FLOTASYON NOTLARI

1. GİRİŞ

Flotasyon, cevherleri yüzdürme yoluyla zenginleştirme metodudur. Tariften de anlaşılacağı gibi,

yaş usulle çalışan bir metod dur. Bu metodla, cevherlerin zenginleştirilmesi, mineral tanelerini

gangından ayırıp sıvı üzerinde teşekkül ettirilen köpükte toplamak, gangı ise sıvı altında bırakmak

suretiyle sağlanır. Flotasyon yoluyla zenginleştirmede 45 mesh (0.355 mm) tane iriliği azami,

değirmenlerde meydana gelen en ufak toz tane iriliği de asgari sınırı teşkil eder. 45 mesh den büyük

ve 5 mikrondan küçük taneler, metod da genellikle düşük randıman verir. Flotasyon, başlangıcından

bugüne kadar esaslı tekamül safhaları geçirmiş ve neticede modern flotasyon işlemi, yani “Köpük

Flotasyonu” sistemi bulunmuştur. Köpük flotasyonu yanı sıra benzer birçok Flotasyon metodu,

uygulama alanı bulmuşsa da bugün için Flotasyon deyiminden Köpük Flotasyonu anlaşılır.

Flotasyon yolu ile cevher zenginleştirmenin karakteri aşağıda verilen asgari limitlerle daha iyi

anlaşılır.

Flotasyonla,

(i) %1 tenörlü Kurşun cevherleri,

(ii) %0.5 tenörlü Bakır cevherleri,

(iii) %0.3 tenörlü Molibden cevherleri,

(iv) 5 g/t Au içeren altın mineralleri, bu metod sayesinde ekonomik olarak zenginleştirilmektedir

Flotasyon olayının meydana gelebilmesi için aşağıdaki şartların ortamda bir arada bulunması

gereklidir:

(i) Cevherdeki minerallerden birisi ve/veya bir kısmı havaya karşı küçük bir yüzey gerilimine

sahip olması gereklidir. Diğer taraftan minerallerden birisi ve/veya bir kısmının da zor

ıslatılabilir/veya ıslatılamaz (Hidrofob), kolay ıslatılabilir (Hidrofil) olmalıdır. Hidrofob

veya Hidrofil çeşitli minerallerinin birinin diğerine göre suya karşı büyük, özelliği sun’i

olarak temin edilebilir.

(ii) Flotasyon suyu, yüzey gerilimini aktif yapan maddeleri içermelidir. Bu maddelerden birisi

su-hava yüzey gerilimini azaltmalı, diğeri de köpük yapmalı ve miktarı da stabil/durağan bir

köpük yaratacak kadar olmalıdır.

(iii) Hidrofob mineral tanecikleri hava habbecikleri tarafından taşınabilmelidir. Bu olayda hava

habbeciği ve mineral tane iriliğinin önemli rolü vardır.

Flotasyon olayının devamlı olabilmesi için:

(i) Bir mineralin diğerinden ayrılması için, cevherin yeterli derecede öğütülmüş olması

(serbestleşmenin sağlanması),

(ii) Köpüğün devamlılığının sağlanması,

(iii) Mineral taneciklerini, hava kabarcık/habbeciklerine yapıştıran ortamın devamlı olması

gereklidir.

Bütün bu şartların bir araya getirilmesi ile istenilen mineralin yoğunluğu sun’i olarak

değiştirilmekte ve o mineral yüzdürülebilmektedir. Bu gaye için kullanılan kimyasal maddelere

“Flotasyon Reaktifleri” denir.

Hidrofobi ve Hidrofili: Flotasyon olayına tesir eden bu iki özellikten başka olayda rolü olan

birçok termodinamik özellik daha vardır. Olayın iyi anlaşılabilmesi için, maddelerin hidrofobi ve

hidrofili özelliklerinin açıklanması gerekir. Flotasyon olayında kolay yüzebilen tanecikler, hidrofob

özelliğe sahip olanlardır. Bu özellikte olmayan mineral taneciğini yüzdürebilmek için, tanecik tabii

hidrofob değil ise yüzey özelliği değiştirilir. Aksi halda tanecik çöktürülmek isteniyorsa hidrofil

yapmak gerekir. Hidrofob tanecikler hava habbeciği tarafından iyice kavranırlar. Hava habbeciği,

tane yüzeyinden alınmak istenirse, bir dirençle karşılaşılır ki, bu hidrofob yüzey ile hava arasındaki

adhezyon kuvvetinin varlığını gösterir. Demek oluyor ki, flotasyon olayında mineral taneciği

adhezyon kuvveti yardımıyla sıvı yüzüne taşınmaktadır. Hidrofil özelliğe sahip minerallerde ise,

hava ile tanecik arasında adhezyon kuvveti olmadığından, mineral habbecik tarafından

kavranamamakta ve dibe çökerek yüzme olayına katılamamaktadır. Temas açısını büyük veya

küçük oluşu, mineral taneciğinin kavranmasına tesir ettiğinden, yüzdürme olayında tanenin iyi

kavranması gereklidir. Bu açının da büyük olması yüzme olayını kolaylaştırmaktadır. Flotasyon

olayının devamlı ve muntazam olması için, ortama köpürtücü ilave edilir ve mekanik yolla

karıştırmak suretiyle köpük oluşumu sağlanır. Ortama flotasyon reaktifleri ilave edilerek mineral

taneciklerinin hava habbecikleri tarafından yakalanıp yüzeye taşınması temin edilir. Flotasyon

reaktifleri, besleyiciler vasıtasıyla ortamdaki şartları istenilen tarzda ayarlamak ve aynı şekilde

tutmak gayesiyle devreye muntazam olarak verilir. Bu şartlar yerine getirilerek flotasyon olayının,

muntazam bir tempo ile devamı sağlanır.

Selektif Flotasyon: Selektif flotasyon, bir mineral veya mineral grubunun diğer bir gruptan

yüzdürme yoluyla ayrılmasıdır. Ayrılacak mineralin sayısına göre bir veya daha çok safhalı

flotasyon işlemi uygulanır. Bu tip flotasyonda ayrılan mineraller, ayrı konsantreler halinde

toplanırlar. Selektif flotasyonda, her bir safhada yüzdürülecek mineral için ayrı bir yüzdürme ortamı

hazırlanır. Genel olarak her mineral nisbi bir yüzebilme özelliğine sahiptir. Bu özellik neticesi her

bir mineral diğerine göre farklı bir yüzebilme karakteristiğine sahiptir. Bu özelliklerden yaralanarak

kazanılması istenen mineraller, sırayla yüzdürülerek ortamdan konsantreler halinde alınır. Selektif

flotasyonun kontrolü organik veya inorganik reaktiflerle yapılır.

3. YÜZEY KİMYASI

4. FLOTASYON REAKTİFLERİ

Flotasyon reaktifleri denilen bu maddelerin sınıflandırılması aşağıdaki gibidir:

Kolektörler

Düzenleyiciler

pH düzenleyicileri

Aktifleştiriciler

Pasifleştiriciler

Kuvvetlendiriciler

Koruyucular

Köpürtücüler

4.1. Toplayıcılar (Kollektörler)

Kollektörlerin görevi, minerali hidrofob yapmak, yani yüzeyini değiştirerek aktif hale getirmektir.

Kollektörlerin etkili olabilmesi için suda erimeleri gerekir. Bir kollektör reaktifin kuvveti ile,

mineralin flotasyonu için ihtiyaç duyulan zaman ve olayın verimi ifade edilir. Kollektörler,

mümkün olduğu kadar çabuk zenginleştirme özelliğine sahip olacak şekilde ve korozyona mani

olacak tarzda imal edilmek istenir.

Kollektörler başlıca iki grup altında toplanır:

1- Anyon aktif grubu

2- Katyon aktif grubu

Esas olarak anyon aktif grubu sülfür flotasyonunda, katyon aktif grubu ise oksit flotasyonunda

kullanılır. Kollektörlerin yapısında bir polar bir de apolar kısım vardır ki, hidrofobi teşekkülüne

etkili olan kısım, polar yapıdır. Polar ve apolar yapının tesiri, aynı şekilde olmaktadır.

Mineral taneciklerinin kollektör tarafından kuşatılması;

a- Minerallerin kollektörü absorbe etmesi,

b- Islanmayan hidrokarbon grubunun bir yağ filmi teşkil etmesi,

neticesinde meydana gelmektedir.

Mineral yüzünü kaplayan bu yağ filmi ile hava habbeciği arasında büyük bir adhezyon kuvveti

vardır. Kollektörlerin sayılan bu özelliklere sahip olmaları nedeniyle ksantat tipindeki kollektörler,

flotasyon problemlerinde tercih edilirler.

XANTHATES

Product name

Xanthate

Chemical formula

Me+ is either Na+ or K+

Application

Xanthates are used for the flotation of sulphide and sulphidized oxide ores (sulphidizer: sodium

sulphide Na2S or hydrosulphide NaHS). The activity of the xanthates increases with increasing

chain length of the alkyl group R; the selectivity decreases in accordance with increased chain

length. Xanthates are often used in combination with other reagents such as dithiophosphates or

thiocarbamates, often added to the scavenger circuit to improve the total recovery. They are

normally used in aqueous solutions. Xanthates undergo hydrolysis in the acid pH range, and are

therefore preferred for flotation in alkaline pulp streams. The flotation results can be improved by

simultaneous use of xanthates together with dithiophosphates. Xanthates are available as powder or

in pellet form and with an active matter content of 90% (SIPX and SIBX with 90% and 84% active

matter).

Range of products

_ KEX Potassium ethyl xanthate

_ NaEX Sodium ethyl xanthate

_ NaIPX Sodium isopropyl xanthate

_ NaIBX Sodium isobutyl xanthate

_ KAX Potassium amyl xanthate

_ KHX Potassium hexyl xanthate

4.2. Düzenleyiciler

(i) pH Düzenleyicileri: Selektif flotasyonda ortamın pH’ı değiştirilerek cevheri teşkil eden

mineraller sırasıyla kazanılmaktadır. Karışık bir olay gibi görünen bu olay, aslında

ortamdaki serbest H iyonu sayısının değiştirilmesinden ibarettir. Yani, ortamın karakterini

asidik veya bazik yapmaktır. Saf su için, pH değeri 7’dir. Yani ortam nötr karakterdedir. pH

< 7 asit, pH > 7 oluşu baziklik ifade eder. Flotasyon devrelerinde pH, elektrometrik veya

kalorimetrik yolla devrenin bir noktasında devamlı olarak ölçülür ve konrol altında tutulur.

Minerallerin yüzdürülme özelliklerine göre asit veya bazik ortamda çalışmak gerekir ki, bu

taktirde pH azalır veya artar. pH’ı düşürmede sülfürik asit, yükseltmede ise genellikle

sodyum hidroksit veya kalsiyum hidroksit kullanılır. pH faktörü ile kullanılan kollektörler

arasında yakın bir ilgi vardır. Bu ilgi pH kademeleriyle kollektör konsantrasyonunu

sınırlamaktadır. Yani belirli bir pH kademesi için belirli bir kollektör konsantrasyonuna

ihtiyaç vardır. Demek oluyor ki, istenilen bir pH kademesi için belirli konsantrasyonda

kollektör, -veya tersi pH için- kullanıldığı takdirde, pH değeri değişir. Flotasyon

problemlerinin çoğunda sülfürleştirici madde olarak genellikle sodyum sülfür

kullanılmaktadır.

(ii) Aktifleştiriciler: Flotasyon problemlerinin bir çoğunda kullanılan kollektörler bazı

minerallerin yüzeyini değiştiremezler. Bunun aksine mineral kazanılmak isteniyorsa, bir

yardımcı kullanılarak kollektörle mineralin bir yüzey teşkil etmesi sağlanır. Bu maksatla

“aktifleştiriciler” kullanılır. Aktifleştirme olayının prensibi, sfaleritin bakır sülfat ile

aktifleştirilmesi olayı ile izah edilir. Genellikle çok taze bir sfalerit organik kollektörler ile

yüzdürülebilirse de sfalerit bakır sülfat ile birkaç dakika muamele edildikten sonra organik

kollektörlerle gayet kolay yüzdürülmektedir. Bu işlemde bakır sülfatla sfalerit kimyasal bir

reaksiyon yapmakta ve sfaleritin yüzünde Kovellin mineraline özdeş bir zar oluşmaktadır.

Bunun gibi bakır sülfat birçok minerali da aktifleştirmektedir.

(iii) Bastırıcılar (Pasifleştiriciler): Bu reaktifler, bazı mineral veya mineral grubunun yüzey

gerilimini belirli bir zaman veya flotasyon olayının devamı süresince değiştirmek için

kullanılır. Pasifleştiricilerin çoğu anorganiktir, fakat organik olanlar da vardır. Örnek olarak

pirit için CaO, galen için ise bi kromat iyi birer pasifleştiricidir. En önemli

pasifleştiricilerden biri de siyanürdür. Gang çamurunu pasifleştirmede Na2SiO3 de iyi netice

vermektedir.

4.3. Canlandırıcılar

Esas olarak aktifleştirme olayından pek farklı değildir. Bu olayda mekanizma biraz daha değişiktir.

Belirli bir süre için pasifleştirilmiş bir kısım mineral yeniden kazanılmak istendiği takdirde ortama

kuvvetlendirici reaktifler ilave edilir. Bu şekilde bunların aktifleştiricilere göre daha zayıf olan

toplama özelliklerinden yararlanılmış olur. En önemlilerinin başında sodyum sülfür gelir. Ayrıca

bakır sülfat ve çeşitli asitler de bu maksatla kullanılmaktadır.

4.4. Koruyucular

Bunların görevi flotasyon olayına mani olan unsurları zararsız hale getirmektir. Flotasyona mani

olan unsurlar “flotasyon zehirleri”, ya cevherle birlikte devreye girmekte ya da kullanılan suda tabii

olarak bulunmaktadır. Flotasyon sularında genellikle humin asidi mevcuttur ki bu asit, bitki

köklerinin ürettiği bir madde olup flotasyon olayına engel olmaktadır. Çamur zerreleri mineral

taneciklerinin yüzünü kapladığından kollektörler görevini yapamamaktadır. Ferrik ve alüminyum

tuzları ise flotasyona durdurucu etki gösterirler. Koruyuculardan istenen, bu hallerden her birine

yerine göre mani olmaktır. Alkaliler bu problemlere karşı kullanılır. Su camı, çamur bastırıcı ve iyi

bir koruyucudur. Çamur bastırmada kullanılan koruyucuların iyonları, çamur zerrelerinin elektrik

yüküyle zıt işarette olduklarından, bu eriyikler devreye girince, çamur zerrelerine yapışmakta ve

ufak yumaklar halinde çökmektedirler. Bu şekilde faydalı mineral tanecikleri de serbest kalır.

4.5. Köpürtücüler

Flotasyon olayında gerekli köpük, sadece temiz su ile yapılamamaktadır. Köpük yapmak için

muhakkak surette bir köpürtücü unsur kullanmak gerekir. Köpürtücülerin asıl görevi, flotasyon

suyunun yüzey gerilimini azaltmaktır. Bundan gaye, mineral yüklü hava habbeciklerinin su

yüzeyine çıktıkları zaman dağılmadan bir köpük yığını teşkil etmesinin teminidir. Yüzey gerilimi

azalmadığı zaman yüzeye çıkan bir habbecik sert bir zemine çarpmış gibi olmakta ve patlayarak

taşıdığı tanecikleri bırakmaktadır. Köpürtücüler, kompleks moleküllü organik veya anorganik

maddelerdir. Molekül yapıları polar ve apolar kısımlardan müteşekkildir. Köpürtücü molekül ise

heteropolardır. Bu kutuplardan birinin suya diğerinin havaya karşı afinitesi büyüktür. Bu şekilde

ıslanmayan parça en üst tarafında toplana hidrokarbon grubundan müteşekkildir. Bu yüzeyin

hidrokarbon grubuyla kaplanması, bu kısımda hava habbeciklerinin suyun en üst tabakasından

kolaylıkla geçip su-hava arakesitine istenen özellikte varmasına yardım edecek elastikiyeti temine

hizmet eder. Köpürtücü suda fazla eriyorsa köpüğü zayıftır. Çünkü bu halde ıslanmayan

hidrokarbon grubu, suyun içinde kalmakta, su yüzüne toplanmamaktadır. Buna karşın köpürtücü

suda çok az eriyorsa, suyun yüzüne toplanacak ve istenilen elastikiyeti verecek kâfi hidrokarbon

grubu mevcut olmayacaktır. Köpürme olayında köpürmenin azami olduğu bir an vardır ve ortam

köpürtücüye doyduğu an köpürme durmaktadır. Ortamdaki köpürtücü konsantrasyonu ile yüzey

gerilimi arasındaki bağıntı: Konsantrasyon arttıkça yüzey gerilimi düşmektedir. Yukarıda

değinildiği gibi, ortam köpürtücüye doyduğu an köpürme durmakta ve yüzey gerilimi, sıfır

olmaktadır. Yüzey geriliminin düşük olması istenilen hal olmakla beraber, flotasyona en uygun

durum azami köpürme anıdır. Köpürtücü dozunu, bu noktada sabit tutmak gerekmektedir. Bu

zorunluluk ise kullanılan köpürtücü miktarını kısıtlar. Genellikle kollektörlerle köpürtücülerin

birbirini takiben ayarlı olması istenir. Yani, hangi kollektörde ne miktar ve cinste köpürtücü

kullanılacağının bilinmesi gereklidir. Fakat bütün kollektörler meyanında hangi yapıda ve kullanma

tarzında olursa olsun, köpürtücüler aynı karakterdedirler. Sadece köpürtücü miktarı az veya çok

olabilir.

Köpürtücülerin genel formülleri, R-G şeklindedir.

R: 6 dan yukarı sayılı karbonhidrat.

G: Polar grup. -OH, -COOH, NH2 vs.

En önemli köpürtücülerden biri de çamyağıdır. Cevher flotasyonunda oldukça fazla kullanılır. Açık

sarı renkte, terebentin kokuludur. Oldukça dayanıklıdır. Uzun bir zaman sonra bozularak

kahverengine yakın bir renk almakta ve tesirini kaybetmektedir. 1 g/lt. konsantrasyonlu sulu bir

eriyik halinde kullanılır. Sarfiyat, genellikle 10-50 g/t’dur. Diğer bazı köpürtücüler: Terpen, Terpin,

Pinen, Terpinöl, Kinöl, Şampon. Bunların dışında sun’i köpürtücüler de vardır: Flotol, Flotigol gibi

ticari isimler altında satılırlar. Tabii bir köpürtücü olan okaliptüs yağı, molibden gibi kolay flote

olan cevherlerin hazırlanmasında fazlaca kullanılır.

5. FLOTASYON TEKNİĞİ

5.1. Reaktiflerin Flotasyon Devrelerine Beslenmesi

Bu işlem; i- Bir öğütme esnasında taze cevher yüzeyleriyle ön sülfürleştirme yapılacaksa

sülfürleştiriciler değirmen devresine verilir, ii- Aktifleştirici ve pasifleştiriciler, bütün malla iyi

temas edecek tarzda devrenin uygun bir yerinden verilir, iii- Kolektörler, normal olarak

koyulaştırmadan sonra, yağlar, yağ sülfürleri ve köpürtücüler ise, kaide olarak flotasyon

makinelerine verilirler.

Genellikle reaktiflerin dozaj toleransı %10 olmakla beraber hakiki miktarlar, cevher karakterine

uygun olarak deneysel yolla tespit edilir.

5.2. Flotasyon Makineleri

5.3. Flotasyon Devreleri

6. YENİ FLOTASYON TEKNOLOJİLERİ

Current and future technologies will eventually have to deal with areas such as:

process water treatment and recycling (reuse);

removal and/or recovery of ions: heavy and/or precious metals, anions, residual organic

chemicals, complexes or chelates;

cyanide and arsenic emission control, recovery or destruction;

oil spills separation (including recovery of solvent extraction liquors);

acid mine waters containing considerable amounts of harmful base metals such as nickel,

copper, zinc, lead in addition to ferrous iron and sulfate;

control and removal of residual chemical reagents such as frothers, flotation collectors and

modifiers (activators or depressing agents, pH regulators);

separation of various wasted plastics;

radioactive control in aqueous efluents and soils.

The main differences between ‘‘conventional’’ flotation of ores and flotation applied to water

treatment are the following:

(i) The method of producing the gas bubbles in order to generate micro, medium or macro-

bubbles. It is now widely accepted that medium size and large bubble diameters (300–1500

m) are optimal for flotation of minerals (fines and coarse particles). Yet, conventional

flotation devices do not generate a su.cient number of bubbles smaller than 600 m. Main

uses of micro-bubbles (<100 m) is in applications of flotation to solid/liquid or liquid/liquid

separation. Thus, the distinguishing feature between conventional mineral flotation and

flotation in waste treatment is that, where extremely small (or even colloidal) particles have

to be floated, micro-bubbles are required.

(ii) Because the species floating are usually aggregated colloids rather than dispersed ones, high

shear rates must be avoided to obviate destruction of the fragile aggregates. This is important

in the clari.cation of effluents and introduces distinct problems not previously encountered in

mineral .otation.

(iii) The solids content present in the pulp system, whether diluted or not. A limiting feature of

bubbles is the lifting power or carrying capacity. Micro-bubbles do not .oat dense and big

particles, especially at high solids content (4–5%, w/w).

6.1. Kolon Flotasyonu

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. 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 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.

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

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

Şekil 1. Flotasyon Kolonu

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.

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 tankından taşan mineraller ise nihai artık tankına (9) buradan da bir

pompa vasıtasıyla artık sahasına beslenmektedir.

Şekil 2. Turbo Flotasyon Kolon Sistemi

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- Jh )

- Besleme hızı (Superficial feed rate- Jb)

- Artık hızı (Superficial tailing- Ja)

- Bias hızı (Superficial bias rate- JB)

- Yıkama suyu hızı (Superficial wash water rate- Jys)

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.

(1)

(x; besleme, artık, bias ve yıkama suyu)

Jx = Akış hızı

Qx = Debi

Ac = 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.

JB=Ja-Jb (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 (Carrying Rate):

Flotasyon kolonunda birim zamanda birim kesit alanda yüzen mineral ağırlığı olarak

tanımlanmaktadır (g/cm2/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.

(3)

C = Taşıma kapasitesi

Qh = Hacimsel hava akış hızı

dt = Tane çapı

t = Tanenin özgül ağırlığı

A = Bir sabit

= Tanelerin kabarcık yüzeyine yapışarak yüzeyde birikmesi sonucu meydana

gelen paketlenmeyi tanımlayan bir parametre

dk = 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 dt, ve ‘nın

fonksiyonudur. Literatürdeki verilerden yararlanılarak taşıma kapasitesi için aşağıdaki eşitlik

önerilmiştir.

C=a*d80*t (4)

A = Bir sabit (0.068)

d80 = 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 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 (Єh)

%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 (Єh) %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 (Єh) %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 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.

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

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.

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.

7. FLOTASYON UYGULAMALARI

7.1. Sülfürlü Bakır Cevherleri Flotasyonu

Flotasyon: Oldukça kolay yüzer

Toplayıcı: Ksantatlar (amil/isopropil/butil), 2-300 glt

Köpürtücü: MIBC, Dowfroth

pH: 8.5 -12.0, Kireç: 1-5 kglt (alkali pH piriti bastırır)

İlk Öğütme Boyutu: %50-60, -0.075 mm

Ikinci Oğütme: %90-100, -0.075 mm

Tenör Aralığı: %25-50 Cu

Randıman Aralığı: %80-90

7.2. Oksitlenmiş Bakır Cevherleri Flotasyonu

Oksitlenmiş bakır mineralleri (azurit, malakit) sulu sülfürik asit solusyonlarında liç (leach) edilip,

elektroliz kazanılabilir. Düşen sülfürik asit fiyatları bunu daha da artırmaktadır. Orta Afrika'da

birçok oksitli cevher liçten önce flotasyona tabi tutulur. Malakit cevherleri sülfürlemeden sonra

ksantatlarla yüzdürülebilir. Klasik bir örnek Dünyanın ikinci büyük bakır üreticisi Zambia' da

Consalidated Bakır Madenidir (Şekil 10). Cevher yüksek tenörlü (%3.4 Cu) olup başlıca kalkosin,

malakit ve az miktarda kalkopirit, bornit, kovelin, azurit ve küprit içerir. Nchanga konsantratöründe

sülfürlü cevher ksantatla normal yüzdürülür. Sülfülü artıkları oksitlenmiş bakır için şartlandırılır.

Na-isopropil ksantat ve TEB köpürtücüsü sülfür flotasyonunda kullanılır. Sülfür kaba flotasyonu iki

konsantre verir: yüksek tenörlü (%45-55 Cu) ve düşük tenör1ü (%12-15 Cu). Sülfür kaba flotasyon

artıkları %15 Na-hidrosülfür ve 1:1karışımında palm-çekirdeği yagı: dizel (hem toplayıcı ve hemde

köpürtücü olarak çalışır) ile şartlandırılır (Şekil 10). Oksit kaba flotasyon konsantresi hidrosiklon ile

sınıflandırılır. Hidrosiklon altı tekrar öğütülür ve temizleme flotasyonunda temizlenir. Siklon üstü

liçe gönderilir. Oksit konsantresi %15-20 Cu içerir ve sülfür konsantresine ilave edilir. Temizleme

artıkları da liçe gönderilir. Sülfürlenmiş oksit minerallerinin flotasyon randımanı %50 civarındadır.

Artıkta %0.7-0.9 Cu bulunur.

7.3. Bakır-Molibden Cevherleri Flotasyonu

Bakır porfiriklerin en önemli yan ürünleri (by-product) molibdendir. Alaşımlı çeliklerin ve

paslanmaz çeliklerin yapımında kullanılır. Konsantrede %90'dan fazla MoS2 ve %O.5'den az Cu

bulunması istenir. Fiyat indirimi tatbikiyle, %85 MoS2 ve %1'e kadar Cu içeren konsantreler

satılabilir. Molibden doğal olarak hidrofobik olduğundan kolay yüzer. Bakır kaba flotasyon

konsantresi tekrar öğütülür ve temizlenerek bakırdan ayrılır. Mo yumuşak bir mineral olduğundan

kolayca şlam oluşturur. İnce Mo parçalarının flotasyonu azalır. Kaba flotasyon konsantresi

sınıflandırılır ve sadece iri hidrosiklon altı kapalı devre olarak tekrar öğütülür. Temizlenmiş Cu

konsantreleri koyulaştırılır. Daha sonra Cu mineralleri bastırılır, Mo yüzdürülür. Bunun konsantresi

12 kez kadar tekrar temizlenir. Mo konsantresi çok az miktarda Cu ve diğer safsızlıklar içermelidir.

Bu yüzden Mo konsantresi NaCI ve sıcak FeCl3 ile liç edilir.