Tek ve Çift Değerlikli İyonların Minerallerin Flotasyon Davranışına Kabarcık Birleşimi Açısından Etkisinin Araştırılması


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mühendislik Fakültesi Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2018

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Elif İşlek

Danışman: Orhan Özdemir

Özet:

Cevher zenginleştirmenin en önemli yöntemlerinden biri olan flotasyon, yüzeyleri doğal olarak hidrofobik olan ya da kullanılan reaktiflerle hidrofobik hale getirilen minerallerin, sistemde oluşturulan hava kabarcıklarına yapışarak yüzeye çıkması ve konsantre olarak alınmasıdır. Oluşturulan hava kabarcıkları hidrofobik oldukları için aralarındaki itme kuvveti zayıftır ve birleşerek daha büyük bir kabarcık oluşturma eğilimindedir. Bu durum flotasyon açısından, çeşitli sorunlar oluşturabilir. Bunun önüne köpürtücü adı verilen ve hava/su arayüzey gerilimini düşüren reaktiflerin kullanılması ile geçilir. Ortamdaki iyonlar da benzer şekilde hava/su arayüzey gerilimini düşürür. Kabarcık boyutunun ve köpüğün stabil kalması flotasyon veriminde önemli rol oynar. Dünyada taze su kaynaklarının azalması ile birlikte, flotasyon tesisleri su ihtiyaçlarını kuyu suyu, deniz suyu ya da tesis suyu gibi kaynaklardan karşılamak zorunda kalmaktadırlar. Bu kaynaklar genellikle flotasyon işlemini verimini etkileyebilecek yüksek konsantrasyonlu inorganik elektrolitler içermektedirler. Bu doğrultuda bu tezin amacı, flotasyonda kullanılan suyun içerisindeki çözünmüş iyonların solüsyon ve ara yüzeylere etkisi ve özellikle yüksek konsantrasyondaki iyonların kabarcıklar ile taneler arasındaki kolloidal etkileşimleri nasıl değiştirdiğini ortaya koymaktır. Bu çalışma kapsamında, çözünmüş iyonlar varlığında kabarcık-tane ilişkisinin daha iyi anlaşılabilmesi için, elektrolit olarak sodyum klorür (NaCl) ve kalsiyum klorür (CaCl2) tuzları ve köpürtücü olarak da Metil İzobutil Karbinol (MIBC) kullanılarak tesis suyu taklit edilmeye çalışılmış, yüzey gerilimi, kabarcık birleşmesi ve dinamik köpük stabilitesi deneyleri ile araştırılmıştır. Kabarcıkların tuzlar ve yüzey aktif madde varlığında stabilize olma mekanizması özel bir deneysel dizayn kullanılarak araştırılmıştır. Sonuçlar yüzey gerilim ölçümleri, kabarcık stabilitesi, dinamik köpük stabilitesi (DKS) ve deney sonuçları ile yorumlanarak flotasyon verimi üzerine muhtemel etkileri tartışılmıştır. Bu çalışmadan elde edilecek sonuçlar ile bu iyonlarının flotasyon sonuçları üzerinde iyon spesifik etkisini ortaya konacak, ayrıca birçok sistemin tuzlu sular içerisinde flotasyon davranışlarını anlamamıza da yardımcı olacaktır. Ayrıca, Türkiye'de ki cevher ve kömür hazırlama endüstrisinde flotasyon teknolojisinin gelişmesinde temel bir altyapı oluşturacaktır.