Sodyum Ve Potasyum Feldspatların Katyonik Flotasyon Yöntemiyle Ayırımında Tek Ve Çift Değerlikli İyonların Etki Mekanizmaları

Abstract

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.

The aim of this study is to identify the mechanism of selective separation between Na-feldspar and K-feldspar in the presence of mono and multi valent ions. Various experiments have been conducted to reach towards this goal. Solubility experiments to quantity the released ions the solution from albite and microcline, adsorption tests to identify the type and extent of ions adsorbed on albite and microcline in the presence of mono and multi valent were performed to explain if the mechanism is ion exchange or ion adsorption. Also, the surfaces charges playing a major role in these mechanisms were measured in the presence of mono and multi valent ions and their effectiveness on selective separation elaborated. Microflotation experiments performed with pure mineral samples are examined in the light of solubility, adsorption and zeta potential measurements. Microcline, orthoclase and albite samples taken from different regions with distinct mineralogical and bulk chemical analysis were subjected to a systematic surface characterization studies by ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis) and by SEM (Scanning Electron Microscope) /EDS (Energy Dispersive Spectrometry) probe analysis in order to understand the reason for their different flotation responses. The most crucial observation on the main mechanism of selective separation of Na and K feldspars was the presence of spots/defects found by SEM on the mineral surfaces. These spots with the mean size of 50-1000 nm, and their thickness are less than 1000 nm alter the floatability of minerals. It is proposed that these spots produced during grinding along the weak boundaries modify the surfaces onto which collector molecules adsorb. All these results emphasize the importance of obtaining data from ESCA and SEM/EDS analysis in addition to standard bulk and mineralogical analysis techniques and use it in the development of optimum flotation strategies for feldspar minerals.