Türkmentokadı manyezit cevherinin empüritelerinden temizlenmesi

Abstract

Manyezit; formülü MgCCb olan, teorik olarak bileşiminde %52.3 CO2, %47.7 MgO ve çok az miktarda FeîOa bulunan, sertliği 3,4-4,5 arasında, özgül ağırlığı 2,9-3,1 olan bir mineral olup bazik refrakter malzeme üretiminde kullanılan birincil bir hammaddedir. Manyezit cevherinde en önemli safsızlıklar CaO, SİO2 ve FeîCb bileşikleridir, bu safsızlıklar refrakter tuğlanın ergime noktasını düşürür ve mukavemetini azaltır. CaO/SiCfe oranının 2 civarında olması CaO'tin serbest halde tuğla bünyesine geçmemesi bakımından önemlidir. Aksi taktirde serbest kireç tuğla mukavemetini azaltır ve bünyede çatlamalara sebep olur. Konya Krom Manyezit Tuğla Sanayii T.A.Ş.' ye ait Türkmentokadı yöresi manyezit numuneleri ile gerçekleştirilen bu çalışmada, başta CaO olmak üzere Fe2C>3 ve SİO2 gibi empüritelerin düşürülmesi hedeflenmiştir. Düşük fraksiyonlarda serbestleştiği görülen gang minerallerini temizlemek için öncelikle flotasyon çalışmaları yapılmıştır. Sırasıyla K-Oleat, gazyağı ve sodyum silikat miktarı ve pH'ın etkisinin incelendiği flotasyon deneyleri neticesinde hedeflenen empürite oranlarına ulaşılamamış ve diğer yöntemlerin denenmesine karar verilmiştir. Gerek endüstriyel gerekse labaratuar çalışmalarında manyezit cevherinin zenginleştirilmesinde son derece etkin olduğu bilinen sürekli mıknatıslı yüksek alan şiddetli manyetik ayırma cihazı (REMS) olan Inprosys marka cihaz ile manyetik ayırma deneyleri yapılmıştır. En uygun tane boyutu ve en uygun bıçak konumunun etüd edildiği manyetik zenginleştirme deneylerinde istenildiği gibi kaliteli, düşük empüriteli konsantreler elde edilmiştir. Özellikle asıl hedefimiz olan CaO'tin %1'in altına indirilmesi iri boyutlu malzemelerde ( -4,76+2 mm) başarılmıştır. Son olarak ince boyuttaki (-2 mm) manyezit cevherinin uçucu maddelerinin uzaklaştırılıp geride kalan malzemedeki gang minerallerinin manyetik duyarlılığım artırarak ve ince boyutlu cevherden de yine manyetik ayırma ile kireci ve demiri düşük kaliteli konsantreler elde etmek amacıyla manyezitin kalsinasyon özellikleri incelenmiştir. IX 600-900 °C arasında çeşitli sürelerde kalsine edilen -0,8 mm'lik manyezitin en iyi kalsine olduğu sıcaklık 900 °C olarak tespit edilmiş ve bu sıcaklıkta 150 dakika kalsine edilerek üretilen kostik manyezit ile manyetik ayırma deneyi gerçekleştirilmiştir. Ancak, burada da kalsinasyondan sonra artan demir oksit oranına rağmen ince boyuttaki serbest dolomitin artık olarak ayınlması kısmen mümkün olmuştur. İri boyutlu cevherlerle yapılan manyetik ayırma deneylerinde beslenende %1,18 olan CaO içeriği %0,9'a ve %0,197 olan Fe2C>3 içeriği %0,09'a indirilmiştir. Tane boyutu küçüldükçe Fe^Ch daha düşük seviyelere indirilirken, CaO içeriği -2+1 mm boyut aralığında optimum sonuçlan vermemiştir. Bu da Inprosys marka manyetik ayırma cihazının CaO empüritesini ayırmada limonit ile bağlı demirli gang minerallerinin manyetik duyarlılıından yararlanarak CaO emprütesini temizleyebildiğim göstermiştir. Bu yüzden ince boyutlardaki serbestleşme nedeniyle karbonatların etkili ayırımı sağlanamamaktadır.

Magnesite (MgC03), theoretically composed of 52.3% C02, 47.7% MgO. Magnesite has 3.4-4.5 hardness (Mohs) and 2.9-3.1 g/cm3 specific gravity. It is a primary raw material used İn the production of base refractory materials. CaO, SİO2 and FeîCb compounds are the major impurities in magnesite. These impurities decrease the melting point and strength of the refractory materials. The ratio of CaO/SiOî must be around 2 which controls the amount of free CaO in magnesite and results in decreasing brick strength and causes failures. Turkmentokadi region magnesite samples supplied by Konya Krom Magnezit were used in the experimental studies. The aim of this study is to investigate the possibility of successfully removing impurities such as CaO, FeaOs and SİO2 from magnesite. Towards this aim,a series of flotation experiments were carried out. In the first part of this thesis study the effect of K-oleate, fuel-oil, sodium silicate and pH in flotation were tested. These parameters above however are shown to have no significant improvement on the removal of these impurities. Therefore other concentration techniques such as magnetic separation were tested. Magnetic separation experiments were accomplished using the Inpyrosys instrument which is known to be very effective in the concentration of magnesite both in laboratory and industrial scale. In magnetic separation experiments, the optimum particle size and splitter position were determined, a magnesite concentrate with relatively low impurities was successfully obtained. Especially in coarse size (-4.76+2 mm) fractions, it is possible to obtain a concentrate with a CaO level less than 1%. It is known that the magnetic characteristics of some of the minerals can be changed by applying calcination. Therefore systematic calcination tests were performed on the fine fraction (-2 mm) magnesite samples to enhance the magnetic susceptibilities of these impurities. 0.8 mm magnesite fraction was calcined between 600 and 900 °C in different calcination periods and optimum calcination temperature was found to be 900 °C. Magnetic seperation experiments were carried out with the caustic magnesite which is produced by calcination at this temperature. Although the amount of iron oxide increased after calcination, free dolomite in fine sizes could partially be removed from the feed. XI Magnetic seperation experiments at coarse sizes samples, the amount of CaO was reduced from 1.18% in the feed to 0.9% and similarly the amount of Fe203 was 0.197% in the feed was decreased to 0.09% in the concentrate. While decreasing the particle size decreased the amount of Fe203;> CaO% obtained in -2+1 mm size fraction was not the optimum. This indicates that the magnetic forces are effective in removing CaO impurity because of tied with limonite particules using Inpyrosys magnetic separation instrument. Therefore carbonates could not be effectively seperated in fine sizes.