1
1.
GİRİŞ
Flotasyon ince tane boyundaki minerallerin zenginleştirilmesinde kullanılan en yaygın
kullanılan yöntemdir ve dünyada yaklaşık 2 milyar ton cevher flotasyon yöntemi ile
zenginleştirilmektedir (Klimpel, 1993). Son otuz yılda işlenen cevher yataklarının tenörlerinin
düşmesi, ince tane boyunda serbestleşen, kompleks ve seçimlilik problemi olan cevherleri
işleme zorunluluğu, artan enerji ve yatırım maliyetleri flotasyon teknolojisinde yeni
arayışların doğmasına yol açmıştır. Flotasyon teknolojisindeki en önemli gelişme ise yeni bir
tasarım olan flotasyon kolonlarının endüstriyel uygulama alanı bulmaları olmuştur. Böylece
farklı tasarım özelliklerine sahip flotasyon kolonları, yıllarca standart flotasyon hücresi olarak
kullanılan mekanik hücrelere alternatif olarak görülmüştür. Flotasyon kolonlarının endüstriyel
uygulamalarında elde edilen başarı, kolonların çalışma ilkelerine bağlı kalınarak daha etkin
çalışmaları (örneğin; Microcel, Turbo Kolon) ya da flotasyon kolonu tasarımının
dezavantajlarının ortadan kaldırılmasına yönelik (örn.; Jameson, turbo flotasyon kolonu hücresi)
yeni tasarımların geliştirilmesine de neden olmuştur.
Bu çalışmada; kolon flotasyonu ve deneylerin gerçekleştirildiği kolon hakkında bilgi
verildikten sonra kolon parametrelerinden reaktif miktarı deneyleri ve sonuçları hakkında bilgi
verilecektir.
2.
FLOTASYON KOLONLARI
Flotasyon kolonları ile ilgili ilk patent 1960 yılında Boutin ve Tremblay tarafından
Kanada’dan alındı (Kanada patentleri 680.576 ve 694.547). Flotasyon kolonları ile ilgili ilk
test çalışmaları Wheeler (1966), Boutin ve Wheeler (1967) tarafından yapıldı. Bu kolon
dizaynı çoğunlukla Kanada kolonu olarak anılmasına rağmen günümüzde klasik kolonlar
olarak anılmaktadır (Finch and Dobby, 1989).
Daha sonraki flotasyon kolonları kullanıldığı amaca göre; Kurşun kolonu (Dell and
Jenkins, 1976), Toplama kolonu (Yang, 1988), Flotair kolonu (Zipperian ve Svensson, 1988),
Hydrochem kolonu (Scheneider ve Van Weert, 1988) Jameson (1988) ve Rus’lar tarafından
(Tyurnikova ve Namuov, 1981) tarafından kolonlar dizayn edildi. (Finch and Dobby, 1989).
Kanada kolonu diğer dizayn edilen kolonlar arasında daha önemli bir yer oluşturdu ve
deneyler daha çok bu kolonlarla gerçekleştirdi. Endüstriyel flotasyon kolonları da bu
çalışmalar neticesinde kuruldu.
İlk ticari flotasyon kolonu, Kanada’nın kolon flotasyonu şirketi tarafından Les Mines
Gaspe (Quebec, Kanada)’de molibden temizleme devresinde kuruldu (Coffin and Miszezak,
1982). Kullanılan tek kolon ile birkaç hücre yer değiştirilerek yapılan çalışmalarda verimli
2
sonuçlar elde edilmiştir. 1987 ‘deki çalışmada 13 flotasyon hücresinin yerine 0.90 m ve 0.45
m’lik iki kolon kuruldu. Bu kolonlarla ilgili gerekli verilerin tamamını Dobby (1984) ve
Yianatos (1987) test etti.
Flotasyon kolonlarının fikir babası olan Pierre Boutin, mekanik flotasyon
hücrelerindeki türbülansın, ince gang tanelerinin konsantreye kaçması ile konsantreyi
kirlettiği sonucundan yola çıkmış, tanelerin türbülansın olmadığı bir ortamda askıda kalmaları
için ince, uzun ve yüksek bir hücreye yukardan beslenmesi gerektiğini düşünmüştür. Hava ise
hücrenin tabanından verilerek, kabarcıklar ve tanelerin zıt akımlı olarak karşılaşabilmesi
sağlanacak, böylece ara ürünler ve gang taneleri için bu akış fiziksel bastırıcı işlevini görecek,
iri gang mineralleri ise yüksek çökelme hızları nedeniyle hücreden hızlı bir şekilde
ayrılabilecektir. Kabarcıklarla birlikte gelen ince gang mineralleri ise hücredeki kalın köpük
tabakasında yıkama suyunun da etkisi ile geri yıkanabilecek ve böylece yüksek tenörlü
konsantre elde edilecektir (Aksani, 1998).
Şekil 1’de tipik bir flotasyon kolonunun şematik görünümü verilmektedir. Flotasyon
kolonları temel olarak iki bölgeye ayrılır. Birinci bölge hava kabarcıklarının kabarcık üretici
sistemi (sparger) yardımıyla kolona verildiği ve tanelerin hava kabarcıklarıyla karşılaştığı
toplama bölgesidir. Besleme genellikle kolon yüksekliğinin yaklaşık 2/3’ de yapılır. Besleme
noktasının üzerinde kalan kısmın tamamı köpükten meydana gelmez. Köpük/pülp ara yüzeyi
ile besleme noktası arasında tane yüklenmiş kabarcıklar, köpükten geri düşen taneler ve
kabarcıklardan meydana gelen bir ara bölge bulunmaktadır. Beslemedeki taneler hem
çökelme hızları hem de kolonun tabanındaki artık akış hızına bağlı olarak aşağı doğru
süzülürler. Hava, kolonun artık çıkış noktasının hemen üzerindeki bir kabarcık üretecinden
kabarcıklar halinde kolona verilmektedir. Besleme ile kabarcıklar zıt akımlı olarak toplama
bölgesinde karşılaşırlar ve burada taneler hava kabarcıkları ile çarpışarak bağlanırlar. Kolonda
mineral kazanımı toplama bölgesinde meydana gelmektedir.
İkinci bölge ise, besleme noktasının üst bölümünde, tane yüklü hava kabarcıklarının
meydana getirdiği köpük bölgesidir. Köpük bölgesi kalınlığı endüstriyel uygulamalarda 1.5
m kadar olabilmektedir. Köpük, kolonun konsantre taşma seviyesinin üzerinden veya içinden
su ile yıkanarak kararlı ve kalın olması sağlanmaktadır. Köpükten aşağı doğru süzülen yıkama
suyu ile yükselen köpüğün zıt akımlı olarak karşılaşması, köpük içerisine su ile taşınmış gang
minerallerinin toplama bölgesine geri dönebilmesini, böylece yüksek tenörlü konsantre elde
edilebilmesini sağlamaktadır. Bu iki bölge dışında toplama ve köpük bölgeleri arasında
bulunan, köpükten geri düşen taneler ve tane yüklenmiş yükselen kabarcıkların bulunduğu ara
bölgede bulunmaktadır.
3
Flotasyon kolonlarını mekanik hücrelerden ayıran üç temel tasarım özelliği vardır.
i.
Köpük bölgesine verilen yıkama suyu
i.i.
Mekanik karıştırmanın olmaması
i.i.i.
Kabarcık üretici bir sistemin olması
Kolon Flotasyonunun avantajlarını şöyle sıralamak mümkündür;

Mekanik flotasyon hücrelerinden daha iyi performans elde edilebilmektedir.

Düşük yatırım maliyeti; kolonlar genellikle tesis olanakları ile inşaa edilebilmekte ve
yalnızca kabarcık üretici ile otomatik kontrol birimlerinin üreticiden satın alınması tercih
edilmektedir.

Düşük işletme maliyeti; enerji, reaktif harcaması ve hava yerine azot kullanıldığında
azot harcamasının azaldığı belirtilmiştir. Hareketli birimlerinin olmaması nedeniyle mekanik
flotasyon hücrelerindeki gibi karıştırıcının bakım ve değiştirme maliyeti ile karıştırma gücüne
ihtiyaç yoktur.

Tek bir birimden oluşması ve çalışma sisteminin basitliği nedeniyle kararlı ve düzenli
kontrol ve çalışma imkanına sahiptir.

İşlem aşamasında azalma ve daha az alan işgal etmesi nedeniyle tesislerde yer
kazanımına olanak sağlarlar.

İnce tanelerin zenginleştirilmesinde önemli bir avantaj olan laminer akış koşullarında
küçük kabarcıkların kullanılması, kalın köpük yapısı ve köpüğün yıkama suyuyla yıkanması
nedeniyle yüksek tenörlü konsantre elde edilmesi.
Dezavantajları

Tesislerde, yüksekliğin sorun olması

Kabarcık üretici bakımı

Yıkama suyu maliyeti

Artığın seyreltilmesi

Kalma süresinin fazla olması nedeniyle hızlı oksidasyon özelliği olan cevherler için
uygun olmaması
4
Şekil 1. Flotasyon Kolonu
2.1.
Flotasyon Kolonundan Yola Çıkılarak Geliştirilen Yeni Tasarımlar
Konvensiyonel flotasyon kolonlarının endüstriyel uygulama alanı bulmaları alternatif
flotasyon kolonu tasarımlarının de gelişmesine yol açmıştır. Alternatif tasarımların
geliştirilmesindeki temel çıkış noktaları kolon ekseninde meydana gelen karışmayı önlemek,
daha küçük kabarcıkların elde edildiği alternatif kabarcık üretici sistemleri geliştirmek ve
kolon yüksekliğini azaltmaktır. Bu tasarımlar;

Leeds kolonu

İçerisine bölücü plakaları yerleştirildiği kolon

Flotaire kolonu

Hydrochem kolonu

Jameson hücresi

Temas hücresi

Turbo kolonu
5
Bunların içerisinde Turbo kolonu, Jameson hücresi ve flotasyon kolonunun
özelliklerini taşımaktadır. Pulp ve hava Jameson hücresindeki gibi aynı yönde kolona
üstünden kolon içine doğru inen bir boru içerisinde karıştırılarak verilmekte, kolon tabanında
ise konvensiyonel kolonlardaki gibi kabarcık üreteci bulunmaktadır. Böylece tanelerin
kabarcıkla çarpışma olasılığının yükseldiği belirtilmiştir.
Şekil 2. Turbo Flotasyon Kolon Sistemi
2.2.
Turbo Kolon Flotasyonu
Şekil 2’de, besleme, besleme tankına (1) verilerek buradan kolona basınçlı bir şekilde
bir pompa (2) vasıtasıyla besleme aerotör (3) ile downcomerlara besleme yapmaktadır.
Downcomerler havayı atmosferden almaktadırlar. Bunların içinde kolondan (4) önce hızlı bir
flotasyon işlemi gerçekleşmektedir. Elde konsantre (5) kolon en üst seviyesinden
alınmaktadır. Burada toplanamayan yüzebilme kabiliyeti olan ve olmayan mineraller kolonun
altına doğru hareket etmektedirler. Kolon konvensiyonel kolonlarda olduğu gibi
küçük
kabarcıklar üreten bir hava üretecine (sparger) (6) sahiptir. Burada downcomerlarda
yüzememiş hidrofobik mineraller ikinci olarak yüzdürülmeye çalışılmaktadır. Böylece eş
zamanlı olarak iki flotasyon ünitesi söz konusu olmaktadır. Yüzemeyen hidrofobik mineraller
kolonu kontrollü bir şekilde alt kısımdan terk etmektedirler (7). Kolonu terk eden artık
besleme tankının içinde bulunan artık tankına (8) gelmektedir. Bu tankın alt kısmında bir
açıklık sözkonusu olup ağır mineraller bu açıklıktan tekrar besleme tankına alınmakta artık
6
tankından taşan mineraller ise nihai artık tankına (9) buradan da bir pompa vasıtasıyla artık
sahasına beslenmektedir.
3.
FLOTASYON
KOLONLARINDA
ZENGİNLEŞTİRMENİN
TEMEL
İLKELERİ
3.1.
Flotasyon Kolonlarında Kullanılan Terminoloji
Flotasyon kolonunun çalışma mekanizmasının mekanik flotasyon hücresinden oldukça
farklı olması, kolonlardaki işlem parametrelerini ifade eden yeni bir terminoloji kullanımını
zorunlu kılmıştır. Bunlar;
i.
Hacimsel hava miktarı (Air hold-up-h )
i.i.
Akış hızları;
-
Hava hızı (Superficial air rate- Jh )
- Besleme hızı (Superficial feed rate- Jb)
- Artık hızı (Superficial tailing- Ja)
- Bias hızı (Superficial bias rate- JB)
- Yıkama suyu hızı (Superficial wash water rate- Jys)
i.i.i.
i.
Taşıma kapasitesi (Carriying rate-C) ‘dir.
Hacimsel hava miktarı (Air hold-up-h )
Flotasyon kolonunun herhangi bir noktasında hacimsel olarak havanın kapladığı
miktar olarak tanımlanmakta ve hava hızı, kabarcık çapı, pulp akış hızı, tane/kabarcık
agregalarının yoğunluğu ile pulp yoğunluğuna bağlı olarak değişmektedir. Tipik bir flotasyon
kolonunun toplama bölgesinde hacimsel hava miktarı %5-30 arasındayken, köpük bölgesinde
%80’ne kadar çıkmaktadır. Şekil 2’de hava hızı ile kolondaki hacimsel hava miktarı
arasındaki ilişki görülmektedir. Şekilde görüldüğü gibi, hava hızı ile hacimsel hava miktarı
arasında doğrusal ilişkinin bulunduğu bölümde homojen çaplı kabarcıkların aynı hızda
yükseldiği kabarcıklı akış (bubbly flow) koşulu olmakta ve flotasyon kolonlarının da bu akış
şartlarında çalışması istenilmektedir. Hava hızında bunun ötesinde bir artış olduğunda
hacimsel hava miktarı kararsız olmakta ve kabarcıkların birleşerek büyümeleri sonucu hızla
yükseldikleri hetorojen akış meydana gelmektedir. Bu akışa çalkalanmalı-türbülans akış
(churn-turbulent flow) koşulu denir. Hava hızındaki artışın devam etmesi ile küçük çaplı
kolonlarda (10 cm) kabarcıklar kolon kesitini tamamen kaplamakta, bu akış koşullarına ise
salyangoz akış (slug flow) koşulu adı verilmektedir.
i.i.
Akış Hızları: Birim kolon kesit alanındaki hacimsel akış hızlarıdır.
7
(1)
(x; besleme, artık, bias ve yıkama suyu)
Jx = Akış hızı
Qx = Debi
Ac = Kolon kesit alanı
Akışların bu şekilde verilmesinin nedeni farklı çaplardaki kolonların karşılaştırılabilmesine
olanak sağlamaktır.
Bias hızı flotasyon kolonlarının önemli özelliklerinden biridir ve köpükten aşağı doğru
süzülen net su akışı ya da buna denk olan artık ve besleme akışları arasındaki net su akış farkı
olarak tanımlanmaktadır.
JB=Ja-Jb
(2)
Flotasyon kolonlarında bias hızı genellikle pozitif olmaktadır. Mekanik flotasyon
hücrelerinde ise negatif bias, yani yukarı yönde akış söz konusudur. Negatif biasla çalıştırılan
flotasyon kolonu uygulamaları da vardır ve özellikle iri tanelerin flotasyonunda başarılı
sonuçlar elde edilmiştir. Artık su içeriği akış hızının, besleme su içeriğinin akış hızından daha
büyük olması sonucunda doğan fark, kolonun köpük bölgesinden verilen yıkama suyu ile
fazlasıyla karşılanmaktadır. Böylece yıkama suyunun biası karşılayıp kolon içinden aşağı
doğru akarken, diğer kısmı konsantre kısmından alınmaktadır. Yıkama suyunun biası
karşılayıp aşağı yönde akan kısmı köpüğü yıkayıp besleme suyu ile gang minerallerinin
konsantreye kaçmasına engel olmaktadır.
i.i.i.
Taşıma Kapasitesi (Carriying Rate):
Flotasyon kolonunda birim zamanda birim kesit alanda yüzen mineral ağırlığı olarak
tanımlanmaktadır (g/cm2/sn) veya (t/m2/saat). Bu parametre bir anlamda kolonda
kazanılabilecek maksimum katı miktarını, diğer bir ifadeyle kabarcık yüzeylerinin maksimum
miktarda tane ile kaplanmasını ve tane toplama sürecinin üst limitini ifade eder. Kuramsal
olarak taşıma kapasitesi aşağıdaki ifade ile verilir.
(3)
C = Taşıma kapasitesi
Qh = Hacimsel hava akış hızı
8
dt = Tane çapı
t = Tanenin özgül ağırlığı
A = Bir sabit
 = Tanelerin kabarcık yüzeyine yapışarak yüzeyde birikmesi sonucu
meydana gelen paketlenmeyi tanımlayan bir parametre
dk = köpükteki kabarcık çapıdır.
Eşitlikten de görüldüğü gibi C hava hızının artışı ve köpükteki kabarcık çapının
küçülmesi ile yükselmektedir. Hava hızının artışı ile taşıma kapasitesi yükselerek maksimum
taşıma kapasitesine erişir. Maksimum taşıma kapasitesi değerinde çalışan bir kolonun
kapasitesi yalnızca dt ,  ve  ‘nın fonksiyonudur. Literatürdeki verilerden yararlanılarak
taşıma kapasitesi için aşağıdaki eşitlik önerilmiştir.
C=a*d80*t
(4)
A = Bir sabit (0.068)
d80 = Konsantrenin %80’nin geçtiği tane boyu
t = Konsantrenin yoğunluğu
Eşitlik 4’ün yalnızca verilerin elde edildiği aralık için geçerli olduğu unutulmamalıdır.
Taşıma kapasitesi tanımındaki kolondan kazanılan maksimum katı miktarı, toplam kabarcık
yüzey alanından bağımsız olarak ele alınmıştır. Gerçekte, konsantre miktarı tanelerle
kaplanacak kabarcık yüzey alanı doğrudan ilişkilidir ve bu nedenle de gerçek değer deneysel
olarak belirlenen taşıma kapasitesi değerinden daha yüksek olabilir. Flotasyon kolonu tasarımı
amaçlandığında taşıma kapasitesinin deneysel olarak belirlenmesi gerekmektedir. Taşıma
kapasitesi deneysel olarak, sabit besleme hızında besleme pulp katı içeriğinin artırılması ile
yapılan ve en yüksek konsantre akış hızına erişilmesi hedeflenen bir seri deney ile belirlenir.
Flotasyon kolonun toplama bölgesinde mineral kazanımı meydana gelmektedir.
Flotasyon işleminde tane-kabarcık bağlanma mekanizmasını açıklamak için iki kuram ileri
sürülmüştür. Bunlardan ilkine göre tane/kabarcık bağlanmasının çarpışma ile meydana
geldiği, diğer kurama göre ise su sevmez bir tane yüzeyi üzerine hava kabarcığı çökelmesi ile
tane/kabarcık bağlanmasının meydana geldiği iddia edilmektedir. Çarpışma kuramı, flotasyon
kolonu gibi hava kabarcıklarının karıştırma ile elde edilmediği ve akış koşullarının sakin
olduğu flotasyon hücrelerinde geçerli olmaktadır.
Flotasyon kolonunda köpük, besleme noktasının hemen üzerinde bulunmakta ve
endüstriyel uygulamalarda kalınlığı 1.5 m kadar olabilmektedir. Flotasyon kolonlarındaki
köpüğün konvensiyonel hücrelerinkinden kalınlığı dışındaki en önemli fark, yıkama suyu ile
9
yıkanmasıdır. Köpüğün yıkanmasının iki önemli nedeni vardır; bunlardan biri besleme suyu
ile gang minerallerinin taşınmasını önlemek, diğeri ise köpüğün karalı olmasını sağlamaktır.
Pozitif biasla çalışan kolonlarda yıkama suyunun bir bölümü bias suyunu karşılamak
için kolon içine süzülürken, diğer bölümü konsantrenin taşımını sağlamaktadır. Yıkama
suyunun biası karşılayan bölümü taneler olsun ya da olmasın köpüğün kalınlığı 10-100 cm
kadar artırdığı belirtilmiştir.
İki faz (su/hava) içeren flotasyon kolonu ile yapılan çalışmalarda, köpük yapısının
Şekil 3’de gösterilen bileşenlerden meydana geldiği belirlenmiştir.
i.
Ara yüzeyin hemen üzerinde yayılmış kabarcık yatağı vardır ve buradaki hava miktarı
(Єh) %74’den azdır. Toplama bölgesinden yükselen kabarcıklar pulp/köpük ara yüzeyine
çarptıktan sonra yayılmış kabarcık yatağına girerler. Kabarcıklar bu bölgeye girdiklerinde
bağıl olarak homojen, küçük ve küreseldirler. Ara yüzeyde kabarcıkların çarpmasının
meydana getirdiği şok dalgaları tüm yayılmış kabarcık yatağı boyunca etki ederek
kabarcıkların büyümesine neden olduğu belirtilmiştir.
i.i.
Yayılmış kabarcık yatağının hemen üzerinde başlayan ve yıkama suyu ekleme
noktasına kadar uzanan bölüm paketlenmiş kabarcık yatağıdır ve hava miktarı (Єh) %74’den
fazladır. Burada kabarcıklar daha da büyüktür ve yıkama suyunun etkisi ile tapalı akış
yükselmektedir. Paketlenmiş kabarcık yatağında kabarcık büyüme hızı bağıl olarak düşüktür
ve genellikle kabarcıklar hızla yükselen büyük kabarcıkların çarpışması ile birleşerek
büyümektedir.
i.i.i.
Yıkama suyu ekleme noktasının üzerinde ise konvensiyonel süzülmüş köpük tabakası
vardır ve buradaki hava miktarı ise (Єh) %80’den fazladır. Süzülmüş köpük tabakasında bias
negatiftir ve bölgenin ana işlevi düşey yöndeki hareketi yatay yöne çevirerek konsantre
oluğuna akış sağlamaktadır.
Mekanik flotasyon hücrelerinde su ile taşınım konsantre kirlenmesinin en önemli
nedenlerinden biri olduğu belirtilmiştir. Buna karşılık flotasyon kolonlarında tanelerin su ile
taşınımının, köpüğün kalın olması, yıkama suyu ile köpüğün yıkanması ve pozitif biasla
çalışmaları nedeniyle engellendiği belirtilmiştir.
Kalın köpük tabakası içindeki kabarcıkların büyümesi nedeniyle kabarcık yüzeyindeki
tanelerin kopma/tekrar bağlanma ile konumları değişmektedir. Bu durum flotasyon
kolonlarında köpük seçimliliğinin olumlu yönde artmasına neden olmaktadır. Yapılan
çalışmalarda köpükte mineral profillerinin oluştuğu gözlenmiş, özellikle ara yüzey üzerinde
10 cm’lik derinlikte hızlı bir tenör yükselmesinin meydana geldiği bulunmuştur. Bu
10
çalışmalar köpükte seçimliliğin söz konusu olduğu ve tanelerin bir kısmının köpükte kalarak
konsantre olarak alındığı, diğer tanelerin ise köpük bölgesinden toplama bölgesine geri
düştüğü sonucunu ortaya çıkarmaktadır.
Flotasyon kolonlarını mekanik hücrelerden ayıran en önemli özelliklerden biri,
havanın kolona kabarcık üreteci (sparger) ile verilmesidir. Mekanik flotasyon hücrelerinde ise
hava kabarcıkları karıştırıcının meydana getirdiği kavitasyon ile oluşmaktadır.
Kabarcık üretiminin amacı, orta ve yüksek hava hızlarında küçük çaplı kabarcıklar
elde edilmektedir. Gerek flotasyon kolonlarında ve gerekse diğer tipteki flotasyon
hücrelerinde çok çeşitli ve ülkeden ülkeye değişen kabarcık üretici tasarımlar kullanılmasına
karşın flotasyon kolonlarında yaygın olarak iki tip kabarcık üretici sistem kullanılmaktadır.
Bunlar sırasıyla;
i. Havanın kauçuk veya filtre bezi kaplanmış delikli bir boru ya da yalnızca
delikli çelik boru yardımıyla kolona verildiği kabarcık üreteçleri
i.i. Kolonun dışında, havanın köpürtücü içeren su veya puple karıştırılarak
kolona verildiği kabarcık üreteçleridir.
3.2.
Flotasyon Kolonlarının Performansına Etki Eden Parametreler
Kolon performansına etki eden parametreler iki grupta düşünülebilir;
i.
Baştan tasarlanan ve işlem sırasında değiştirilemeyen parametreler
- Kolon çapı
- Toplama bölgesi yüksekliği
- Kabarcık üretici tipi
- Yıkama suyu besleme sistemi
i.i.
İşlem parametreleri
- Besleme
- Hava ve yıkama suyu hızı
- Köpük kalınlığı
- Pulp yoğunluğu
- Reaktif miktarı
Bunun dışında, kabarcık çapı ve dağılımı, hacimsel hava miktarı ve besleme tenörü
gibi sistem içinde değerleri bağımsız olarak değiştirilemeyen diğer parametrelerin de kolon
performansını etkilediği bilinmektedir.
Bir flotasyon kolonunun performansını etkileyen parametreler dikkate alındığında
kapasiteyi sınırlayan iki önemli faktör vardır;
1. Tane toplama hızı
11
2. Konsantre alma hızı
Kolon kapasitesi taşıma kapasitesinin (C) çok altında ise kolon hız sınırlayıcı koşulda
çalışmaktadır. Bu hız sabitinin (k) optimum değerin altında olduğu koşullarda meydana gelir.
Kolonun hız sınırlı koşulda çalıştığı bilinirse bu durum;
1. Kabarcık çapı
2. Toplayıcı miktarı
3. Hava hızı parametrelerinden biri ile iyileştirilir.
Bu parametreler arasında kabarcık çapı kontrolünün hız sabitini artırmada en etkin
yöntem olduğu söylenebilir. Hız sabiti yeterince yüksekse kolon kapasitesi “Maksimum
Taşıma Kapasitesi” ile ifade edilir ve bu durumda kolon performansı taşıma kapasitesi ile
sınırlanmıştır. Bu koşullarda flotasyon kolonunun maksimum taşıma kapasitesi üzerinde,
yüksek bir hız sabitine sahip olarak çalışması uygun olabilir. Böylece daha az su sevmez
taneler köpükten pulpe geri dönerek konsantre tenörünün yükselmesi sağlanabilir.
Tasarım parametrelerinin etkilerinin kısaca irdelenmesi gerekirse;
Kolon Çapı: Kolon çapının performansa etkisi yeterince incelenmemiş olmasına
karşın, kuramsal olarak kolon çapının büyümesinin, akış koşulunun tapalı akıştan mükemmel
karışmaya geçişine bağlı olarak verimde düşmelere neden olacağı belirtilmektedir. Kolon
çapının büyümesi ile kolon performansının bozulduğu ortaya konmasına karşın tersi
sonuçlarla da karşılaşılabilmektedir.
Toplama bölgesi yüksekliği: Toplama bölgesi yüksekliğinin artması kalma süresini
artırdığından verim yükselmekte, ancak konsantre tenörü çoğunlukla düşmektedir.
Yıkama suyu, dağıtıcı sistem ve konumu: Yıkama suyu dağıtma sisteminin
performansa etkisi yeterince incelenmemiştir. Duş tipi ve jet tipi dağıtma sistemlerinin
karşılaştırılmasında köpüğün üzerinden su verildiğinde jet tipinin duş tipine oranla köpüğe su
ile taşınan gang miktarını azalttığı görülmektedir.
İşlem parametrelerinin etkisi ise;
Hava hızı: Artan hava hızı ile verimin bir maksimum verecek şekilde artığını ve bu
noktadan sonra ise azaldığı görülmektedir. Tenör ise bunun tersine bir eğilim göstermekte ve
yaklaşık olarak verimin maksimum olduğu bölgede minimum değer alınmaktadır.
Besleme hızı: Çok sayıda araştırmacı besleme hızının azalması ile verimin artığını
ortaya koymuşlardır. Bu araştırmacıların ortak görüşü, besleme hızının besleme hızının
azalması ile kalma süresinin artığı buna bağlı olarak verimin yükseldiği şeklindedir.
12
Köpük kalınlığı: Köpük kalınlığının artışı ile konsantre tenörü önemli ölçüde
artarken, verimde önemli bir düşüş gözlenmemiştir.
Yıkama suyu hızı: Yapılan bazı çalışmalarda yıkama suyu artışı ile tenör yükselirken
verim düşmüş, bazılarında ise tersine bir durumla karşılaşılmıştır.
Besleme pulp yoğunluğu: Pek çok araştırmacı, pulp yoğunluğunun artışı ile verimin
yükseldiğini belirtmiştir. Konvensiyonel flotasyon hücrelerinin tersine, yüksek pulp
yoğunluğunda verim-tenör eğrisinin korunabilmesi kapasite açısından önemli bir avantaj
olarak değerlendirilmektedir.
Köpürtücü miktarı: Flotasyon kolonlarında toplayıcı miktarının etkisi mekanik
hücrelere benzer olurken, köpürtücü miktarı kabarcık boyutunu değiştirerek performans
üzerinde önemli ölçüde etkili olabilmektedir.
KAYNAKLAR
1.
Finch, J. A., Dobby , G.S, 1989. “Column Flotation”
2.
Aksani, B., 1998. “ Flotasyon Kolonları Bölüm 1 Temel Çalışma Prensipleri ve
Ayırma işlemine Etki Eden Parametreler” Madencilik Haziran Cilt:37 Sayı:2 21-40
3.
Aksani, B., 1998. “Flotasyon Kolonları Bölüm 2 Karşılaştırılmalı Çalışmalar,
Uygulamalarda Karşılaşılan Sorunlar ve Alternatif Kolon Tasarımları” Madencilik, Haziran
Cilt: 37 Sayı: 2, 41-56
4.
Terblanche, A. N., Grobler W. A., Önal, G., Güney, A., 1999. “Geliştirilmiş Flotasyon
Performanslı “Turbo” Flotasyon Kolonu” Cevher ve Kömür Hazırlamada Yenilikler 167-172.
13
Download

YALOVA DEFTERDARLIĞI MİLLİ EMLAK MÜDÜRLÜĞÜNDEN