FBE- Cevher Hazırlama Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/20

Gözat

Yazar "Çelik, Mehmet Sabri" ile FBE- Cevher Hazırlama Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
  • Öge
    Bor Ve Mineral Katkılı Selülozik Yalıtım Malzemesi Üretimi Ve Karakterizasyonu
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-05-23) Karaağaçlıoğlu, İbrahim Ethem ; Çelik, Mehmet Sabri ; 426380 ; Cevher ve Kömür Hazırlama ; Mineral and Coal Processing
    1980’lerle birlikte gelişen çevre bilinci selülozik yalıtımın yaygınlaşmasında etken olmuştur. Selülozik yalıtım, üç ana tema üzerinde durur; fosil enerji kaynaklarının etkin kullanımı (ısı), kullanılmış kâğıtların geri kazanımı (çevre) ve güvenli ses, sağlıklı iç mekân havası sağlanması (sağlık). Çalışma, bu ana temalar çerçevesinde şekillendirilmiş, insan ve çevresi ile uyumlu bir yalıtım malzemesi üretimi planlanmıştır. Organik bir yapıya sahip selüloz ve bileşimin diğer ortağı mineraller, bor ürünleri, bağlayıcılar ve bunların oluşturduğu kompozit bir yapı olan selülozik yalıtım malzemesinin, ısı ve ses yalıtım özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla, selüloza ilave olarak; perlit, vermikülit, pomza ve kil gibi farklı mineral katkılar da kullanılmıştır. Levha şeklinde, yüksek yoğunlukta ve yarı sertlikte üretilmiş ola selüloz bazlı yalıtım malzemesinde, bağlayıcı olarak % 7-11 oranında farklı bağlayıcılar kullanılmıştır. Üretilen selüloz plakaların yoğunluğu 98-163 kg/m3arasındadır. Su buharı geçirgenliği yüksek olan yalıtım malzemesinin termal performansını kaybetmeden % 17 oranında nem tutma özelliğine sahip olduğu tespit edilmiştir. Bor ve farklı mineral katkılarıyla; mineral katkısız levhalarda %0.043-0,055 W/mK ölçülen ısı iletim katsayısı değeri daha da aşağılara çekilmiş olup aynı zamanda yanmaya karşı da % 56 oranında bir iyileşme sağlanmıştır. Ses yalıtımı için gerekli homojen, gözenekli, kompakt yapı formu sıkıştırılmış atık kağıt elyafı ile yakalanmaya çalışılmış fakat lif ve tabakalanma yapısının özelliği nedeni ile istenilen düzeye ulaşılamamıştır. 0.4-1.2 mm boyutlu mineral katkı malzemelerinin ses yutumu değerlerinde olumlu etkisi gözlenmiştir. Sonuç olarak, selüloz (atık kağıt), bor ve perlit, vermikülit, pomza ve kil gibi farklı mineral katkılar yardımıyla, DIN 4102 normlarına göre A2 yanmaz malzemeler sınıfında, kokusuz, paslandırma etkisi olmayan, yanmaya ve küflenmeye karşı yüksek dirençli bir yalıtım malzemesi üretilmiştir.
  • Öge
    Effect of hydrodynamic parameters on particle-bubble interactions in flotation
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2019) Hassanzadeh mahaleh, Ahmad ; Çelik, Mehmet Sabri ; 10230996 ; Cevher Hazırlama Mühendisliği ; Mineral Processing Engineering
    Bu tez çalışmasında tane ve kabarcık özelliklerinin etkileşimleri tane ve hidrodinamik faktörler özelliklerin üzerine etkileri incelenmektedir. Buna ek olarak, yanıt yüzey yöntemi (RSM) ile türbülans hız varlığında ve yokluğunda tane-kabarcık karşılaşma randımanı (Ec) ve flotasyon hız sabiti değerlerinin (k) tahmin ve optimizasyonunu araştırılmaktadır. Bu tez yedi bölümden oluşmaktadır. Birinci bölüm, flotasyonun makroskopik ve mikroskobik yönleriyle ilgili temel bilgileri ve temel kavramları temsil eder. Parçacık-kabarcık etkileşimlerinin temellerini ve temelde yeni algılarını içerir. İkinci bölüm, flotasyon hücrelerinde partikül-kabarcık karşılaşma olasılıklarının eşzamanlı olarak tahmin edilmesi için deneysel (doğrudan ve dolaylı), analitik ve nümerik (CFD) deneysel (doğrudan ve dolaylı), analitik ve CFD uygulamaların, kısıtların ve ayrıcalıkların eleştirel olarak vurgulanmasıyla ilgili literatür çalışmalarını kapsar. Üçüncü bölümde, yüzdürmeyle ilgili bazı araştırma sorularının üstesinden gelmek için her bir amaç için kullanılan bireysel metodoloji kısaca açıklanmaktadır. Dördüncü bölüm, partikül ebadı (dp) ve partikül yoğunluğu (ρp) gibi partikül özelliklerinin, analitik teknikler kullanılarak partikül kabarcığı karşılaşması olasılığı üzerindeki etkisini vurgulamaktadır. Ek olarak, partikül atalet etkisinin, teğetlik açısının (θt) ve kritik Stokes sayısının (Stcr) etkisi, Ec ve flotasyon kinetik oranı sabiti (k) üzerinde detaylı olarak ele alınmıştır. Beşinci bölüm, kabarcık yüzey özelliklerinin (geciktirme derecesi), kabarcık çapının (dB) ve kabarcık hızının (vB) flotasyondaki parçacık-kabarcık etkileşimi olayları üzerindeki rolünü tartışmaktadır. Karşılaşma verimlerinin ve flotasyon kinetik sabitlerinin tahmini ve optimizasyonu, yanıt yüzeyi yöntemi (RSM) kullanılarak altıncı bölümde ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. Yedinci bölüm, gelecekteki çalışmalar için önerilerle birlikte genel sonuçların ve sonuçların altını çizer. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) ile, flotasyon hücrelerinde tane-kabarcık etkileşimlerini belirlemek için deneysel yöntemler (doğrudan ve dolaylı yaklaşımlar) dahil olmak üzere analitik ve sayısal modelleme ile ilgili çalışmaları kapsamlı ve eleştirel bir gözle incelenmistir. Elde edilen sonuçlar, çarpışma açısı, Stokes sayısı, tane yoğunluğunun etkisi ve mikrohidrodinamik kuvvetlerin göz ardı edilmesi ve türbülans etkilerle ilgili tahminlerin zayıfligi uygulanabilen modellerin sınırlı olduğunu göstermektedir. Analitik modellemeden farklı olarak, sayısal modelleme tane-kabarcık karşılaşma etkileşimlerini değerlendirmek için çok güçlü bir teknik olarak tanımlanmaktadır. Bu çalışmada ilk olarak suyun atalet kuvvetlerinin dikkatle alınmamışı durumunde, sayısal yoğunluklarda ve tane boyutlarındaki değişikliklere bağlı olarak, flotasyon kinetiğinin 2-4 kat daha yüksek tahmin edileceği bulunmuştur. Tane boyutu (1-100µm), tane yoğunluğu (1.3-7.1g/cm3), kabarcık boyutu (0.05-0.15cm) ve hızı (10-30cm/s), kabarcık yüzey hareketliliği (temiz ve kontamine olmuş) ve türbülans yayılım oranının (18, 21, 24, 27, 30m2/s3) Ec ve k üzerindeki etkileri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Tane yoğunluğunun, Ec üzerinde önemli bir rol oynadığı bulunmuş olup, daha net bir açıklama yapmak için detaylı çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır. Aynı zamanda, bir flotasyon hücresinde sınırlı hidrodinamik şartlarde, tane eylemsizliği etkisi sadece belli bir ölçüde göz ardı edilebilmektedir. Tahmin edilen Ec değerleri, kabarcık boyutu ve hızının rolüne göre üç ana bölgede, yani düşük (0-4%), ara (4-8%) ve yüksek (8-14%) bölgelerde sınıflandırılır. Yoon-Luttrell'in çarpışma ve birleşme modellerinin kombinasyonunu kullanıldığınde toplama verimliliğinin diğer genelleştirilmiş Sutherland denklemi ve modifiye Dobby–Finch modellerinde elde edilen değerlere göre kıyasla, daha yüksek tahmin edilmesine yol açmaktadir. Ayrıca bu çalışmada literatürde göreceli olarak önemli role sahip oldukları gösterilen Ec ve k üzerindeki temel faktörlerin (tane boyutu, kabarcık çapı, kabarcık hızı, tane yoğunluğu ve türbülans) ilk kez tutarlı olmadığı gösterilmiştir. Diğer önemli bulgulardan bazıları aşağıda yeralıyor: Tane-kabarcık karşılaşma etkinliği ve türbülans dağılma oranının yokluğunda ve varlığında flotasyon kinetik oranının (k) optimizasyonu, DX7 yazılımı tarafından merkezi bir bileşik tasarım (CCD) kullanılarak ilk kez mineral işleme alanında rapor edilmiştir. Ec ve k'deki faktörlerin (parçacık büyüklüğü, kabarcık çapı, kabarcık hızı, parçacık yoğunluğu ve türbülans) göreceli önemi literatürde ilk kez tutarsız olduğu gösterilmiştir. İncelenen koşullar altında elde edilen sonuçlara göre, partikül büyüklüğü ve kabarcık hızı, partikül-kabarcık karşılaşması ve flotasyon hızı sabiti üzerinde sırasıyla en etkili faktörlerdir. İlk kez üç çarpışma modelinin (örn. Sutherhland, Schulze ve Dukhin) kesişimi, kabarcık yüzey özelliklerinin (kabarcık büyüklüğü, çapı ve hareketliliğinin bir fonksiyonu olarak kritik Stokes sayısını (Stcr-st) tahmin etmek için alternatif bir yöntem olarak önerilmektedir). Sunulan yaklaşımın sonuçları, Stokes tarafından verilen elde edilen verilerle oldukça ilişkilidir. İlk defa, partikül ataletinin pozitif ve negatif etkilerini tanımlamak için tam eşikler rapor edilmiştir. Flotasyon kinetik modellemesinde ana zorluklar ve fırsatlar aşağıda yeralıyor: Araştırmacıların, köpüklü flotasyon işlemlerinin teorik, deneysel ve sayısal tekniklerle modellenmesi konusundaki çabalarına rağmen, aşağıdaki zorluklar daha ileri araştırmalar gerektirmektedir.
  • Öge
    Endüstriyel Hammaddelerin Su Bazlı Boyalarda İşlev Mekanizması
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-11-02) Karakaş, Fırat ; Çelik, Mehmet Sabri ; 416934 ; Cevher ve Kömür Hazırlama ; Mineral and Coal Processing
    Bu çalışmada su bazlı inşaat boyalarında kullanılan TiO2, kalsine kaolen, kalsit, talk ve Na-Montmorillonit gibi mineral esaslı endüstriyel hammaddelerin boya reçetelerindeki kullanımları, özellikle reçetelerde dağıtıcı olarak yaygın bir şekilde kullanılan sodyum poliakrilat (NaPAA) ile olan etkileşimleri, adsorpsiyon, elektrokinetik, reoloji ve stabilizasyon çalışmaları ile ayrıntılı olarak incelenmiştir. Bu mineral maddelerle boya içerisinde değişik tip karışımların oluşturulması ve farklı kullanım oranları ile elde edilen boyaların analizleri gerçekleştirilerek optimum bir boya reçetesi geliştirilmiştir. Yapılan standart boya analizlerinin yanı sıra, kuru boya film yüzeyleri “Atomik Kuvvet Mikroskobu” (AFM) kullanılarak karakterize edilmiş ve mineral malzemelerin yüzeyde oluşturdukları topografya belirlenerek yüzeydeki dispersiyon veya topaklaşma oluşumları tespit edilmiştir. Bu oluşumlar örtücülük ve parlaklık gibi standart boya analizleri ile ayrıca kontrol edilmiştir. Çalışmada ayrıca TiO2 ve kalsit tanelerinin temas açısı ölçümleri yardımıyla yüzey enerji bileşenleri ve Hamaker sabitleri hesaplanmış ve boyada bir arada bulunan bu minerallerin arasındaki etkileşimler, zeta potansiyel ölçümleri ile de desteklenerek kuvvet-mesafe eğrileri ortaya çıkartılmıştır.
  • Öge
    Sepiyolit/epoksi Nanokompozit Üretimi Ve Karakterizasyonu
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009-03-26) Can, Muhammed Fatih ; Çelik, Mehmet Sabri ; Cevher ve Kömür Hazırlama ; Mineral and Coal Processing
    Bu çalışma kapsamında; boyut küçültme ve mekanik dağıtma işlemlerinin ardından yapılan bir dizi karakterizasyon çalışmasından alınan sonuçlar doğrultusunda seçilen ham bir sepiyolit örneği üzerinde süreye, dağıtma hızına ve pülpte katı oranına (PKO) bağlı olarak mekanik dağıtma işlemleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen ürünler reolojik ölçümlerle bir ön elemeye tabi tutulmuş ve ardından Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ile lif boyutlarındaki değişimler incelenmiştir. Nanokompozit üretiminde kullanılacak sepiyolitin polimerik bir matriks içerisinde dağıtılabilmesini kolaylaştırmak amacıyla sepiyolit katyonik bir reaktif olan HTAB (Hegzadesiltrimetil Amonyum Bromür) kullanılarak modifiye edilmiştir. HTAB’ın sepiyolit üzerine adsorpsiyon izoterminden gidilerek, bu reaktifin sepiyolit yüzeyine kaplanma yüzdesi hesaben belirlenmiş ve bu doğrultuda bir dizi modifikasyon ve reolojik çalışmalar yapılmıştır. Organo-kil haline dönüştürülen sepiyolitin hidrofobisitesinin polimer matriksi olarak seçilen epoksi reçinesi içerisinde dağılma şartları üzerinde belirleyici etkisi olduğu görülmüştür. Çeşitli oranlarda (%0.5, %1, %2 ve %3) epoksi matrisine dâhil edilen ham ve organo sepiyolitlerin nanokompozit üzerindeki etkileri Universal çekme cihazı kullanılarak gerçekleştirilen mekanik testler ışığında ortaya konmuştur. Mekanik karakterizasyon; Young modulu (E), maksimum çekme dayanımı, kopmadaki uzama gibi ölçümlerin ardından, kopma yüzeylerinde taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve EDS (Energy Dispersive Spectrometer) analizleri gerçekleştirilmiştir. HTAB kaplanmış yüzeylerin epoksi ile etkileşimi, bağlanma şekli ve enerjisi, modifiye olmayan sepiyolitin etkileşiminden daha zayıf olarak gerçekleşmiştir. Modifiye olmayan killer içerisinde hazırlanan Türk sepiyolitleri, Tolsa markalı ürünlerden daha başarılı bulunmuştur. Organo-sepiyolitler arasında en yüksek mekanik dayanım değerlerini üreten orta kaplamalı organo sepiyolit ile elde edilen kompozit bu çalışma için optimum olarak bulunmuştur.
  • Öge
    Sepiyolitin Reolojik Özelliklerinin Belirlenmesi Ve Su Bazlı Sepiyolit Üretimi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Çınar, Mustafa ; Çelik, Mehmet Sabri ; Cevher Kömür Hazırlama ve Değerlendirme ; Mineral and Coal Processing
    Bu çalışma kapsamında sepiyolitin diğer killere göre sağladığı söz konusu avantajlardan yararlanarak onun reolojik özellikleri açıklanmaya çalışılmış ve sepiyolitler arasındaki yapısal, kimyasal ve fiziksel farklılıklardan faydalanmak suretiyle farklı sepiyolitlerin sergiledikleri akış özelliklerindeki değişimler incelenmiştir. Sepiyolitin reolojik özelliklerinin ortaya konması için öncelikle, sepiyolitin yapısını oluşturan lif kümelerinin su-bazlı sistemlerde dağıtılarak jelleşmesini sağlayacak gerekli şartlar belirlenip optimize edilmiştir. Buna göre, süspansiyonların jelleşmesi için yüksek devirde belli bir süre karıştırılması gerektiği tesbit edilmiştir. Reolojik ölçümlerle sepiyolit süspansiyonlarının akış davranışı belirlenmiş ve plastik akış davranışı gösterdiği ve Bingham akış modeline uyduğu görülmüştür. Sepiyolitin farklı proseslerle ve yöntemlerle öğütülerek boyutunun küçültülmesi durumunda öğütme proses ve yönteminin, boyut, yüzey alanı, zeta potansiyel, yapısal ve reolojik özellikler üzerine olan olan etkileri araştırılmıştır. Öğütme prosesinin ve şeklinin sepiyolitin fiziksel özelliklerini önemli derecede etkilediği görülmüştür. Kuru öğütme ile zamana bağlı olarak yapılan SEM çalışmaları sonucu sepiyolitin artan öğütme süresine bağlı olarak lifsi yapısının kaybolduğu, buna paralel olarak da viskozitesinin düştüğü belirlenmiştir. Ocakta üretim esnasında gözle birbirinden ayırt edilemeyen sepiyolitlerin birbirinden ayrılabilmesi ve içerdikleri safsızlıkların uzaklaştırılabilmesi için prosesler geliştirilmiştir. Farklı asitlerle muamele edilen sepiyolitin reolojik özelliklerindeki değişim karşılaştırılmalı olarak incelenmiş, sepiyolitin tabii pH’sından yukarı ve aşağı inildikçe viskozite değişiminde etken olan faktörler ortaya konmuştur. Farklı sepiyolitlerle yapılan reolojik ölçümler sonucu elde edilen bulgulardaki farklılaşmalara neden olan mekanizmalar açıklanmaya çalışılmıştır. Elde edilen bilgilerin ışığında ham sepiyolit cevherinden yüksek viskoziteli ürün üretmek için akım şemaları önerilmiştir.
  • Öge
    Sodyum Ve Potasyum Feldspatların Katyonik Flotasyon Yöntemiyle Ayırımında Tek Ve Çift Değerlikli İyonların Etki Mekanizmaları
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Gülgönül, İlhan ; Çelik, Mehmet Sabri ; Cevher Kömür Hazırlama ve Değerlendirme ; Mineral and Coal Processing
    Bu çalışmada, Na-feldspat ile K-feldspatların tek ve çift değerlikli iyonlar varlığında seçimli olarak birbirinden ayrılmasını sağlayan mekanizmanın açıklanması hedeflenmiştir. Çözünürlük ölçümlerinde; albit ve mikroklinden çözeltiye geçen iyon miktarları, adsorpsiyon deneylerinde ise albit ve mikroklin üzerine adsorplanan iyon miktarları, tek ve çift değerlikli iyonlar varlığında ölçülerek iyon değiştirme ve/veya iyon adsorpsiyon mekanizmaları ortaya konmuştur. Ayrıca, bu mekanizmaları etkileyen yüzey yük ölçümleri tek ve çift değerlikli iyonlar varlığında yapılarak seçimli ayırımda etki sıralamaları yapılmıştır. Çözünürlük, adsorpsiyon ve zeta potansiyel ölçümleri göz önünde tutularak saf mineral numuneleriyle yapılan mikroflotasyon deneyleri irdelenmiştir. ESCA yüzey ve SEM/EDS prob analizleri ile mineral yüzey karekterizasyonları yapılarak, özellikle değişik yörelerden alınan mikroklin ve ortoz numunelerinin farklı yüzme davranışlarının nedenleri ortaya çıkartılmıştır. Na ve K feldspatların seçimli ayrılmasında etkin olan başlıca mekanizmanın, mineral yüzeylerindeki leke/benek şeklindeki empüritelere bağlı olduğu ve bu empüritelerin boyutları 50-1000nm arasında olup, kalınlıkları ise mikronun onda biri hatta daha ince olduğu tahmin edilmektedir. Bu empüritelerin tanelerin zayıf yüzeyleri boyunca oluştuğu, kırma/öğütme esnasında feldspat minerallerinin yüzeylerinde konuşlanarak tanelerin yüzebilme yeteneğini değiştirdiği bulunmuştur. Bu sonuçlar uygulamada her cevher sisteminin kimyasal analizlerinin yanı sıra ESCA yüzey ve SEM/EDS analizlerinin yapılarak optimum ayırma stratejisinin belirlenmesi o cevher için geliştirilmesinin önemini vurgulamaktadır.
  • Öge
    Tane Morfolojisinin Flotasyona Etkisi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016-08-24) Güven, Onur ; Çelik, Mehmet Sabri ; 10122037 ; Cevher Hazırlama Mühendisliği ; Mineral Processing Engineering
    Cevherlerin mineral serbestleşmesi günümüzde giderek azaldığından dolayı ince boyutlarda mineralleri ayırabilen yöntemler önem kazanmaktadır. İnce boyutlarda ayırma yapabilen flotasyon, tanelerin ıslanabilirlik farklarından faydalandığı için özellikle minerallerinin gravite farkı düşük olan cevher gruplarına daha fazla uygulanmaktadır. Reaktif türü ve pH gibi parametrelerin flotasyon sonuçlarına etkileri literatürde ayrıntılı olarak yer almaktadır. Buna mukabili, tane morfolojisinin flotasyon işlemlerindeki etkileriyle ilgili yayımlanan güncel makaleler haricinde, tane morfolojisini oluşturan şekil ve pürüzlülük gibi faktörlerin flotasyon verimlerine olan etkilerini inceleyen makaleler henüz az sayıda olup önerilen mekanizmalar tam olarak teyid edilememiştir. Bu doktora tez çalışmasında tane morfolojisindeki değişimlerin flotasyon üzerine olan etkileri gerek deneysel gerekse teorik modeller kullanılarak araştırılmıştır. Tezin deneysel kısmında, tanelerin özellikle pürüzlülük değerlerini değiştirmek amacıyla asitle muamele, farklı ortamlarda öğütme (bilyalı değirmende, ince boyutlu aşındırıcı tozlarla) ve kumlama işlemleri uygulanmıştır. Bu yöntemler içinde en çarpıcı olan kumlama yöntemi endüstride genellikle yüzeylerin temizlenmesi, pürüzlendirilmesi yahut aşındırılmasıyla amacıyla belirli şartlar altında tanelerin yüzeylere gönderilmesi prensibine dayalı olarak işletilmektedir. Yapılan bu işlemler neticesinde yüzeylerde meydana gelen değişimler çok ayrıntılı olarak incelenmiş olsa da, yüzeylere gönderilen tanelerin özellikleri hakkında bir çalışma literatürde yer almamaktadır. Dolayısıyla bu çalışmada kumlama işlemleri sonrasında tane yüzeylerinde meydana gelen değişimler tane-yüzey arasındaki mesafenin ve nozül basıncının değişiminin bir fonksiyonu olarak incelenmiştir. Deneylerde öğütme şartları ve kumlama sonrasında elde edilen ürünler için tanelerin boyut dağılımları, şekil faktörleri ve pürüzlülük dereceleri ayrı ayrı yapılmıştır. Literatüre yapılan bu katkının haricinde farklı öğütme şartlarında üretilen tanelerin şekil faktörü ve pürüzlülük değerleri öğütme sürelerinin bir fonksiyonu olarak incelenmiştir. Tanelerin şekil faktörleri binoküler mikroskopla alınan görüntülerin uygun yazılımlarla değerlendirilerek elde edilebilirken, pürüzlülük parametreleri ise B.E.T., optik profilometre ölçümleri ve atomik kuvvet mikroskobu ve taramalı elektron mikroskobu gibi yöntemlerle belirlenmiştir.. Yapılan bu çalışmalarla, tane üretim yönteminin tanelerin morfolojik özellikleri açısından son derece önemli olduğu gösterilmiş olup, istenilen pürüzlülük ve şekil faktörlerinin elde edilmesinde yöntemle birlikte yöntemin uygulanmasında geçerli parametrelerden örneğin nozül basıncı, öğütücü ortam türü, miktarı ve süresi ve tane boyutu gibi parametrelerin de ayrıca değerlendirilmesi gerektiği gösterilmiştir. Deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlar ışığında, orijinalde yuvarlak olan cam küreleriyle gerçekleştirilen çalışmalarda belirli bir öğütme süresine kadar köşelilik parametresinin yükseldiği ancak bu süreden sonraki süre aralıklarında önemli değişimler elde edilemediği gösterilmiştir. Öğütme işlemleri neticesinde belirli bir pürüzlülük değerine getirilen tanelerin pürüzlülük derecelerinin ayarlanmasında belirli sürelerde aşındırıcı ortamla muamele işlemleri uygulanmış olup, şekil faktörlerinde nispi değişimlerle birlikte pürüzlülük derecelerinde önemli farklar elde edilmiştir. Farklı pürüzlülük ve şekil faktörlerine sahip tanelerle yürütülen mikro-flotasyon çalışmalarında daha köşeli tanelerin yuvarlak tanelere nazaran daha yüksek verimle kazanıldığı gösterilmiştir. Bu durum flotasyon işlemlerinde şekil faktörlerinin rolünü göstermekte olup, bir diğer deney serisinde ise aynı şekil faktörüne sahip yuvarlak tanelerde flotasyon verimlerinin değerlendirilmesinde pürüzlülüğün belirleyici bir parametre olduğu gösterilmiştir. Ayrıca literatürde ilk defa yer alacak olan tane morfolojisinin hidrofobisiteyle ilişkisinin incelendiği çalışmalarda, düşük kollektör konsantrasyonlarında flotasyon verimlerinde tane pürüzlülüğü daha etkin bir parametre olurken, yüksek konsantrasyonlarda şekil faktörünün daha etkin rol oynadığı gösterilmiştir. Cam küreleri ile yapılan bu çalışmalara ek olarak endüstriyel bir hammadde olan alüminayla gerçekleştirilen çalışmalarda ise, orijinal hali köşeli olan alümina tanelerinin yine belirli bir öğütme süresine kadar daha köşeli hale geldiği bir değerden sonra ise düşüşler gerçekleştiği gösterilmiştir. Cam kürelere uygulanan benzer akım şeması sonucunda, en yüksek köşelilik değerine ulaşılan öğütme devresinden alınan ürün, aşındırıcı malzemeyle belirli sürelerde muamele edilerek pürüzlülük derecesi değiştirilmiştir. Ancak alüminanın sertlik derecesi ve köşeli yapısı gereğince, gerek şekil faktörlerinde gerekse pürüzlülük derecelerinde elde edilen değişimler cam kürelerinde olduğu gibi geniş bir aralıkda olmamıştır. Zira bu durum flotasyon verimleri açısından da benzer bir eğilim göstermiş olup, flotasyon verimleri arasında nıspi değişimler elde edildiği görülmüştür. Farklı kollektör konsantrasyonlarında yapılan deneylerde düşük konsantrasyonlarda gerek öğütülmüş gerekse pürüzlü hale getirilmiş tanelerin daha yüksek değerler verdiği ancak bir karşılaştırma yapılması durumunda işlem görmemiş taneler ve pürüzlü tanelerle yapılan flotasyon verimleri arasındaki farkın, benzer şekilde daha köşeli tanelerle yapılan flotasyon verimleri arasındaki farktan daha yüksek olduğunu belirlenmiştir. Yüksek konsantrasyonlarda ise cam kürelerinde de olduğu üzere şekil faktörünün daha belirleyici bir parametre olduğu gösterilmiştir. Elde edilen bu sonuçlar ışığında yüksek reaktif konsantrasyonlarında şekil faktörünün etkisinin hakim olduğu ancak hidrofobisitenin zayıf olduğu düşük reaktif konsantrasyonlarında flotasyon verimlerinde pürüzlülüğün esas itici güç olduğu bulunmuştur. Bu kapsamda, uygulamalarda tane morfolojisine ince ayar verilerek önemli kazanımlar sağlanılacağı önerilmektedir. Bu tez kapsamında yer alan teorik çalışmalarda, DLVO teorisinin bir türevi olan bir model literatürden adapte edilerek kullanılmış ve bu çalışmada elde edilen flotasyon sonuçları, tane-kabarcık etkileşimleri ile açıklanmıştır. Model kapsamında değerlendirilen kuvvetler başlıca van der Waals ve elektriksel çift tabaka kuvetleri olup, bu kuvvetlerin hesabında Hamaker sabiti , tane-kabarcık arası mesafe, tane çapı, debye tabakası kalınlığı gibi parametreler kullanılmaktadır. Hesaplamalar öncelikle pürüzsüz yüzeyler için yapılmış olup, sonrasında pürüzlülük parametresinin eklenmesiyle birlikte pürüzlü yüzeyler arasındaki enerji bariyeri hesaplanmıştır. Ayrıca flotasyon şartlarının doğru olarak analiz edilebilmesi amacıyla DLVO harici bir bileşen olan hidrofobik kuvvetlerde eklenmiştir. Hidrofobik kuvvetlerin hesabında literatürde temelde Washburn denklemleri olarak gösterilen ve van Oss teorisinin esas alındığı formüllerin türevi alınarak deneysel çalışmalarda kullanılan şartlara adapte edilmiştir. Dolayısıyla model bünyesinde enerji bariyerinin hesabında bu üç kuvvetin toplamı kullanılmış olup, elde edilen enerji bariyeri değerleriyle flotasyon kinetiği sonuçları arasında bir korelasyon kurulmaya çalışılmıştır. Sonuç olarak yuvarlarak tanelerde pürüzlülük derecesinin artmasına mukabil yükselen flotasyon verimlerinin yanı sıra flotasyon kinetiği de artmakta, tane-kabarcık arasındaki enerji bariyeri beklenildiği üzere düşme eğilimi göstermektedir. Bu durum deneysel çalışmalardan elde edilen verilerin teorik bulgularla da uyumlu olduğunu teyid etmektedir.
  • Öge
    Tuzla Artık Salamuralarından Potasyum Ve Magnezyum Bileşiklerinin Üretim Proseslerinin Geliştirilmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-04-10) Kütükçü, Mehmet Nuri ; Çelik, Mehmet Sabri ; 463779 ; Cevher ve Kömür Hazırlama ; Mineral and Coal Processing
    Bu tez çalışmasında, Konya da yer alan Tersakan Gölü nden tuz üretimi yapıldıktan sonra kalan potasyum ve magnezyum iyon konsantrasyonu yüksek salamuralardan, potasyum oranı yüksek karışık tuzun çöktürülmesi, potasyum tuzlarının seçimli çözme ve flotasyon metotları ile ayrıştırması ve saflaştırması önerilmektedir. Potasyum oranı yüksek karışık tuzun çöktürülmesi sonucunda üstte kalan solüsyondan da magnezyum bileşiklerinin üretimi yapılmıştır. Bu çalışmada göl suyu kompozisyonunda bulunan potasyum iyonlarının %52,7’si kademeli çöktürme ile kainit kristal formunda bir tuz karışımında toplanmış ve bu tuz karışımından da %70,9’u endüstriyel potasyum sülfat ve şönitin içerisinde olacak şekilde saflaştırılmıştır. Magnezyum iyonlarının ise %14,3’ü bir salamurada toplanmış ve bu salamuradan da iyonların %93’ü magnezyum hidroksit formunda kazanılmıştır. Tez çalışması boyunca göl suyundan bileşiklerin elde edilmesine kadar izlenen süreç ülkemizdeki bütün sülfat iyonu konsantrasyonu yüksek salamura sistemlerine uygulanabilir. Üretim potansiyeline sahip diğer kaynakların araştırılması ve uygun olanlara üretime yönelik proseslerin kurulması ile ülkemizin bu konudaki dışa bağımlılığının biteceğine inanılmaktadır.