, artık Al 2 O 3 içeri kleri ve flotasyon verimi değişi mi... : AERO 801 + AERO 825 mi kt arı na göre disten flot asyonunda kaba konsantre, konsantre, artık Al 2 O 3 içeri kleri ve flotasyon veri mi değişi mi... : Doğal ph da oleat mi ktarı na göre disten fl otasyonunda kaba konsantre, konsantre, artık Al 2 O 3 içeri kleri ve flotasyon veri mi değişi mi... : 3000 g/t oleat ile değişik ph l arda disten flotasyonunda kaba konsantre, konsantre, artık Al 2 O 3 içeri kleri ve flotasyon veri mi değişi mi... : Sodyu m karbonat ilaveli oleat ile disten flotasyonunda kaba konsantre, konsantre, artık Al 2O3 içeri kleri ve flotasyon veri mi değişi mi... : Sodyu msilikat ilaveli oleat ile disten flotasyonunda kaba konsantre, konsantre, artık Al 2O3 içeri kleri ve flotasyon veri mi değişi mi... : -0. 150 mm el ek altı eğrisi... : -0. 150 mmfrekans eğrisi... Sayfa No 10 21 22 23 23 24 25 27 29 30 32 33 35 36 38 39 43 44 vi

vii

ÖZET Bu çalış mada, Bitlis yöresi nden alı nan %35. 60 Al 2 O 3 i çeren disten nu munesi ni n flotasyon yönt e mi ile zengi nleştiril mesi ne yöneli k çalış mal ar yapıl mıştır. Yapılan fl otasyon deneyleri nde, şla mı alı nmı ş kum nu munesi üzeri nde Sülfonat ve Ol eat gr ubu kollekt örleri n et kisi ayrı ntılı ol arak i ncelen mi ştir Deneysel çalış mal ar i ki gr up hali nde gerçekl eştiril miştir. İl k ol arak Sülfonat grubu kollekt örlerle fl otasyon deneyl eri yapıl mış ve farklı sülfonat ti pi kollekt örleri n etkisi i ncelenerek, en uygun kollekt örün ci nsi ve mi ktarı sapt anmı ştır. İki nci gr up deneyl erde ise Pot asyum Ol eat kollekt ör ol arak kullanıl mış ve en uygun mi kt ar ve ph değeri bu kollekt ör i çi n belirlenmiştir. Ayrıca bu gr upt a çeşitli kontrol reaktifleri ni n et kisi de incelenmi ştir. Daha sonra bu i ki gr up deneyi n sonuçl arı na dayanarak belirlenen kollekt örler ve mi kt arları yla şla mı n ve farklı öğüt ücü orta mı n fl otasyona et kisi incelenmi ştir. Bu deneyl er sonucunda, ph 4 t e 1500 g/t mi kt arında AERO 825 ve 2000 g/t AERO 801 + AERO 825 karışı mı ile en i yi sonuçl ar el de edil miştir. PH 7. 5 da 3000 g/t pot asyu m ol eat mi kt arı en uygun miktar ol arak bul unmuşt ur. Belirlenen bu kollekt ör mi kt arları nda ve t e mi zle me kade meleri arttırılarak %58-60 ın üzeri nde Al 2 O 3 i çeren satılabilir konsantreler %80-85 veri ml erle el de edil miştir. Ara ür ünl erdeki disteni n de kazanıl ması ile fl otasyon veri ml eri %90 lara yükselebilecektir. Sodyu m silikat ( Na 2 Si O 3 ) ve sodyu m karbonat ( Na 2 CO 3 ) gi bi kontrol reaktifleri ni n kullanıl dı ğı deneyl erde gangı bastır mak içi n bu reaktiflere gerek ol madı ğı anl aşıl mıştır. Ayrıca, şla mı n disten fl ot asyonu üzeri nde ol umsuz bir etkisi gör ül me mi ştir. Öğütmede sera mi k bil yalı değir men yeri ne çeli k bil yalı değir meni n kullanıl ması ile, yi ne yüksek oranda Al 2 O 3 i çeren ( %58-60) konsantreler ve araürünler üretilebil mekt e ancak artı ktaki kayı plar dol ayısı ile disten kazanma veri ml eri düşük ol makt adır. vii

SUMMARY In t his st udy, beneficiation of kyanite by fl otation has been perfor med using a sa mpl e wit h 35, 6 % Al 2 O 3 t aken from Bitlis. In fl otation experi ments, t he effects of sul phonat e and ol eate collect ors on desli med sand sa mpl e were i nvesti gated. Experime nt al st udi es were perfor med i n t wo steps. In t he first step, fl otation experi ments were carried out by usi ng sul phonat e gr oup of collect ors and t he most suitable collect or type and its amount were deter mi ned. In t he second gr oup of experi ments, pot assi um ol eate was used as a collect or and its concentration was opti mi zed. The effect of ph values were t ested and t he best val ue was det er mi ned as ph: 7, 5 f or t his collect or. Besi des, vari ous t ypes of control reagents were investi gated i n this group of experi ment s. In addition, dependi ng on t he results of bot h t wo gr oups of experi ments, t he effect of desli mi ng and different gri ndi ng medi a were i nvesti gated by usi ng suitabl e collect ors and opti mu m dosage. Aft er t hese experi ments, t he opti mu m collect or dosages are det er mi ned as 1500 g/t of AERO 825 and 2000 g/t of a co mbi nati on of AERO 801 and AERO 825 at ph 4. Al so 3000 g/t of potassi umol eat e was a suitable collector dosage at ph 7. 5. Sal eabl e concentrates assayi ng over 58-60 % Al 2 O 3 cont ent wit h 80-85 % r ecoveries were obt ai ned by usi ng t hese dosages and cl eani ng st ages. It was f ound t hat sodi um silicat e ( Na 2 Si O 3 ) and sodi um carbonat e ( Na 2 CO 3 ) are not necessary t o depress gangue mi nerals. Besi des, sli me was f ound t o have no adverse effect on fl otation of kyanite. Ho wever, t he use of stainl ess steel ball mill i nstead of cera mi c ball mill in t he gri ndi ng stage of ore, kyanite concentrates wit h hi gh al umi ni um cont ents (58-60 %) were pr oduced wit h lower recoveries, due t o the lost of kyanite in the tailing and mi ddli ngs. viii

1. Gİ Rİ Ş Di sten mi nerali, birçok alanda kullanılabilen ancak öne mli bir kıs mı refrakt er ha mmadde ol arak kullanılan ve birçok dünya ül kesi tarafı ndan t üketilen bir endüstri yel ha mmaddedir. Di sten cevherleş mesi dünyanı n he men he men her böl gesi nde bul unması na karşı n, bunl arı n çok azı nda kullanı ma uygun düzeyde disten bul unmakt adır. Ül ke mi zde 2000 li yıllara geli nmi ş ol ması na rağmen çok fazla t anı nmayan bu mi neral, ül ke mi zi n al ümi nalı refrakter ha mmadde i htiyacı açısı ndan büyük bir öne m arz et mekt edir. Bundan dolayı, Tür ki ye de bul unan disten yat akl arı üzerinde i vedili kle jeol oji k ve teknol oji k araştır mal ara hız veril mesi gerekmekt edir. Bitlis masifi nde yer alan disten yat akları ül ke mi zi n al ümi nalı refrakter ha mmadde ihtiyacı açısı ndan önemli dir. Genel ol arak fl otasyonl a zengi nleştirilmesi çok zor ol mayan bu ti p cevher yat akl arı ndan çok yüksek Al 2 O 3 i çeri ği nde disten konsantreleri el de et mek mü mkündür. Di steni n endüstri yel çapt a kazanıl ması nda gravite ile ayır ma yönt e mi ve manyeti k ayır ma yönt e mi yanı nda fl otasyon yönt e mi de uygul an makt adır. Bu çalış mada kullanılan nu mune Bitlis yöresi nden t e msili ol arak alı nan ve %35. 60 Al 2 O 3 i çeren disten cevheri dir. Bu çalış manı n a macı, Bitlis disten cevheri ni n Al 2 O 3 içeri ği ni ve veri mi ni, fl otasyon yönt e mi yl e, belirli kollekt örler ve çeşitli koşullarda en yüksek değere ul aştır maktır. Cevheri n zengi nleştiril mesi ne yöneli k olarak yapılan flotasyon deneyl eri nde %56-58 Al 2 O 3 i çeren satılabilir konsantreleri n üretil mesi hedeflenmi ştir. 1

6. SONUÇLAR Bitlis disteni ni n fl otastonla zengi nleştiril mesi adlı bu t ez kapsa mında yapılan çalış mal arı n sonuçl arı aşağı da sunul makt adır. 1. Sera mi k bil yalı değir mende öğüt ülen şla mı alı nmı ş ku m nu munesi üzeri nde Sülfonat gr ubu kollekt örlerle yapılan fl otasyon deneyl eri sonucunda en i yi sonuçl ar ph: 4 t e AERO 825 ile 1500 g/t ve AERO 801 + AERO 825 karışı mı yl a 2000 g/t kollekt ör mi kt arı nda el de edil miştir. 1500 g/t AERO 825 ile yapılan deneyde konsantreni n Al 2 O 3 i çeri ği %61. 25 ve veri mi de %80. 88 dir. Aynı şekil de 2000 g/t AERO 801 + AERO 825 ile yapılan deneyde konsantreni n Al 2 O 3 i çeri ği %60. 20 ve veri mi %83. 43 dür. 2. Pot asyum Ol eat ile yapılan fl otasyon deneyl eri nde en i yi sonuçl ar pül pün ph sı 7. 5 iken 3000 g/t kollekt ör mi kt arı kullanıl dı ğı nda elde edil miştir. 3000 g/t Pot asyu m Ol eat ile yapılan üç kademe t e mi zle meli fl otasyon deneyl eri sonucunda konsantreni n Al 2 O 3 içeri ği %56. 35 ve veri mi %59. 64 t ür. 3. Ol eat fl otasyonunda, sodyu m kar bonat ve sodyu m silikatı n kontrol reaktifi ol arak kullanıl dı ğı deneyl eri n veri ml eri ve i çeri kleri sodyu m kar bonatı n kullanılmadı ğı aynı deney koşulları ndaki deney ile kı yaslandı ğı nda ol uml u gözük me mekt edir. Ayrıca, sodyu m silikat mi kt arı arttıkça bir silikat mi nerali ol an disteni n de bastırıldı ğı gözl enmi ştir. 4. En i yi fl otasyon koşullarında, şla mlı nu munel er ile deneyl er yapıl mış ve şl a mı n flotasyon sonuçl arı üzerinde ol umsuz bir et kisi olmadı ğı belirlenmi ştir. 5. Öğüt mede sera mi k bil yalı değir men yeri ne çeli k bil yalı değir meni n kullanıl ması ile yüksek oranda Al 2 O 3 i çeren ( %58-60) konsantreler üretilebil mekt e, ancak artı k ve ara ürünl erdeki kayı plar nedeni ile disten kazanma veri ml eri düşük ol maktadır. 50

6. Yant aş olrak kuvars i çeren disten cevheri nde Sülfonat ile yapılan deneyler Ol eatla yapılanl ara göre daha başarılı ol muşt ur. Sülfonatlı fl otasyonda da; ph: 4 te 2000 g/t AERO 801 + AERO 825 karışı mı en i yi sonuçları ver mi ştir. Bu koşullarda; şl a mı alı nmı ş nu mune, şla mı alı nma mı ş nu mune ve çeli k bil yalı değir mende öğüt ül müş nu mune ile yapılan flot asyonl arda, üç kademeli t e mi zle me sonrasında, ni hai konsantreleri n Al 2 O 3 içeri kleri sırası ile %60. 20, %59. 75 ve %58. 15; disten kazanma veri ml eri ise %83. 43, %85. 47 ve %74. 99 ol makt adır. 51

2. GENEL Bİ LGİ LER 2. 1. Disteni n Fi zi ksel, Ki myasal ve Mi neral oji k Özelli kleri Di sten, susuz al ümi nyum silikat grubuna ait bir mi neral dir ve bu gr ubun di ğer mi neralleri andal uzit ve silli manittir. Ki myasal formüll eri Al 2 O 3 Si O 2 veya Al 2 Si O 5 ol up farklı kristal yapısı ndadırlar. Di sten mi nerali ni n kristal for mu tri kli ni k, andal uzit ve silli manit mi neralleri ni n ise ort orombi ktir. Di stenin biri m hücre boyutları a = 7. 10, b = 7. 74 ve c = 5. 57 A 0 dur ve c doğr ult usunda uza mı Ģ yassı kristaller halinde bul unur. Kristaller esnek hal de bulunup genellikle eğil miģ veya bükül müģt ür. Di ğer adı kyanit ol an disten mi nerali genellikle belirgi n açı k mavi renkte, bazen yeģil veya beyaz, çok az da olsa gri renkt e bul unabil mekt edir. Genel ol arak camsı gör ünü me sahi ptir ve bazen de dilini m yüzeyl eri i nci parlaklı ğı ndadır. Di steni n yoğunl uğu 3. 6 gr/c m 3 t ür. Mohr sertlik skal ası na göre sertliği kristal boyunca 4-5, eni ne 6-7 değerleri ndedir. Ki myasal bileģi mi nde Al 2 O 3 ve Si O 2 dıģı nda Fe 2 O 3, Cr 2 O 3 ve çok az miktarda Ca O, Mg O, Fe O ve Ti O 2 mi neralleri bul unmakt adır. 2. 2. Disteni n Özelli kleri ve Kull anı m Al anl arı Saf hal de kullanı mı çok f azla ol mayan bir mi neral ol an disteni n ekonomi k açı dan bir değer arz et mesi i çi n refrakterlik özellikleri ni n arttırıl ması gerekir. Bu sebebt en disten 1350-1380 0 C arası nda kalsi ne edilerek, ekono mi k ol arak değerlendirileceği alfa mullite dönüģt ürül ür. 2

Bu faz değiģi mi sırası nda, 3( Al 2 O 3 Si O 2 ) + Isı 3Al 2 O 3 2Si O 2 + Si O 2 Disten Mullit Serbest Silis Ģekli nde bir reaksi yon gerçekleģir. Sı caklı k arttırıldı ğı nda mullit bozuģur ve Al 2 O 3 ile Si O 2 ortaya çı kar. Bu esnada öne mli bir haci msel değiģi m gözlenmez. Sı caklı ğı n düģürül mesi dur umunda mullit t ekrar ol uģur. Mullit fazı na geçen disten bazı özellikler kazanmakt adır. Bunl ardan il ki yüksek sıcaklı klarda haci msel duraylılık ve t er mal Ģokl ara karģı dayanı klılık göst er mesi dir. Dol ayısı yla sıcaklı k değiģi ml eri nden fazla et kilen mez. Ayrı ca aģı nma ve kor ozyona karģı da son derece dirençli dir. Di steni n yak ma pr osesi sırası nda gösterdi ği haci msel genl eģ me katsayısı di ğer aynı ki myasal for müllere sahip ol an andal uzit ve silli manite göre yakl aģı k 2. 5 kat daha fazladır. Bu özellik il k bakıģta dezavant aj gi bi gör ünmesi ne rağmen kontrol edil mesi hali nde bazı avant ajlar sağla ması mü mkündür. Bili ndi ği gi bi bazı ha mmaddel er ve özellikle killer ateģte büzül ürler. BüzüĢ me disten kullanmak sureti yle dengel enebilir. Öt e yandan bazı dur uml arda haci m artıģı istenmez. Mullite dönüģt ür me pr osesi esnası nda haci m artıģı nı n belli sı nırlar i çi nde kal ması gerekli dir. Bu nedenl e pr oses öncesi nde distene kalsi nasyon uygulanması zorunl udur. Haci msel genl eģ me katsayısı ha mmaddeni n t ane boyut u dağılı mı ile bağl antılıdır. Genl eģ me katsayısı nı n değeri ni sabit t utabil mek a macı ile t ane boyut dağılı mı nı n mü mkün ol duğunca aynı ol ması sağl anmalı dır. Tane boyut u dağılı mı disteni n alfa mullite dönüģümünde öne mli rol oynar. He m dönüģüm sı caklı ğı nı hem de pr osesi n süresi ni et kiler, dol ayısıyl a da dönüģüm oranı nı tayi n eden bir fakt ördür. Di steni n alfa mullite dönüģümü esnasında 1 metri k t on distenden yakl aģı k ol arak 0. 88 metri k t on mullit el de edil mekt edir (Karadeni z ve Ku mr u, 1992). Refrakter sanayii nde kullanılacak ol an disten i çin belli bir standart yoktur. Her üreti m yapan ül keni n kendileri ne göre geliģtirdi kleri standartlar bul unmakt adır. Çi zel ge 2. 1 de bu standartlar veril miģtir. 3

Çi zel ge 2. 1 Bazı Ül kel erde Di sten Ġçi n Uygul anan St andartlar ( Karadeniz ve Ku mr u, 1992). İ ÇERİ K A. B. D. Çİ N Hİ NDİ STAN Al 2 O 3 % 59 % 55-60 % 58 Si O 2 % 39 % 42 % 39 Fe 2 O 3 % 0. 75 % 1. 5 % 2 Ti O 2 % 1. 25 % 1. 5 % 2 K 2 O + Na 2 O % 0. 25 % 1 % 0. 5 Fe 2 O 3 + Ti O 2 - - % 2. 5 Ca O + Mg O % 0. 2 - - Tü m Safsızlıklar - - % 3. 5 Di sten konsantreleri ni n istenen özellikleri t aģı yabil mesi i çi n özellikle t enörünün % 90 ı n üzeri nde ol ması gerekli dir. Ki myasal bileģi m, t ane boyut dağılı mı ve refrakt erlik öne mli kriterlerdir. Ayrıca hacimsel genl eģ me katsayısı ve bazı dur uml arda da at eģ rengi öne mli özelliklerdendir. Ayrı ca ki myasal yapısı nda ol ması muht e mel ol an Si, Fe, Ti ve al kali met al el e mentlerini n t enörleri refrakterliğe yaptı kları et kiler açısı ndan büyük öne mtaģı makt adırlar. Di steni n en büyük kullanı m al anı de mir çeli k endüstrisi dir. Ayrıca de mir dıģı met al, çi ment o, ca m ve gübre sanayiileri nde, met ali k fiber üreti mi nde ve Si- Al al aģı ml arı nda kullanıl makt adır. Bunları n dıģı nda buji göbeği yapı mı nda sera mi kt e, ocak döģe mel eri nde, sı caklık i zol e et mede, el ektro porselen i mal atı nda, silisyum kar bür yapı mı nda, kaynak çubuğu kapl a mal arı nda, refrakt er harç ve sı va üreti mi nde ve sağlı k gereçleri nde disten kullanıl makt adır ( DPT, 2001). 2. 3. Dünya ve Türk Disten Rezervl eri Dünyada disten mi neralini n büyük bir kıs mı Kanada, A. B. D., Güney Afri ka, Ġsveç, Avust urya, Hi ndistan, Rusya ve Avustral ya da bul unmakt adır. Çi zel ge 2.2 de dünyadaki disten rezervleri ni n ül kelere göre durumu veril miģtir. 4

Çi zel ge 2. 2 Dünya Disten Rezervleri ( DPT, 2001). ÜLKE TON % KANADA 45 000 000 38. 6 A. B. D. 30 000 000 25. 8 GÜNEY AFRİ KA 12 000 000 10. 3 İSVEÇ 4 500 000 3. 9 KAMERUN 4 114 000 3. 5 AVUSTURYA 4 000 000 3. 4 Hİ NDİ STAN 3 800 000 3. 2 RUSYA 3 500 000 3. 0 AVUSTRALYA 3 000 000 2. 6 Lİ BERYA 2 500 000 2. 2 KENYA 1 230 000 1. 1 BREZİ LYA 1 000 000 0. 9 BULGARİ STAN 800 000 0. 7 Fİ NLANDİ YA 300 000 0. 3 MALAVİ 300 000 0. 3 SOMALİ 132 000 0. 1 NAMİ BYA 120 000 0. 1 DÜNYA TOPLAMI 116 296 000 - A. B. D. de i ki büyük disten yat ağı mevcutt ur. Bu yat akl ar Virgi nia da Wi llis Mount ai n ve Geor gi a da Gr aves Mount ai n böl geleri nde yer al makt a ol up, kuvarsitlerle birli kte bul unmakt adır. A. B. D. de gnays ve Ģistler i çi nde bul unan disten yat akları ekono mi k değer taģı ma makt adırlar ( Benett ve di ğ., 1983). Hi ndistan disten yat akları masif yapı da ol up, yal nızca bu ül kede gözl enen bir ol uģumdur. Bu rezervl erin öne mli bir kıs mı Bi har ve Andhra Pradesh de yer al makt a ol up Maharashtra, Orissa, West Bengal ve Kar nat ka da da disten yat akları mevcutt ur ( Amanullah ve di ğ., 1990). 5

Öt e yandan, t abl oda bul unma makl a beraber, Çi n de öne mli mi kt arlarda disten bul unmakt adır. Büyük bir kıs mı düģük t enörl ü ol an bu yat aklar Jiangsu, Henan ve Xi njiang böl geleri nde yer al makt adır ( Guanghuan, 1990). Tür ki ye de ise Manisa-Gör des- De mirci- Köpr übaģı, Aydı n- Koçarlı ve Bitlis Masifi nde disten yatakl arı mevcutt ur. Ma ni sa- Gör des- De mirci-köpr übaģı yöresi nde bulunan disten pot ansi yeli mil yon t onl ar ci nsi nden ifade edil mesine rağmen, Al 2 O 3 i çeri ğini n %10 ci varları nda olması nedeni yl e ekono mi k bir değer taģıma makt adır. Bitlis masifi nde yer al an disten yat akl arı Bitlis- Bayra mal an, Bi ngöl- Genç-Haveli yan ve Bitlis- Hür müz- ġet ek köyleri ci varı nda bul unmaktadır. Bu cevheri n Al 2 O 3 i çeri ği %20-32 arası nda değiģ mekt e ve görünür rezervi 165 000 t on olarak tahmi n edilmekt edir. Bitlis- Bayra mal an köyü ci varı nda bul unan ve gang mi neralleri kuvarsit, mus kovit ve serizit ol an disten rezervleri 1. 5 mil yon t on ol arak t ahmi n edil mekt edir. Al 2 O 3 i çeri ği ise %23-52 arası nda değiģ mekt edir. Hür müz- ġet ek yöresi nde i se 3. 5 mil yona kadar disten varlı ğı t ahmi n edil mekt edir. Gang mi neralleri ol arak kaolinit, kuvars, rutil, muskovit ve serizit bul unmakt adır. Al 2 O 3 içeri ği ise %24-28 arası ndadır ( Karadeni z ve Ku mru, 1992). 2. 4. Disten Yat akl arı nı n Sı nıfl andı rıl ması Di sten mi nerali, di ğer alümi nyu m silikat mi neralleri andal uzit ve sillimanite benzer Ģekil de sedi mant er kayaçl arı n yüksek sı caklık altında met a morfizması sonucu ol uģ muģt ur. Yaygı n ol arak gözl enen biri nci grupt a, disten kuvarsitler ile birlikte bulunur. Di stenli kuvarsitler %15-40 arasında değiģen mi kt arlarda disten i çerirler. Pirit, lazurit, rutil ve mi ka gi bi gang mi neralleri %5 ci varı nda ol up cevher genellikle öne mli oranda kuvarsit içerir. Dünyada bu t ür yat aklanma A. B. D. nin Pi edmont Böl gesi nde, Geor gi a ve Vi r gi nia da vardır. Ayrıca, Suri na m, Nor veç, Kenya ve Avust urya da distenli kuvarsit rezervleri ne sahi p ül kelerdir. 6

Di sten, met a morfiz maya uğra mı Ģ Ģistler ve gnayslarla da birlikte bul unabil mekt edir. Gang mi neralleri ol arak bi otit, fel dspat, muskovit, garnet, nadiren hor nblend ve di ğer bazı kayaç ol uģt uran mi neralleri n gör ül ebil di ği bu t ür disten yat akları nda t enör %1-2 den %25 düzeyi ne kadar değiģebil mekt edir. Di sten t enörünün çok düģük ol duğu yat akl ar son derece geniģ alanlara yayıl mıģtır. Al ü mi nyu ml u sedi manl arın met a morfiz mal arı sonucu ol uģan nodüller Ģekli nde gör ül en disten yat akl arı, masif distenler ol arak adl andırıl makt adır. Bu t ür yatakl ar %15-60 kuvars, %10-30 mi ka ve kor und, rutil, staurolit, lazurir, t ur mali n, garnet, amfi bol, de mi r oksitler i çerirler. Hi ndistan da bul unan Lapsboru disten yat ağı bu t üre en i yi ör nektir ( Benett ve di ğ., 1983). 2. 5. Dünya Disten Üretimi Di sten mi neralleri ni ticari anl a mda üreten sadece bir kaç ül keden en büyüğü A. B. D. dir. Ameri ka BirleĢi k Devl etleri ni Çi n ve Ukrayna i zle mekt edir. Dünyadaki disten mi nerali üreti mi Çi zel ge 2. 3 de gör ül mekt edir. Çi zel ge 2. 3 Dünya Disten Mi nerali Üreti mi ( DPT, 2001). ÜLKE TON A. B. D. 90000 Çi n 50000 Ukr ayna 15000 Rusya 10000 Hi ndistan 6700 Ġsveç 4000 Ġspanya 1500 Zi mbabve 1200 Avustral ya 800 Br ezil ya 600 7

2. 6. Disten i n Zengi nl eştiril mesi Di sten mi nerali içi n zengi nleģtir mede öne mli ol an kriterler; cevheri n mi neral ojisi, ki myasal bileģi mi ve cevheri ol uģt uran mi neralleri n serbestleģ me t ane boyutları dır. Bunl arı n dıģı nda kullanım al anl arı nı n gerektirdiği bazı koģullar da yöntem seçi mi ni et kile mekt edir. Genel ol arak Al 2 O 3 i çeri ği yet erli sevi yede (% 15 Al 2 O 3 ) ol an disten cevherleri ekono mi k ol arak değerlendirilebil mekt edir. Ancak disten konsantreleri nde t ane boyut unun 200 meģt en daha büyük ol ması nı n gerekliliği, serbestleģ me t ane boyut u bu değeri n altında ol an cevherlerde pr obl e m hali ne gel mekt e ve t enör ol arak yet erli gi bi gör ünen bir yat ağı n ekono mi k ol arak iģletilebil mesi ne mani ol abilmekt edir. Bazı dur uml arda ise disten, bakır ve pirit gi bi değerli mi nerallerle birlikte bulunabil mekt e, tenörü daha düģük ol masına rağmen ekono mi k değer taģı yabil mekt edir. ġi mdi ye kadar değiģik zengi nleģtir me yönte ml eri denen mi Ģ ol makl a birli kte uygul a mal arda fl otasyon ve manyeti k ayır mayla zengi nleģtir me met odl arı cevheri n içerdi ği gang mi nerallerine ve cevheri n yapısı na bağlı ol arak değiģi k varyasyonl arla tat bi k edil mekt edir. Di steni n zengi nleģtiril mesi nde, çubukl u veye bil yalı değir men ile istenen boyut a indirgenen cevher, pirit, kil ve mi ka gi bi gang mineralleri içeri yorsa, il k safhada pirit, iki nci safhada kil ve mi ka fl otasyonu yapılır. Di sten son kade mede yüzdür ülerek el de edilir ve konsantre di sten manyeti k ayır ma ile içerdi ği de mir mi nerallerinden ayrılır. Genel ol arak yüksek pülp yoğunl uğunda kondüsyonl a ma yapıl makt a ve flot asyon asi di k orta mda gerçekl eģ mekt edir ( Benett ve di ğ., 1983). Di steni n zengi nleģtiril mesi nde, fl otasyon ve manyeti k ayır ma dıģı nda da çeģitli zengi nleģtir me iģle ml eri çeģitli araģtır macılar t arafından denen mi Ģtir. T. O. Ll e well yn ve J. Br owni ng t arafı ndan yapılan bir çalıģ mada Georgi a Gr aves Mount ai n böl gesi nden alı nan distenli kuvarsit nu munel eri üzeri nde gravite ile zengi nleģtirme met hodu uygul anmı Ģtır. 8

Yapılan bu zengi nleģtir me deneyl eri nde ci haz ol arak ağır orta m si kl onl arı kullanıl mıģtır. Di sten t enör ü %33 ol an ve %60. 5 kuvars, %4. 5 mi ka ile çok az mi kt arlarda r util ve opak mi neral i çeren nu munel er 28 meģ boyut una i ndirildi kten sonra si kl onl a Ģla mı atıl mıģtır. Ağır orta m si kl onl arı na besl enmeden önce sülfürleri n uzakl aģtırıl ması içi n fl ot asyon yapıl mıģtır. Ağır orta m sı vısı ol arak özgül ağırlığı 2. 96 gr/c m 3 ol an t etrabr omet an ( CHBr 2 ) kullanıl mıģ ve %95. 5-96. 7 veri ml e, %96. 4-99. 0 t enörl ü disten konsantresi el de edil miģtir ( Ll ewell yn ve Br owni ng). Gr avite zengi nleģtir me met odunun denendi ği bir baģka çalıģ ma ise Hi ndistan da S. Amanullah, G. M. Rao ve K. Sat yanarayana t arafı ndan gerçekl eģtiril miģtir. DeğiĢi k yat akl ardan sağl anan numunel er, gang mi nerali ol arak yüksek t enörde kuvars ve mi ka ile az mi kt arlarda r util,staurolit, lazurit, t ur mali n, gar net, a mfi bol ve de mir oksitlerden ol uģ muģt ur. Özellikle sarsı ntılı masa çalıģ maları denenmi Ģ, ancak baģarısızlı kl a sonuçl anmı Ģtır. Burada elde edilen ol umsuz sonuçlar genel ol arak Ģekil faktörüne, disten veri mi ndeki düģükl ük ise sarsı ntılı masadaki kayı pları na bağl anmı Ģtır (Amanullah ve di ğ., 1990). A. B. D. de I daho Woodrat Mount ai n böl gesi nde bul unan ve %15-45 arasında değiģen tenörlerde disten i çeren Ģist ve gnays yat ağı ndan alı nan nu munel er üzerinde A. R. Rul e ve R. S. Mc Cl ai n t arafından zengi nleģtir me çalıģ mal arı yapıl mıģtır. Gang mi neralleri ol arak öne mli mi kt arda kuvars, muskovit, kl orit, bi otit, fel dspat, garnet ve az mi kt arda staurolit, t ur mali n kordierit, korendon, manyetit ve r util içeren cevheri n zengi nleģtiril mesi i çi n gravite, fl otasyon ve manyeti k ayır ma yönte ml eri çeģitli varyasyonl arla denen mi Ģtir. Sert ve çubuksu yapıdaki disteni n düz pl aka Ģekilli mi kadan ayrıl ması içi n scrubbi ng (aģı ndır ma) iģle mi ni n ol uml u sonuç vereceği düģünül müģt ür. Deneyl er he m kesi kli, he m de sürekli devre Ģeklinde düzenl enerek gerçekl eģtiri miģtir. ġekil 1. 1 deki akı m Ģeması ndan da gör ül eceği gi bi çeneli kırıcı dan gel en cevher mer daneli kırıcı ile 12 mm boyut una i ndiril miģ ve scrubbi ng yapıl mıģtır. Scr ubbi ng sonrası nda çubukl u değir men ile 20 meģe öğüt ül müģ ve t araklı klasifikat ör ile sı nıflandırıl mıģtır. Taraklı kl asifikat örün alt akı mı el ütrasyon kol onuna ve üst akı mı da hi droseperat öre beslenerek i ki nci kade me sı nıflama yapıl mıģtır. Boyut aralı ğı 20 meģ ol an mal ze me i ki fraksi yona (-20+48 ve 48+65 meģ) ayrılarak sarsı ntılı masada 9

CEVHER ÇENELĠ KIRICI ELEK MERNANELĠ KIRICI -12 mm DAĞITMA ELEK ÇUBUKLU DEĞĠRMEN -20 MEŞ TARAKLI KLASĠFĠKATÖR ÜST AKIM ALT AKIM ELÜSTRASYON KOLONU 65 MEŞ HĠDROSEPERATÖR -20+48 MEŞ -48+65 MEŞ -65+400 MEŞ -400 MEŞ ARTIK ARTIK MASA 1 MASA 2 ARTIK KONDÜSYONLAMA KONSANTRE KONSANTRE DĠSTEN FLOTASYONU KABA DEVRE ARA ÜRÜN (ÇUBUKLU DEĞĠRMENE) ARTIK DĠSTEN FLOTASYONU TEMĠZLEME DEVRESĠ TEMĠZ KONSANTRE ARA ÜRÜN Şekil 1. 1 Idaho Woodrat Mount ai n Böl gesi Disten Cevheri Zengi nleģtir me Akı m ġe ması 10

zengi nleģtir me iģle mi uygul anmı Ģtır. Öt e yandan 65 + 400 meģ boyut undaki fraksi yon ise fl otasyonl a zengi nleģtiril miģtir. Fl otasyon devresi nde ph düzenl eyi ci ol arak Na OH kullanıl mıģ ve ph 10-11 ci varı nda ol acak Ģekil de ayarlanmı Ģtır. Topl ayıcı reaktif ol arak ol ei k asit, fuel oil ve petrol yum sülfonattan ol uģan bir e mülsi yon kullanıl mı Ģtır. Mi ka i se lakti k asit ile bastırıl mıģtır. Bu çalıģ mada, fl otasyon devresi ndeki disten kayıpları nı n, sarsı ntılı masa devresi ndeki kayı plara oranl a daha yüksek ol duğu gözl en mi Ģtir. Manyeti k ayır ma sürekli devreye dahil edil me mi Ģ ancak el de edilen konsantreler kur ut ularak manyeti k ayır maya t abi tut ul muģt ur. Ni hai konsantrede disten t enörü %87 ye ul aģırken, verim %63 ol arak gerçekl eģ mi Ģtir ( Rul e ve Mc Cl ai n). Gr avite ile ayır ma yönt emi uygul anan çalıģ mal arın bir kıs mı nda ol uml u sonuçl ar el de edil mesi ne rağmen, en büyük disten üreticisi ül ke ol an A. B. D. de genellikle fl ot asyon ve manyeti k ayır ma yönt e mleri terci h edil mekt edir. Vi r gi nia daki Willis ve Baker Mount ai n böl geleri ile Geor gi a daki Gr aves Mount ai n böl gesi nde bul unan disten yat akl arı distenli kuvarsitlerdir. Burada, zengi nl eģtir me öncesi nde cevher 1. 5 inç boyut una kırıl makt a ve st okl anmakt adır. Stok sahası ndan konveyör bant ile t aģı nan cevher, bir t araklı klasifikat ör il e kapalı devre çalıģan bir çubukl u değir mende 28 meģ boyut una i ndiril mekt edir. Öğüt me sonrası nda Ģl a m at ma iģle mi uygul anmakt a ancak öne mli oranda disten kayı pları na neden ol makt adır. Cevherde bul unan pirit ve mi ka fl otasyon ile uzakl aģtırıl makt a ve bu devreden sonra bat an kısı m i çi n Ģl a m atma i Ģle mi t ekrarlanmaktadır. Piritin yüzdür ül mesi nde ksant at, mi ka i çi n a mi n t ürü kollekt örler kullanıl maktadır. Di sten fl otasyonu öncesi nde kondüsyonl a ma yapıl makt a, H 2 SO 4 ile ph ayarlandı ktan sonra petrol yum s ülfonat ile disten yüzdür ül mekt edir. Bir kaba devre ve i ki kade me t e mi zl e me devresi nden sonra temi z konsantre el de edilmekt edir. Fl ot asyon konsantresi, %91 disten, %2. 5 de mir oksit ve kal an kısı m kuvars Ģekli ndedir. Susuzl andır ma sonrası nda kur ut ma yapılıp, yüksek al an Ģi ddetli manyeti k ayır ma yapılarak, de mir içeri ği %1 i n altına indiril mekt edir ( Benett ve di ğ., 1983). 11

3. FLOTASYON HAKKI NDA GENEL Bİ LGİ LER 3. 1. Fl otasyon Fl ot asyon, çok i nce boyutl u mi neralleri zengi nleştiren bir yönt e mdir. Fl ot asyon yönt e mi, gravite yönt e mleri ile zengi nleştiril mesi mü mkün ol madı ğı i çi n kı ymet siz kabul edilen, pek çok düşük dereceli veya ko mpl eks yapılı cevher yat ağı nı n işletil mesi ni mü mkün kılar. Fl otasyon 0. 5 mm den 1-2 mi kr ona kadar değişen boyutlardaki cevhere uygul anabilir. Genellikle 0. 3 mm il e 5 mi kron arası ndaki taneler bu met otta iyi randı man verir. Fl ot asyon yönt e mi nde ayır ma, bazı mi nerallerin hava kabarcı kları na ilişerek yüzdür ül mesi ne dayanır. Bu yüzden mi nerallerin yapısal özellikleri ve buna bağlı ol arak ol uşan yüzey özellikleri çok öne mli dir. Islanmayan, suyu iten ( hi drofob) bir yüzey yapısı hava kabarcı ğı na iliş meyi sağl ayacaktır. Mi neralleri n çok azı doğal ol arak ıslanmayan karakterde yüzey özellikleri gösterir. Doğal yüzebil me yet eneği ol an bu mi neraller yantaştan kol ayca fl otasyonla ayrılır. Islanabilen mi neraller ise bazı or gani k reaktiflerle ( kollekt örler) karıştırıldı kları nda suyu iten (hi drofobi k) yüzey özellikleri kazanabilirler. Fl ot asyon işle mi nde mekani k karıştır mayl a veya bası nçlı hava ile fl ot asyon maki nesi nde köpük oluşt urul ur ve böyl ece hi drofobi k özelliğe sahip mi neral taneci kleri hava kabarcığı ile sı vı yüzeyi ne t aşınır. Hi drofil özelliğe sahi p yani ıslanan mi neral taneci kleri ise kabarcı k tarafı ndan alı nma makt a ve di be çökmekt edir. Fl ot asyon mi neral endüstrisi dışı nda, bazı i nce atık maddel erle çevre kirlenmesi ne karşı ve bazı endüstriyel ür ünl eri n saflaştırılması nda da kullanılabilir. Ayrı ca koll oi dal (1-2 mi kron boyut gr ubu) atı k sul arı n temi zlenmesi, lavvar atık sul arı nı n temi zlenmesi, atı k f otoğraf çözeltileri nden gü müş kazanıl ması, tohu ml arı n flotasyonl a ayrıl ması di ğer uygul a ma alanları dır (At ak, 1990; Özt ürk, 2000). 12

3. 2. Fl otasyon Reaktifleri Fl ot asyon reaktifleri, besleyiciler vasıtası yla orta mdaki şartları istenilen dur uma ayarla mak ve bu şartları kor umak i çi n devreye kontroll ü ve munt aza m ol arak verilen ki myasal maddel erdir. Böyl ece fl otasyon ol ayı nı n i stenen düzeyde ol uş ması sağl anır. Fl ot asyon reaktifleri ni n sınıflandırıl ması aşağı daki gi bi dir: 1. Kollekt örler ( Topl ayı cılar) 2. Kontrol Reaktifleri a) ph düzenl eyiciler b) Canl andırıcılar c) Bastırıcılar d) Kuvvetlendiriciler e) Kor uyucul ar 3. Köpürt ücül er 3. 2. 1. Kollektörler Kollekt örler, mi neral yüzeyi ne bağl anarak, yüzeyi hi drokarbon t abakası ile kapl ayan ve mi nerali n hava kabarcı ğı na yapış ması nı sağlayan ki myasal maddel erdir. Kollekt örler iki gruba ayrılırlar: 1. Anyoni k Kollekt örler 2. Kat yoni k Kollekt örler 3. 2. 1. 1. Anyoni k Kollektörler Anyoni k kollekt örler en fazla kullanılan fl otasyon kollekt örleri dir. Okshi dril ve sülfhi dril bileşi kler ol mak üzere iki ana grupt adırlar. Oks hi dril Kollektörler: Genellikle t uz ti pi mi neralleri n, ağır met al oksitleri n, silikatları n fl otasyonunda kullanılan kollekt örlerdir. Bazı or gani k asitler veya bunl arı n sodyu m ve pot asyuml u t uzları bu a maçl a kullanılırlar. Kar boksilikatlar, yağ asitleri ol arak bilinen kollekt örlerdir. Bit kisel yağl ardan veya hayvansal yağl ardan elde edilirler. Ol ei k asit ve li nol ei k asit genelli kle kullanılanları dır. İyoni k kollekt örlerde hi drokarbon zi ncir uzunl uğu arttı kça su it me özelliği artar ancak çözünürl ük azalır. 13

Sabunl ar ise, yağ asitlerini n t uzları dır. Çok uzun zi ncir uzunl uğunda bile çözünürler. Kar bosilikatlar kuvvetli kollekt örlerdir, fakat çok i yi seçi mlilikleri yoktur. Ca, Ba, Mg, karbonatlar, çözünen al kali met al t uzları ve toprak al kali t uzları n fl otasyonunda kullanılırlar. Sülfat ve sülfonat t opl ayı cıları da yağ asitleri ne benzer özellikl er gösterirler. Bu kollekt örler asit orta mda i yonl aştıkları içi n oksit ve silikatları n fl otasyonunda da kullanılırlar. Disten, barit ve şelit flotasyonunda başarılı uygul a mal arı bul unmakt adır. Sülf hi dril Kollektörl er: Pol ar gr ubunda iki değerlikli sülfür bul unduran kollekt örlerdir ve bu kollekt örler genel de sülfürleri n veya oksitlenmi ş sülfür mi neralleri ni n flotasyonunda kullanılırlar. Ksant atlar, karbon sülfürle bir al kol ün t epki mesi sonucu ol uşurlar. Sülfürl ü cevherler ve ağır met aller içeren mineralleri n flotasyonunda kullanılırlar. Ti osülfatlar fosfor pent a sülfürün al kol, fenol gi bi organi k bileşi kler ile reaksi yonundan ol uşan ve aerofl oat ol arak adl andırılan kollekt örlerdir. Sülfürleri n flotasyonunda kullanılırlar ve ksant atlara nazaran Cu- Pb- Zn mi neralleri ni daha seçi ci ol arak yüzdür ürler. Fosfi nler ise suda çözünürler ve özellikle bakır sülfürleri n seçi mli ol arak di ğer sülfürlerden ayrıl ması nda kullanılırlar. 3. 2. 1. 2. Kat yoni k Kollekt örler Kat yoni k kollekt örler suda i yonl aşan, hi drokarbon zi nciri taşı yan ve aktif gr ubu kat yon ol an ki myasal maddel erdir. Ami nl er en yaygı n ol arak kullanılan kat yoni k kollekt örlerdir. Bunl ar pol ar gr ubu beş değerlikli azot, hi droj en ve hi drokar bonun ol uşt urduğu su itici özelliğe sahi p kollekt örlerdir. Anyonl arı, hal oj en, aset at veya OH ol up bunl ar mi neralle ol an reaksi yonda aktif rol oyna mazl ar. Ami nl er mi neral yüzeyi nde el ektri ksel çift t abakanı n ol uşt urduğu negatif elektri k yükü ve pozitif ol an toplayıcı kafaları arası ndaki çeki mden dol ayı mi neral yüzeyi ne adsorpl anır. Ami nl er genelli kl e oksitleri n ve sili katl arı n sel ektif fl ot asyonunda, pot asyu m mi neralleri ni n fl otasyonunda, ya bazi k bileşi k veya asetatlı ve hal ojenli t uzlar hali nde kullanılırlar. Ayrıca sodyu m sülfürl ü yüksek al kali orta mda oksit çi nko mi neralleri a mi n ile yüzdür ül ürler. 14

3. 2. 2. Kontrol Reaktifleri Kontrol reaktifleri mi neral yüzeyi ni n su it me özelliği ni azalt mak veya arttır mak i çi n kullanılırlar. Canl andırıcı, bastırıcı ve ph düzenl eyi ciler olarak üç gruba ayrılırlar. Canl andırıcılar mi neral yüzeyi nde kollekt ör adsor psi yonunu arttıran reaktiflerdir. Ayrı ca bu reaktifler i yonl aşabilen t uzlar ol dukl arı ndan mi neral yüzeyl eri yle de reaksi yona gir mekt edirler. Bastırıcılar canl andırıcıları n t a m aksi ne mi neral yüzeyi ndeki kollekt ör adsorpsi yonunu azaltan r eaktiflerdir. Genellikle seçi mi fl otasyon sırası nda bazı mi neralleri n hi drofobl uk dur uml arı yok edilerek hi drofil yapıl maları i çi n kullanılırlar. Fl otasyonda birçok çeşit bastırıcı reaktifler kullanıl makt adır. Bunl ara silikatları bastır mak i çi n kullanılan sodyu m silikat ( Na 2 Si O 3 ), gal en fl otasyonunda pirit, sfalerit ve bakır mi neralleri ni bastır mak i çi n kullanılan sodyu m si yanür ( Na CN), moli bden fl otasyonunda büt ün sülfürleri bastır mak i çi n kullanılan sodyu m sülfür ( Na 2 S) örnek olarak verilebilirler. Fl ot asyonda çok öne ml i bir rol oynayan ph ın düzenl enmesi nde bazi k ort a m yarat mak i çi n kireç, Na 2 CO 3 ve Na OH katılarak ayarla ma yapılırken, asit ort a m yarat mak içi n ise genellikl e HCl veya H 2 SO 4 katılarak ayarla ma yapılır. 3. 2. 3. Köpürt ücül er Hava-sı vı arayüzey gerili mi ni düşüren ve bu sayede mi nerali n köpüğe iliş mesi ni sağlayan reaktiflere köpürt ücü reaktif denir. Ayrı ca hava kabarcı ğı nın t aneci ği taşı yacak sağl a mlı kta olması nı da sağl arlar. Köpürt ücü reaktifler OH pol ar gr ubunu t aşı yan al kol ve fenoller, oksijen ile pol ar bağl antı kuran polieter (gli kol), oksietilen, oksi popilen gi bi ki myasal maddel er ve bunl arı n t ürevleri dir. En çok kullanılan köpürt ücül er; ça myağı, Do w Fr oth, MI BC, kresilik asit ve okali pt üs yağı dır ( At ak, 1990). 3. 3. Sili katl arı n Fl otasyonu Sili katlar, mi neral yüzeyleri ni n el ektri ksel özellikleri ne, kollekt örün el ektrik yüküne veya mol ekül er ağırlığına, mi nerali n çözünürl üğüne ve met al-topl ayı cı bileşi ği ni n kararlılığı na göre yüzdürülebilirler ( Fuerstenau, 1984). Bu özelliklere bağlı ol arak, 15

kollekt örle kapl anma ya el ektrostatik çeki m (fiziksel adsorpsi yon) ile veya yüzey iyonl arı ile ki myasal reaksi yon (ki myasal adsorpsiyon) şekli nde ol ur. Ancak çoğunl ukl a kollekt örleri n adsorpsi yonu fizi ksel adsorpsi yon şeklinde ol ur. Fi zi ksel adsorpsi yon, mi neral yüzeyi ile kollekt ör i yonunun zıt el ektri k yükü taşı mal arı sonucu, el ektrostatik çeki m yol u ile mi neral t aneci kleri ni n kollekt örle kapl anması dır. Silikatlarda mi neral yüzeyi ni n el ektri k yükünü t ayin eden ve değiştiren en öne mli etken orta mı n ph sı dır. ph nı n belirli bir değerinde, yüzey el ektri k yükü veya bunu tayi n eden el ektro ki netik pot ansi yel (zeta pot ansiyeli) sıfıra eşittir. Mi neral yüzeyi nin el ektri k yükü t aşı madığı dur uma sıfır yük noktası denir. Bu p H değeri ni n altında hi drojen i yonu adsorpsi yonu ile yüzey pozitif el ektri k yükü taşır. Yüksek ph l arda ise yüzey el ektri k yükü negatiftir. Bu yüzden sili katlarda doğr u kollekt örün kullanıl ması i çi n sıfır yük noktası nı n bilinmesi gerekir ( At ak ve Tol un, 1994). Or gani k sülfonat ve sülfatları n ve bazen yağ asitleri ve sabunl arı n mi neral yüzeyi nde adsorpsi yonu, yüzeyi n pozitif elektri k yükü t aşı dı ğı koşullarda elektrostati k et kileşi ml e gerçekl eşir. Ami nl er ise, yi ne el ektrostati k et kilerle, mi neral yüzeyi ni n negatif ol duğu koşullarda yüzeyi adsorplarlar ( At ak, 1990; Cr ozier, 1992). Sili katları n fl otasyonunda genellikle yağ asitleri, or gani k sülfat, sülfonat, fosfat ti pi reaktiflerle mi neraller yüzdür ül mekt edir. Silikatların refakatçı mi neralleri karbonatlar ve oksitler ol duğu za man seçi mli ayır ma ve yüksek dereceli konsantrelerin üreti mi güçl eş mekt e, di ğer silikatlarla birlikte ol dukl arı nda ayrıl ma daha kol ay ol makt adır. Aşağı da çeşitli silikatların fl otasyon koşulları veril mekt edir. Fel dspatlar he m anyoni k he m de kat yoni k kollektörlerle yüzdür ülebilirler. Mi ka ve kuvarsı ayır mak gerektiği nde, önce sadece köpürt ücü veya sülfonat ti pi bir kollekt örle mi ka yüzdürül ür. Daha sonra HF kullanılarak asitlendiril miş pül pt en a mi nl erle fel dspatlar kazanılır. HF ni n çevreye zararlı et kileri nedeni ile son günl erde HF siz fel dspat flotasyonu ilgili çalış mal ar yürüt ülmekt edir ( Çeli k ve di ğ., 2001). Kil mi neralleri ni n fl otasyonu genellikle a mi nl erle yapılır. Ancak fl otasyon killeri n ci nsi ne ve oranı na, dispersi yon derecesi ne, di ğer yabancı mi neralleri n ( kuvars, mi ka, fel dspat) ci ns ve mi ktarı na göre değişir. 16

Kuvars fl otasyonu geniş bir ph aralı ğı nda ami nl erle, canl andırıcı kat yonl arı n kullanıl ması ile de bu katyonl arı n hi drolizi ne uygun ph l arda anyoni k kollekt örlerle yapıl makt adır. Tal k bir silikat ol ması na rağmen doğal ol arak yüzebilen mi neraller arası ndadır. Ancak eğer gang mi nerali ol arak karbonat mevcutsa, küçük mi kt arda a mi n ilavesi ile tal k kazanı mı arttırılabilir ( Cr ozier, 1992). Vol ast onitin a mi nl e yüzdür ül mesi mü mkündür. Seçi mli ayır mada refakat çi mi neraller öne mli dir. Cevher kalsit içerdi ği t akdirde anyoni k kollekt örlerle, kuvars veya di ğer silikat mi neralleri ni i çerdi ği nde ise kat yoni k kollekt örlerle fl ot asyon uygul anabilir ( At ak ve Tol un, 1994; Cr ozier, 1992). 3. 4. Disteni n Fl otasyonla Zengi nl eştiril mesi Di sten, yant aş ol an kuvarstan yağ asitleri yle, soda veya sodyu m silikat kullanılarak ayrıl makt adır. Asit devrel eri nde ise genellikle petrol yum sülfonat ti pi kollekt örlerle zengi nleştiril mekt edir. Asi di k veya al kali ortaml arda fl otasyondan önce şl a mı n uzakl aştırıl ması nı n fl otasyonu ol uml u yönde et kiledi ği belirtil mekt edir. Ancak eğer mal ze me pirit veya di ğer sülfürleri içeri yorsa, şla mı n atıl ması ndan önce flotasyonl a bu gang mi neralleri uzakl aştırılır ( Gaudi n, 1957; Fuerstenau, 1962). Di sten cevheri flotasyon öncesi nde serami k bil yalı değir men ile öğüt ülerek, de mir i yonl arı nı n gang mi neralleri ni canlandır ması önlenir ( Abra mov, 1993). Di steni n fl otasyonl a zengi nleştiril mesi ni n denendi ği bir çalış ma Hi ndistan da S. Amanullah t arafı ndan gerçekl eştiril miştir. Bu çalış mada %20 Al 2 O 3 i çerikli disten mal ze mesi nden %59 Al 2 O 3 i çeri kli konsantre kazanı mı na gi dil miştir. Di sten veri mi manyeti k ayırıcı dan da sonra %76 dol ayl arı ndadır. Fl otasyon işle mi nde önceli kle yüksek mi kt arda ol ması ndan dol ayı mi ka Bora mi n C ile yüzdür ül müşt ür (0. 12 kg/t, ph=4). Di steni n fl otasyonunda ise uygul anan kollekt ör Sodyu m Petrol yu m Sülfonat tır. Bu anyoni k fl otasyonda kollekt örün mi kt arı 1. 2 kg/t ve ph = 3-4 t ür. Son ol arak da konsantrede bul unan t ur mali n, garnet, de miroksit gi bi mal ze mel er manyeti k ayırıcı yla ayrılmı ştır ( Amanullah ve di ğ, 1990). Di steni n fl otasyonunun denendi ği bir başka çalış ma ise Çi n de Wu Guanghuan tarafı ndan gerçekl eştirilmi ştir. Şl a mı n hi drosi kl onl arla alı nması ndan sonra petrol yum sülfonat kullanıl ması yla %15-20 Al 2 O 3 i çeri kli cevherden Al 2 0 3 i çeri ği %59 a ve 17

veri m de %70 e çı karılmı ştır. Bu fl otasyonda Sodyu m Sebacat e kollekt ör ol arak kullanıl mıştır. Bu şekil de Al 2 0 3 oranı %55. 26 ve disten kazanı mı %83. 05 ol muşt ur ( Guanghuan, 1990). İstanbul Tekni k Üni versitesi nde Ali Özt ürk t arafından gerçekl eştirilen çalış mada i se önceli kle Zet a metre ile yapılan öl çüml erde disten mi nerali ni n sıfır yük nokt ası ph: 5. 9 ol arak öl çül müştür. Bundan dol ayı SDS ile ph= 4 de fl otasyon yapıl mış, 1500 g/t kollekt örle yapılan deneyde %54. 4 Al 2 O 3 i çeri kli konsantre %62. 4 veri ml e alı nmı ştır. Pot asyum Ol eat kullanarak doğal ph da ( 8-8. 5) yapılan deneyler de 3000 gr/t kollekt ör ile %45. 3 Al 2 O 3 i çeri kli konsantre %64. 1 veri ml e alı nmı ştır. Dodesil Ami n Hi drokl örür ile yapılan fl otasyon deneyl erinde ise disteni n yüz mediği, yant aş kuvarsı n yüzeceği düşünül en asi di k ph değerlerinde kuvars yüzdür ül meye çalışıl mı ş ancak veri mli bir seçi mlilik sağlana ma mı ştır ( Öztür k, 2000). 18

4. DENEYSEL ÇALI ŞMALAR Bu çalış mada, Bitlis yöresi nden alı nan disten nu munesi ni n fizi ksel ve ki myasal özellikleri belirlendi kten sonra fl otasyonl a zenginl eştir me ol anakl arı araştırıl mı ştır. Bu a maçl a fl otasyonda farklı reaktifleri ni ph nı n, öğüt me orta mı nı n ve şl a mı n et kisi incelenmi ştir. 4. 1. Mal ze meni n Özellikl eri ve Fl otasyona Hazırl anması Deneyl erde kullanılan mal ze me, yat ağı t e msil eden disten cevheri dir. Cevher nu munesi, Bitlis ili, Hür müz ve Ar vi zi k- Bayra mal an böl geleri nden alı nan t e msili nu munedir. Bu disten nu munesi ni n kimyasal analiz sonuçl arı ve mi neral oji k özellikleri aşağı da veril miştir. 4. 1. 1. Ki myasal Özelli kler Di sten nu munesi ni n analiz sonuçl arı Çi zel ge 4.1 de gör ül mekt edir. Çi zel ge 4. 1 den gör ülebileceği gi bi cevher nu munesi nde de mir, titan ve al kali i çeri kleri ni n düşük ol ması, mal ze meni n refrakter ha mmadde ol arak kullanılabileceği ni göster mekt edir. Al 2 O 3 içeri ği ni n düşük, Si O 2 oranı nı n yüksek ol ması cevheri n doğr udan kullanılabilirliği ni engelle mekt edir. 4. 1. 2. Mi neral oji k Özelli kler Cevheri n yapısal ve mi neral oji k özellikleri ni belirle mek a macı yla sahadan t opl anan nu munel eri n mi neral ojik i ncele mel eri MTA Genel Müdürl üğü Labarat uarları nda yapıl mıştır. Mi neral oji k incel e me sonuçl arı cevheri ol uşt uran ana mi neralleri n disten ve kuvars ol duğunu göstermekt edir. Cevherde ayrıca az mi kt arda muskovit, epi dot, rutil, zirkon ve t ur mali n mi neralleri de bul unmakt adır. Di sten çoğunl ukl a yarı özşekilli veya özşekilli uzun priz mati k kristaller şekli nde gör ülmekt edir. Di sten mi neralleri i ncel enen ör nekl erde çoğunl ukl a birbirleri ne düzgün kenarları boyunca kenetlenmi ş gör ünür ken, 19

Çi zel ge 4. 1 Disten Nu munesi ni n Ki myasal Analiz Sonuçl arı ( Di nçer, 2000). % Al 2 O 3 35. 60 Si O 2 62. 00 Fe 2 O 3 0. 60 Ti O 2 0. 124 P 2 O 5 <0. 1 K 2 O <0. 1 Na 2 O <0. 1 Mg O <0. 1 Ca O <0. 1 Mn O <0. 1 Kı zdır ma Kaybı 1. 77 kuvars ve di ğer mi neraller ise disten mi nerallerini n arası nda kal an boşl ukl arı dol dur ur dur umda gözl enmekt edir. Rutil, zirkon, epi dot gi bi bazı mi neraller fazla yaygı n ol ma makl a beraber disten mi neralleri içi nde kapanı mhali nde görül mekt edir. Far klı gör ünü mdeki el nu munel eri ni n üzeri nde disten mi neralleri ni n uzun ve kısa kenar ol mak üzere t ane boyu öl çüml eri yapıl mış ve ölçüm değerleri ni n arit metik ortala ması alı nmı ştır. Di sten mi neralleri ni n uzun kenarları 1650 mi kron ile 370 mi kr on arası nda, kısa kenarları ise 425 mi kr on ile 100 mi kron arasında değiş mekt edir ( Di nçer, 2000). Ayrı ca ki myasal analiz sonuçl arı na dayanılarak hesaben bul unan mi neralojik bileşi mi sonucuna göre, deneyl erde kullanılan numuneni n % 56. 54 disten içerdi ği sapt anmı ştır. 4. 1. 3. Cevheri n Fl otasyona Hazı rl anması Cevher, kır ma ve öğüt me yapılarak, fl otasyon deneyl eri nde kullanıl mak üzere hazırlanmı ştır. 4. 1. 3. 1. Cevheri n Kı rılması Ta ma mı 19 mm altı nda yakl aşı k 35 kg mal ze me konili kırı cı dan geçirilerek 6 mm altı na kırıl mıştır. Mal ze meni n yarısı ayrıl mış ve di ğer yarısı 3. 36 mm altına i ndiril miştir. 3. 36 20