LEE- Cevher Hazırlama Mühendisliği Lisansüstü Programı

Bu topluluk için Kalıcı Uri

http://hdl.handle.net/11527/19232

Gözat

Yazar "Bulut, Gülay" ile LEE- Cevher Hazırlama Mühendisliği Lisansüstü Programı'a göz atma
  • Öge
    Bakır cevherlerinin flotasyon davranışında kabarcık çapının etkisi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-05-17) Ceylan, Adnan ; Bulut, Gülay ; 505172102 ; Cevher Hazırlama Mühendisliği
    Bakır, mükemmel bir ısı ve elektrik iletkeni olan, aynı zamanda korozyona dayanıklı ve antimikrobiyal olan, dövülebilir ve sünek bir metal elementtir. Bakır Dünya'nın kabuğunda çeşitli şekillerde doğal olarak bulunur. Sülfür yataklarında (kalkopirit, bornit, kalkozin, kovelin olarak), karbonat yataklarında (azurit ve malahit olarak), silikat yataklarında (krizikolla ve diyoptaz olarak) ve saf doğal bakır olarak bulunabilir. Bakır ayrıca insanlarda, hayvanlarda ve bitkilerde doğal olarak bulunur. Bakır ve bakır bazlı alaşımlar makul bir yaşam biçimi için gerekli olan çeşitli uygulamalarda kullanılır. Sürekli üretimi ve kullanımı toplumun gelişimi için gereklidir. Bakır tüm metaller arasında en çok geri dönüştürülenlerden biridir. Metalleri tekrar tekrar geri dönüştürme kabiliyetimiz onları tercih edilen bir malzeme yapar. Geri dönüştürülmüş bakır(ikincil bakır olarak ta bilinir), yeniden işlendikten sonra birincil bakırdan(cevherlerden gelen bakır) ayırt edilmez. Bakırın geri dönüşümü, metalin kullanım verimliliğini artırır, enerji tasarrufu sağlar ve gelecek nesiller için sürdürülebilir bir metal kaynağına sahip olmamıza katkıda bulunur. Flotasyon işlemi, minerallerin kompleks cevherlerden ayrılması hidrofobik özelliklerindeki farklılığa dayanır ve üç fazın (katı, sıvı ve gaz) temasında gerçekleştirilir. Bu üç fazlı sistemde sıvı (genellikle su), katı (mineral parçacığı) ve gaz fazından (hava) oluşur. Hidrofobik parçacıklar parçacık hava agregası oluşturan gaz kabarcıklarına yapışır. Agregalar sudan daha hafiftir ve pülp yüzeyine doğru hareket ederek flotasyon köpüğünü oluşturur. Metalik mineral için konsantre genellikle flotasyon köpüğü yoluyla elde edilir ve geri kalan malzeme artık olarak adlandırılır. Flotasyon pülp fazı ve köpük fazı olmak üzere iki faz içermektedir. Pülp fazında hava kabarcığı tercihen hidrofobik mineralleri toplamaktadır ve onları pülp-köpük ara yüzeyinden yukarı köpük fazına doğru çıkarmaktadır. Köpük fazında taneler kabarcıklara yapışarak ve ayrılarak köpük yüzey alanına ulaşırlar. Su köpük zonunda drenaj olarak tekrar pülp fazına geçer. Tüm etki taşıma ve değerli mineral kazanımıdır. Hava dağıtımı pülp köpük arayüzeyine doğrudur ve flotasyon hücre performansı üzerinde önemli bir etki yaratmaktadır. Hava dağıtımı köpük fazında kalış süresi üzerinde etkilidir. Cevher zenginleştirmede başka hiçbir yöntem flotasyon kadar yaygın değildir. Bakır-kurşun-çinko-molibden-antimuan talebini başka zenginleştirme yöntemleri karşılayamaz. Örneğin günümüzde bakır cevherlerinden 20 milyon ton katod bakırı üretilmektedir. Cevherlerin ortalama bakır içeriği %1 civarındadır. Sadece bakır için yılda 2 milyar tondan fazla bakır cevheri flotasyon yöntemi ile zenginleşmektedir. Flotasyon cevherlerin zenginleştirilmesinde uygulanan en önemli yöntemlerden biri olup, ülkemizde birçok değerli mineralin kazanılmasında etkin olarak kullanılmaktadır. Flotasyon basitçe yüzdürme ve bastırma şeklinde bir yöntem olarak tanımlanmasına rağmen aslında birçok bileşene bağlı karmaşık bir sistemdir. Cevherin yapısından, makinaların dizaynına kadar, birçok değişkene bağlı olarak flotasyon prosesinin başarısı değişmektedir. Yüzyıldan fazla bir geçmişe sahip olan flotasyon yöntemi üzerinde özellikle birçok parametrenin etkisinin incelendiği araştırmalar halen devam etmektedir. Bu doktora çalışmasında değerli minerali kalkopirit olan iki farklı bakır cevheri esas alınarak, birtakım flotasyon parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Çalışmada bazı konulara açıklık getirmek üzere tesis ölçeğinden iki fazda laboratuvar ortamındaki ölçümlere kadar birçok incelme yapılmıştır. Bu araştırmada kalkopirit cevheri olarak, Siirt-Madenköy ve Kastamonu-Hanönü'nde bulunan iki farklı tesiste zenginleştirilen numuneler kullanılmıştır. Araştırmalar genellikle iki tesiste kullanılan reaktifler ile yürütülmüştür. Köpürtücü olarak endüstride ve laboratuvar çalışmalarında çok yaygın olarak kullanılan MIBC, Dow Froth 250, çamyağı, F-549 gibi köpürtücülerin etkileri incelenmiştir. Tez kapsamındaki araştırmalar iki fazda (sıvı+hava) ve üç fazda (sıvı+hava+cevher) yapılan çalışmalardan oluşmaktadır. İki fazlı çalışmalar laboratuvar ortamındaki temel çalışmaları, üç fazlı sistemdeki çalışmalar hem laboratuvar hem de tesis ölçekte yapılan incelemeleri içermektedir. Çalışmalar yürütülürken değişen koşullara bağlı olarak özellikle kabarcık çapının ve köpük yüksekliğinin değişimi incelenmiştir. Çalışmanın bir bölümünde, köpürtücü miktar ve türünün, bunların karışımlarının kabarcık boyutuna, bakır içeriğine ve bakır kazanma verimine etkisi laboratuvar ve tesis ölçeğinde incelenmiştir. Köpürtücü miktarına bağlı olarak kabarcık boyutunun değişiminin izlendiği tüm deneylerde, köpürtücü miktarı arttıkça kabarcık boyutunun küçüldüğü görülmüştür. Deney sonuçlarına göre, köpürtücülerin kabarcık boyutunun üzerinde meydana getirdiği küçülmenin bakır konsantresinin bakır içerikleri ve bakır kazanma verimleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu belirlenmiştir. Laboratuvar ve tesis çalışmalarına göre tüm köpürtücüler ve karışımları için daha küçük kabarcık boyutu oluşumuna bağlı olarak bakır içeriğinin düştüğü ve verimin arttığı görülmüştür. En yüksek verim değerlerine MIBC en düşük değerlere ise Dowfroth 250 köpürtücüleri ile ulaşılmıştır. Siirt-Madenköy'de tesis ortamında yüksek pH'ta çalışılmakta ve selektif flotasyon yapılmaktadır. Etibakır Siirt-Madenköy bakır işletmesi cevher numunesi ile toplayıcı olarak 3418 A ve köpürtücü olarak MIBC kullanılmaktadır. Bu reaktifler kullanılarak pH'ın kabarcık boyutu, bakır içeriği ve kazanma verimi üzerindeki etkisi laboratuvar ve tesis ölçeğinde araştırılmıştır. Laboratuvar ve tesis ölçeğinde yapılan incelemelerde pH arttıkça kabarcık çapı küçülürken, bakır içeriklerin ve kazanma verimlerinin arttığı gözlenmiştir. Kastamonu-Hanönü tesis ortamında toplu flotasyonda pH 8'de selektif flotasyonda pH 10.5'ta çalışılmaktadır. Kastamonu-Hanönü bakır işletmesinde toplayıcı olarak toplu flotasyonda KAX, selektif flotasyonda ise Aero 3894 ve köpürtücü olarak tüm devrelerde F-549 kullanılmaktadır. Köpürtücü miktarının kabarcık çapı, bakır içeriği ve bakır kazanma verimine etkisi laboratuvar ve tesis ölçeğinde araştırılmıştır. Bu çalışmalara göre, köpürtücü miktarı arttıkça kabarcık çapı hem laboratuvar hem de tesis koşullarında küçülürken, bakır içerikleri düşmekte, verimlerin arttığı gözlenmektedir. Tesis ve laboratuvar ortamında yapılan deneylerde hava miktarının kabarcık çapı, bakır içeriği ve verime etkisi incelenmiştir. Yapılan tüm deneylerde hava miktarı arttıkça, kabarcık çapının büyüdüğü, bakır içeriklerinin düştüğü ve bakır kazanma veriminin arttığı belirlenmiştir. Laboratuvar ortamında yapılan deneylerde ön havalandırma süresinin, kabarcık çapı, bakır içeriği ve verime etkisi incelenmiştir. Yapılan deneylerde ön havalandırma süresi arttıkça kabarcık çapının büyüdüğü, bakır içeriğinin ve verimin arttığı bulunmuştur. Kastamonu-Hanönü ve Siirt-Madenköy cevheri ve reaktifleriyle ve üç fazlı sistemde flotasyon makinası karıştırma hızının kabarcık çapı, bakır içeriği ve verime etkisinin incelendiği laboratuvar deneylerinde karıştırma hızı arttıkça, kabarcık çapının küçüldüğü, bakır içeriğinin ve bakır kazanma veriminin arttığı görülmüştür. İki fazlı sistemde farklı tür köpürtücülerle mikroflotasyon hücresi ile yapılan deneylerde, ışık geçirgenliği ölçülmüştür. Işık geçirgenliği kabarcık çapı, kabarcıkların ortamdaki sıklığı hakkında bilgi vermektedir. Bu değer ne kadar küçülürse kabarcık çapları da küçülmektedir ve kabarcıklar daha sıklıkta birarada bulunmaktadır. Yapılan ölçümlerde köpürtücülerin miktarlarının artmasına bağlı olarak kabarcık çaplarının ve ışık geçirgenliğinin küçüldüğü ve kabarcık ölçümleri ile ışık geçirgenlik değerlerinin birbiri ile uyumlu olduğu gözlenmiştir. Köpürtücülerin yüzey gerilimi üzerindeki etkisi de incelenmiştir. Bu ölçümlerde köpürtücü türleri, miktarları ve farklı pH değerlerinde yüzey gerilimi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Köpürtücü miktarının artırılmasının hem doğal pH hem de pH 12'de yüzey gerilimini ve kabarcık boyutunu küçülttüğü belirlenmiştir. pH 12'de yapılan ölçümlerde yüzey gerilim değerlerinin doğal pH 'daki değerlerden daha düşük olduğu belirlenmiştir. Çam yağı hariç diğer köpürtücülerde pH arttıkça yüzey gerilimi azalmaktadır. pH değişimine bağlı yüzey gerilimi değişiminde görülen en büyük fark MIBC ile elde edilirken en az değişiklik Dow Froth 250 köpürtücüsünde tespit edilmiştir. Bu doktora tezi kapsamında yapılan çalışmalara göre tesis ve laboratuvar ölçeğinde elde edilen flotasyon sonuçlarının birbiri ile uyumlu olduğu belirlenmiştir. Ayrıca temel araştırma niteliğinde olan çalışmalarda bazı flotasyon değişkenlerinin flotasyon davranışı üzerindeki etkilerini açıklama konusunda önemli katkılar sağlayacaktır.
  • Öge
    Mersin yöresi krom atıklarının zenginleştirilebilme olanaklarının araştırılması
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-07-01) Derin, Kamer ; Bulut, Gülay ; 505201115 ; Cevher Hazırlama Mühendisliği
    Bu çalışmada, Mersin'de bulunan ve ekonomik değeri olmayan krom zenginleştirme tesisi atıklarında bulunan kromitin uygun yöntemler kullanılarak geri kazanılması ile sanayinin ihtiyacına uygun krom içeren hammadde üretilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda bölgedeki zenginleştirme tesisinden alınan kromit atıklarının kimyasal ve mineralojik tanımlanması yapıldıktan sonra gravite yöntemleri ile zenginleştirme işlemleri uygulanmıştır. Ayrıca kimyasal zenginleştirme işlemi olarak krom atığında bulunan, nikel ve kobalt elementlerinin kazanımına yönelik olarak asit liçi yapılmıştır. Deneyler öncesinde atığın karakterizasyon çalışmaları kapsamında cevherin tane boyut dağılımı, kimyasal bileşimi, mineralojisi ve tane boyuna bağlı olarak mineral serbestleşme oranı incelenmiştir. Mersin İli sınırları içerisinde bulunan krom zenginleştirme tesisine ait atık numunesinin tanımlanması amacıyla temsili numuneler üzerinde XRD, SEM-MLA analizi, cevher mikroskobu, kimyasal analiz ve yoğunluk tayini testi yapılmıştır. Kimyasal analiz sonucuna göre Cr2O3 tenörü %1,15'tir. XRD analizi numunelerin mineral bileşimlerinin yaygın olarak lizardit (Mg3Si2O5(OH)4), brusit (Mg(OH)2) ve kromit (Fe2+Cr2O4) içerdiğini göstermiştir. Cevher mikroskobu ile uyumlu olarak, örnekte kromit, manyetit, pirit mineralleri, ilmenit ve altere mineraller tespit edilmiştir. SEM-MLA analiz raporuna göre, -38 µm fraksiyonu göz ardı edildiğinde, tüm örneklerde serpantin grubu minerallerinin (%91,22) baskın olduğu, daha az miktarda ise manyezit (%2,45), kromit (%2,18), klinoklor (%1,37) ve diğer minerallerin bulunduğu görülmüştür. Beklendiği gibi, tane boyu azaldıkça kromit serbestleşme oranı artmaktadır. -500+300 µm fraksiyonunun serbestleşmesi %2,58 iken, -75+53 µm parçacık boyutunun serbestleşmesi %71,60'a kadar çıkmaktadır. Mineral serbestleşme analizi sonuçlarına göre, kromit çoğunlukla serpantin grubu minerallerle ilişkili olup, daha az miktarda manyezit, klinoklor, Fe-oksitler ve eser miktarda diğer minerallerle birlikte bulunmaktadır. Zenginleştirme çalışmaları kapsamında, değerlendirilecek atıkların sallantılı masa ve MGS kullanılarak % Cr2O3 tenör içeriğinin artırılmasına yönelik çalışmalar yapılmıştır. Boyut parametresi denenerek yapılan sallantılı masa çalışmaları sonucunda -500+300 µm tane boyunda %8,2 Cr2O3 içeren konsantre %44,79 geri kazanımla elde edilirken, -300+150 µm tane boyunda %44,17 Cr2O3 içerikli konsantre %38,16 verimle elde edilmiştir. -150+75 µm tane boyunda %48,90 Cr2O3 içeren konsantre %55,52 verim ile alınmıştır. Multi Gravity Separatör (MGS) ile 160 devir/dakika'da -75 µm tane boyutunda %26,40 Cr2O3 içerikli konsantre elde edilmiştir. Numune içeriğinde 2604,2 ppm nikel, 70,1 ppm kobalt tespit edilmiş olup, yapılan literatür çalışmaları neticesinde içeriğin lateritik tipte nikel cevherleşmeleri ile uyumlu olduğu görülmüştür. Deneyde kullanılan asit türleri HCl, H2SO4 ve HNO3 olup, farklı asit konsantrasyonlarında (0-7 mol arasında), farklı asit liçi sıcaklıklarında (40, 60, 80°C) farklı sürelerde (30, 60, 120, 180, 240 dk) ve katı:sıvı oranlarında (1:2, 1:5, 1:10, 1:15 ve 1:20) deneyler yapılmıştır. 3 M H2SO4 çözeltisi ile 1/15 katı sıvı oranında, 450 devir/dakika hızla, 80oC sıcaklıkta, 1 saat boyunca manyetik karıştırıcı da karıştırılan numunedeki, nikelin çözeltiye geçme verimi %70'den fazla olurken kobaltın %50'den fazlasının liç çözeltisine alındığı belirlenmiştir.
  • Öge
    Soma ve Çayırhan bölgesi kömürlerinin iyonlaştırıcı ışınların etkisi altındaki dönüşümleri
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-05-22) Bağırlı, Nicat ; Bulut, Gülay ; Mustafayev, İslam ; 505191104 ; Cevher Hazırlama Mühendisliği
    Kömürün kullanımı, çevresel etkisi nedeniyle tartışmalıdır. Kömür yakmak, atmosfere büyük miktarlarda sera gazı salarak küresel iklim değişikliği sorununa neden olur. Ayrıca kömür madenciliği çevre kirliliğine, toprak erozyonuna, su kirliliğine ve sağlık sorunlarına neden olabilmektedir. Ancak, ileri teknolojilerin yardımıyla kömür yakılmasından kaynaklanan emisyonları azaltmak mümkündür. Kömür, doğal olarak radyoaktif maddeler içerebilen bir malzemedir. Bu nedenle kömür, çeşitli radyasyon analiz teknikleri kullanılarak ışınlanabilir. Bu yöntemler, kömürdeki radyoaktif maddelerin saptanmasını ve ölçülmesini sağlar. Kömürün radyasyona tabi tutulması, kömürün çevresel etkisinin değerlendirilmesinde önemlidir. Kömürdeki radyoaktif maddelerin ölçülmesi, kömür yakıldığında salınan radyasyonun izlenmesine yardımcı olabilir. Bu da kömürün çevre ve insan sağlığı açısından daha güvenli kullanımını sağlayabilir. Bu tez çalışmamızda, Türkiye'nin Manisa-Soma ve Ankara-Çayırhan kömürlerinin radyasyon etkisiyle meydana gelen süreçlerini incelenmiştir. Her bir kömürden alınan beş adet numune cam kaplarda vakumlandıkdan sonra havasız ortamda belli süre aralıklarıyla gama ışınlarına maruz bırakılarak, kömürlerde hangi dozlarda hangi etkiler meydana geldiğini incelenmiştir. Farklı dozlarda radyasyona tabi tutulmuş kömürlerin sıcaklık karşısındaki davranışlarını derivatografik (DTA) yöntemle incelenmiştir. Son olarak, ışınlanmış kömür numunelerinin Elektron Paramagnetik Rezonanz (EPR) çalışması yapılmıştır. Burada amaç, iyonlaştırıcı ışınların yüksek hızla maddenin içerisine nüfuz ederek kimyasal bozuşma yaratmasıyla, karbon bazlı yakıtların radyo-kimyasal süreçlerini incelemektir. Radyo-kimyasal süreçlerin kinetiğini ve mekanizmasını öğrenmek için gama ışınlarının kullanılması sonucu kömür gibi katı fosil yakıtların gazlaştırma, yarı koklaşma, kükürt giderme gibi değişkenlerine bakılarak, gama ışınlarının kömürlerde meydana getirdiği kimyasal değişmeler incelenir.