Barit konsantreleri ve şlam atıklarının flotasyonla zenginleştirme olanaklarının incelenmesi

Abstract

Barit minerali, petrol ve gaz sondajları, boya, plastik-kauçuk bileşimleri, lastik-balata, cam gibi endüstriler için önemli bir endüstriyel hammaddedir. Halihazırda üretilen baritin %75-80'i petrol sondajları için API kalite olarak sunulmaktadır. Bunun dışında kalan üretimde de diğer endüstriler için miktarca düşük ancak pahada yüksek bir endüstriyel hammadde olarak gösterilebilir. Türkiye barit üretimi konusunda dünyanın %3,0-3,5'u gibi bir payı elinde bulundurmaktadır. Barit cevherleşmeleri dünyanın farklı yerlerinde farklı mineral toplulukları ile bir arada bulunabilmektedir. Barit-Florit ve Barit-Sfalerit-Galen gibi cevherleşmelerinin aksine bu çalışma kapsamında incelenen cevherleşmede, barit mineralinin yan taşları kalker, kuvars, kil, kalkşist ve demir oksitler olup, değerli mineral ile gang minerali arasında bariz bir özgül ağırlık farkı bulunmaktadır. Bu nedenle de genellikle özgül ağırlık farkına göre zenginleştirme yapılan cihazlar kullanılır ancak 100 mikron altı tane boyutunda klasik gravite ayırıcılarından istenilen verimler alınamamakta ve atıklarda kaçaklar görülmektedir. Bu tez kapsamında da Isparta/Şarkikaraağaç-Konya/Hüyük bölgelerinde yer alan özel işletmelerin düşük yoğunluktaki Barit şlam atıkları ve zenginleştirme tesisinde elde edilen ön konsantrenin flotasyonla zenginleştirme olanakları incelenmiştir. Nihai baritin satış koşulları ağırlıklı olarak spesifik gravitesi, tane boyutu ve beyazlığı üzerinden değerlendirilir. Spesifik gravite (SG) değeri 3.03-3.09 bandında değişen şlam atıkları ve SG değeri 3.85-3.98 civarında değişen barit ön konsantrelerine yapılan flotasyon deneylerinde esas olarak atık SG değerlerinin 2.80'in altına indirilmesi hedeflenmiş olup, verimli bir flotasyon zenginleştirmesi için uygun reaktif-kollektör seçimi ve miktarı, bastırıcının ve miktarının etkisi, pülpte katı oranı, köpürtücü ve kıvam süreleri incelenmiştir. Flotasyon deneyleri, Denver tipi Ünal marka laboratuvar ölçekli flotasyon cihazında gerçekleştirilmiş olup, deneylerde 750 gr numune için 2,5 L ölçekli hücreler kullanılmıştır ve 950 devir/dakika karıştırma hızında, sabit 5 L/dk hava miktarında çalışılmıştır. Numunelerin spesifik gravite ölçümleri hem API 13A standardında belirtildiği gibi Le Chatelier balon jojesi kullanılarak ve tekrar SG ölçümleri de helyum gazlı piknometre kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Şlam atığı üzerinde yapılan deneylerde en efektif kollektör olarak sülfonik bazlı anyonik kollektör seçilmiştir. Kollektör miktarı arttıkça atıkta kaçaklar azalmakta ancak konsantre SG değeri de düşmektedir. Bu nedenle en efektif kollektör miktarı 200 gr/ton olarak seçilmiştir. Kollektör miktarının yanı sıra bastırıcı olarak sodyum silikat kullanmanın etkisi incelenmiş ve bastırıcı varlığında atık SG'si 2.74'e kadar düşürülebilmiştir. Şlam atıklarının zenginleştirilmesi ile sondaj ve endüstriyel boya-balata sektörüne uygun SG 4.20-4.26 olan konsantreler üretilebilmiştir. Barit ön konsantresi üzerine yapılan deneylerde ise, kollektör miktarı arttıkça atık SG değeri azalmış ancak flotasyon konsantresi miktarı artarken, konsantre SG değeri de azalmıştır. Şlam atığının aksine bastırıcı olarak sodyum silikat miktarının artmasının atık SG değerinde kayda değer bir değişiklik yaratmadığı görülmüştür. Deneylerde kondüsyon süresi ve flotasyon PKO'sunun etkisi, kollektör kıvam süresinin etkisi, köpürtücü kullanımı gibi parametreler incelenmiş ayrıca alternatif olarak ters flotasyon deneyleri de yapılarak optimum flotasyon koşulları belirlenmiştir. Flotasyon devresinde kaba + süpürme devreleri ile beslenenin %72,5 oranında satılabilir bir konsantre SG değerine uygun olarak elde edilirken, atık SG değeri de 2.81'e kadar düşürülmüştür.