Evaluation of the Settling Behaviour of Kirka Borax Concentrator Tailings Using Different
Type of Polymers
Farkli Tipte Polimerlerle Kirka Boraks Isletmesi Tinkal Konsantratörü Atiklarinin Çökelme
Davranisinin Incelenmesi
E. Sabah1 & L. Yesilkaya1
Key Words: Borax tailings, flocculating, nonionic
Anahtar Kelimeler: Bor atiklari, flokülasyon, noni-
ABSTRACT: The settling behaviour of Etiholding
ÖZET: Eti Holding Kirka Boraks Isletmesi Tinkal
and anionic polymers, coagulants
Kirka Borax Concentrator tailings has been investigated using different types of anionic and nonionic
polymers and coagulants as well. The most effective
polymer in flocculating the tailings is found to be
Magnafloc 342 at a dosage of 1176 g/ton-solids. As
the tailings are composed of mostly calcite and
dolomite type carbonaceous minerals, the effect of
nonionic polymer, Magnafloc 351, which is known
to be effective clay minerals, is found to be minimal.
The anionic polymer (Magnafloc 342) is envisaged to
adsorb onto oppositely charged solid surface
through electrostatic attraction followed by polymer
bridges. While the addition of saturated borax to the
suspension affected settling marginally, that of water
improved the settling. This reveals that physicochemical properties of minerals in the tailings and
polymer dosages are crucial parameters in dictating
the level of settling. In order to decrease the consumption of polymer, an alternative sedimentation
scheme such as the use of coagulant was tested.
Nevertheless, the use of coagulants neither alone nor
in combination is shown to produce adequate settling.
1. INTRODUCTION
Boron minerals are indispensable raw materials with
various and widespread industrial use. Turkey has an
important boron mineral market both in terms of
reserve and quality. Turkey shares about 62 % of the
world's total boron reserves (Poslu and Arslan,
1995). Because of these reasons, it is very important
for our country and its mining sector to produce
borax in the most efficient manner and also to utilize
its waste products. Currently, elimination of waste is
a serious technical problem for the development and
expansion of our national mining sector.
Tincal ore in the Kirka-Eskisehir region is the largest
ore deposit in the world. The ore assays 26-27%
B2O3 and is extracted by open pit mining. The ore is
upgraded by washing followed by scrubbing to 32-34
% B2O3. It contains some water insoluble impurities
along with tincal minerals. These impurities are iden1
yonik ve anyonik polimerler, koagülantlar
Konsantratörü atiklarinin çökelme davranisi, farkli
tipte noniyonik ve anyonik polimerler ile koagülantlar
kullanilarak arastirilmis, flokülasyon islemlerinde en
etkili polimer tipinin anyonik yapidaki Magnafloc 342
ve dozajinin da 1176 g/ton-kati oldugu belirlenmistir.
Daha ziyade kalsit ve dolomitten olusan konsantratör
atigindaki safsizliklarin flokülasyonunda, alkali ortam
nedeniyle, noniyonik yapidaki Magnafloc 351’in etkili
olmadigi, büyük molekül agirligina sahip Magnafloc
342’nin ise taneciklerin yüzeyine elektrostatik çekim
kuvvetlerinin yanisira polimer köprüleri ile de
baglandigi tespit edilmistir. Pülpe doymus boraks
çözeltisi ilavesinin taneciklerin çökelme davranisini
olumsuz yönde etkiledigi, saf su ilavesinin ise çökelmeyi hizlandirdigi, buradan hareketle ortamin boraks
konsantrasyonunun ve safsizliklarin fizikokimyasal
özelliklerinin flokülasyon prosesinde önemli parametreler oldugu sonucuna varilmistir. Muhtemelen
anyon adsorpsiyonundan ve/veya pülpteki çok ince
taneciklerinin oraninin fazla olmasindan kaynaklanan
fazla polimer tüketimini önlemek ve buna bagli olarak
da maliyeti düsürmek amaciyla alüminyum sülfat ve
demir-3-klorür gibi koagülantlarin kullanimi denenmis
ancak, bunlarin çökelme için tek baslarina yeterli
olamadiklari gibi koagülant + polimer kombinasyonun
da etkili bir çökelme için gerekli olan yeterli miktarda
flok olusmunu saglayamadigi görülmüstür.
1. GIRIS
Bor, çok çesitli ve yaygin kullanim alanlari ile
endüstrinin vazgeçilmez hammaddelerinden biridir.
Türkiye sahip oldugu bor mineralleri ve rezervlerinin
büyüklügü, minerallerinin dünya pazarlarinda aranilan
nitelikleri ve çesitliligi açisindan önemli bir konumda
olup, toplam dünya rezervlerinin yaklasik %62’sine
sahiptir (Poslu ve Arslan, 1995). Bu nedenlerden dolayi, bor cevherlerimizin en verimli sekilde üretimi ve
açiga çikan atiklarin etkili bir sekilde bertaraf edilmesi,
madencilik sektörü ve ülkemiz açisindan çok büyük
önem arz etmektedir. Günümüzde atiklarin çevreye
zarar vermeden uzaklastirilmasi, ülke madenciliginin
gelismesini ve büyümesini etkileyen en önemli teknik
Afyon Kocatepe Üniversitesi, AMYO, Maden Bölümü, Afyon, Türkiye
Afyon Kocatepe University, Department of Minining Technician, Afyon, Turkey
2
ORE DRESSING/CEVHER HAZIRLAMA
tified as dolomite and montmorillonite type clays
(Mordogan et al., 1995; Bulutçu et al., 1988; Eti Bor
A.S., 1998).
Kirka Borax Concentrator and its Boron Derivatives
Plant of Eti Holding Borax Company produces tincal concentrate and borax pentahidrate with very
substantial amount of waste: 400.000 ton/year. Of
this waste, 250.000 ton containing about %12-14
B2O3 come from the concentrator and 150.000 ton
from the Boron Derivatives Plant. The total waste
stored in waste ponds had become 4 million tons by
the year of 1995 (Yamik et al., 1995). Nowadays, this
vast waste necessitates the Kirka Boron Derivatives
Plant a solid-liquid separation process prior to sending the tailings to waste ponds. Liquid waste contains
4-10% solids and of this amount with majority sizing
below 0.038 mm. Coagulation and flocculation
methods are means of dewatering. Production of
strong and firm flocs can enable recycling of boron
containing water to the circuit. According to the
world's standards, water with only 1 ppm boron
content can be disposed of and this shows the serious nature of the problem.
Good results with the use of raw materials and waste
products from waste ponds (Mordogan et al., 1995;
Sönmez et al., 1993; Sönmez and Yorulmaz, 1995;
Ediz and Özdag, 1995; Sönmez, 1997; Yaman and
Marsoglu, 1998; Genç et al., 1998; Sevim, 1998; Findik, 1998; Kavas and Emrullahoglu, 1999) show that
an effective solid-liquid separation of tincal concentrator waste products has become a very important
issue.
Coagulation and flocculation processes are important
for solid-liquid separation of suspensions made up of
fine particles from Ore Processing Plant tailings
product. The efficiency of solid-liquid separation can
be improved by breaking the stability of suspension.
This can be done by a couple of methods: first of
these methods is to decrease surface electric charge
(zeta potential) of particles by adding inorganic electrolyte to the suspension (coagulation) and bringing
the particles together by the help of van der Waals
forces. The second one is done through flocculation
method. Flocculation using high molecular weight
polymers forms bridges between particles and then
clusters. At present, typical coagulants commonly
used for coagulation are metal salts such as aluminum sulfate and iron chloride and flocculants used
for flocculation are nonionic, anionic and cationic
polymers. Nonionic and anionic polymers cause to
form big, fast sedimentation and fairly compact
flocks. However, it is preferable to use higher molecular weight anionic or nonionic polymers over
cationic flocculants for sedimentation process (Atesok, 1987).
In this study, the sedimentation behavior of clays in
2000
ISSUE 3
teknik problemlerden biri olarak karsimiza çikmaktadir.
Eskisehir-Kirka’daki Tinkal cevheri dünyanin en
büyük boraks yatagini olusturmaktadir. B2O3 içerigi
%26-27 arasinda degisen ve açik ocak isletmeciligi ile
ocaktan çikarilan cevher, konsantratör tesisinde yikama ve dagitma yöntemiyle zenginlestirilerek tenörü
%32-34 B2O3 seviyesine çikartilmaktadir. Cevherde
tinkal mineralinin yaninda suda çözünmeyen safsizliklar da bulunmaktadir. Bu safsizliklarin dolomit ve
montmorillonit tipi kilden olustugu lite-ratürden
bilinmektedir (Mordogan vd ., 1995; Bulutçu vd., 1988;
Eti Bor A.S., 1998).
Eti Bor A.S. Genel Müdürlügü Kirka Boraks Isletmesi
Konsantratörü ve Bor Türevleri Tesisinde tinkal konsantresi ve boraks pentahidrat üretimi yapilirken
önemli miktarda (400.000 ton/yil) atik açiga çikmaktadir. Yaklasik olarak %12-14 B2O3 içeren bu atigin
250.000 tonu konsantratör tesisinden, 150.000 tonu
ise bor türevleri tesisinden atilmaktadir. Bu sekilde
olusan ve atik göletlerinde biriktirilen benzer tenörlü
kati atigin, 1995 yili itibariyle, 4 milyon tona ulastigi
bildirilmektedir (Yamik vd.., 1995). Günümüzde, bilhassa sulu ortamlarda meydana gelen çevre kirliligi ve
onun yarattigi büyük boyutlu sorunlar, Kirka Boraks
konsantratörü atiklarinin göletlere basilmadan önce
etkili bir kati-sivi ayirma islemine tabi tutulmasini
gerektirmektedir. Kati orani %4-10 arasinda degisen
ve miktar olarak çok büyük bir kismi 0.038 mm altindaki ince tanelerden olusan sulu atigin koagülasyon
ve/veya flokülasyon yöntemiyle verimli bir sekilde
susuzlastirilmasi ile atik göletleri darbogazinin giderilmesi saglanabilecek, yine bununla saglam ve siki
yapida floklar olusturularak bor içeren suyun, tekrar
devreye vermek suretiyle, yeralti suyuna karismasi
önlenebilecektir. Dünya standartlarinda alici ortama
verilen sularda bor için verilen sinir degerin 1 ppm
oldugu dikkate alindiginda konunun önemi daha rahat
anlasilabilecektir. Göletlerde biriken kati atiklarin
degisik sektörlerde hammadde veya katki maddesi
olarak kullanimina yönelik son yillarda yürütülen çalismalardan elde edilen olumlu sonuçlar (Mordogan
vd..., 1995; Sönmez vd..., 1993; Sönmez ve Yorulmaz,
1995; Ediz ve Özdag, 1995; Sönmez, 1997; Yaman ve
Marsoglu, 1998; Genç vd..., 1998; Sevim, 1998; Findik,
1998; Kavas ve Emrullahoglu, 1999), tinkal konsantratörü atiklarinin mümkün oldugunca etkili sekilde
kati-sivi ayirimina tabi tutulmasi gereginin bir baska
boyutunu ortaya koymaktadir.
Cevher hazirlama tesisi atiklarindaki ince taneli malzemelerin olusturdugu süspansiyonlarin kati-sivi ayiriminda, koagülasyon ve flokülasyon prosesleri
önemli bir yer tutmaktadir. Kati-sivi ayiriminin verimi,
süspansiyon kararliliginin bozulmasi ile arttirilabilir.
Bir süspansiyonun kararliligi birkaç yöntemle bozulabilir. Bunlardan birincisi, koagülasyon olarak adlandiri-
E. SABAH & L. YESILKAYA
the waste products of Kirka Borax concentrator in
the presence of nonionic and anionic flocculants,
and coagulants such as aluminum sulfate and iron
chloride has been investigated to determine the efficiency of sedimentation process and the most appropriate flocculant type together with its economic
analysis.
2. MATERIALS AND METHODS
2.1. Material
Samples used in experiments were taken from the
waste ponds of Etibor Kirka Borax Company Concentrator and carried within 50 lt. barrels to the laboratory. Results of chemical analysis of the samples by
gravimetric method are given in Table 1 and the size
distribution data obtained from sieving process of
wet pulp is shown in Table 2. As seen in Table 1, the
silica content of the sample is low and calcium and
magnesium content is high.
3
lan ve süspansiyona inorganik elektrolit ilave edilerek
taneciklerin yüzey elektrik yükünün (zeta potansiyelinin) düsürülmesi ve Van Der Waals çekim
kuvvetleriyle taneciklerin biraraya gelmesinin saglanmasi olayidir; ikincisi ise, flokülasyon olarak adlandirilan ve yüksek molekül agirlikli polimerler kullanarak
tanecikler arasinda köprü kurmak suretiyle taneciklerin
salkimlastirilmasi olayidir. Günümüzde koagülasyon
proseslerinde en çok kullanilan koagülantlar,
alüminyum sülfat ve demir klorür gibi metal tuzlari
olup, flokülasyon proseslerinde en yaygin kullanim
alani bulan flokülantlar ise noniyonik, anyonik ve katyonik polimerlerdir. Noniyonik ve anyonik polimerler; büyük, hizli çöken, oldukça siki floklarin olusumuna neden olduklarindan, katyonik flokülantlara
nazaran, madencilikte daha yaygin bir sekilde kullanilmakta ve genellikle çökelme (sedimentasyon) islemlerinde yüksek molekül agirlikli polimerler tercih edilmektedir (Atesok, 1987).
Table 1. Chemical analysis results of Kirka tincal concentrator waste products
Tablo 1. Kirka tinkal konsantratörü atiklarinin kimyasal analiz sonuçlari
Component
SiO2
Al2O3 Fe2 O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O B2O3 K.K
Amount %
11.75 6.07 0.40 0.12 14.74 9.64 4.36 1.38 12.19 39.35
This shows that the waste is rich in calcite and
dolomite.
Table 2. Size distribution data of Kirka tincal concentrator waste product
Tablo 2. Kirka tinkal konsantratörü atiginin boyut
dagilimi verileri
Particle Size
Tane Boyutu
(mm)
-100+0.075
-0.075+0.053
-0.053+0.045
-0.045+0.038
-0.038
Total
Toplam
Weight
Agirlik
(%)
0.64
2.45
0.37
1.30
95.24
Cumulative Undersize
Kümülatif Elek Alti
(%)
100.00
99.36
96.91
96.54
95.24
100
.
Examination of size distribution of waste in table 2
reveals that 95% of all particles is below the size of
0.038 mm which indicates the presence of very high
specific surface area.
In the flocculation tests, coagulants such as Allied
Colloids products of anionic Magnafloc 155, Magnafloc 342 and nonionic type Magnafloc 351 polymers
and aluminum sulfate and iron-3-chloride were used.
These tests were performed in 250 cc-graduated
cylinders with sizes of 13-50 cm in length and 4.60
Bu çalismada, noniyonik ve anyonik flokülantlar ile
alüminyum sülfat ve demir klorür gibi koagülantlarin
varliginda, Kirka Boraks Isletmesi Tinkal Konsantratörü atiklarindaki kilin çökelme davranisi incelenmis, gerek çökelmenin etkinligi ve gerekse ekonomiklik
açisindan en uygun flokülant tipinin ve dozajinin belirlenmesine çalisilmistir.
2. MATERYAL VE YÖNTEM
2.1. Materyal
Deneylerde kullanilan temsili numuneler, Eti Bor A.S.
Kirka Boraks Isletmesi Konsantratöründen atik
göletlerine gönderilen pülpten alinmis ve 50 ltlik bidonlara konularak laboratuara tasinmistir. Söz konusu
numunenin gravimetrik yöntemle yapilan kimyasal
analizi sonuçlari Tablo 1’de, pülpün yas olarak elenmesi sonucu elde edilen boyut dagilimi verileri ise
Tablo 2’de gösterilmistir.
Görüldügü gibi numunenin silis içerigi düsük olup,
kalsiyum ve magnezyum oksit içerikleri ise yüksektir.
Bu durum, konsantratör atiklarindaki safsizliklarin
kalsit ve dolomitçe zengin oldugunu göstermektedir.
Tablo 2’de atigin boyut dagilimi verileri incelendiginde,
0.038 mm altinda yeralan slam boyutundaki tanelerin
oraninin %95’in üzerinde oldugu görülmektedir. Bu
durum ise oldukça yüksek bir özgül yüzey alani artisini
ifade etmektedir.
Flokülasyon testlerinde Allied Colloids ürünü anyonik
4
ORE DRESSING/CEVHER HAZIRLAMA
cm in internal radius.
2.2. Methods
Flocculants used in the experiments were prepared
as 0.01% solutions. This powdered flocculants are
stirred for 60 minutes until complete dissolution.
The coagulants 20% aluminum sulfate and 30% iron3-chloride solutions were prepared.
For flocculation tests, 100 cc original sample which
contains 4.25% solids is put in 250 cc glass cylinders
and shaken a couple of times to obtain a homogeneous mixture. Then different amounts of 0.01% flocculant solution is added and shaken again to have a
homogeneous mixture (DIN 23007, 1985). The
change of interface height as a function of time is
recorded at certain periods. Sedimentation rate is
found from the tangent of this straight-line (Wills,
1985). In the sedimentation experiments which are
made to investigate the effect of distilled water and
saturated borax solution on flocculation, distilled
water (100 cc) and saturated borax solution (100 cc)
is mixed with 100 cc pulp in a proportion of 1/1 and
then flocculant is added. In the experiments in which
coagulants and flocculants were used together, a 5 cc
constant coagulant dosage and then flocculant are
added to the pulp. In all flocculation tests, percent
solids settlings that occurred as a result of pulp flocculation are noted as before and after flocculation
weight/volume rates. In all experiments, solid ratio
(4.25%) and pH value of about 9 are taken as the
working conditions in the plant.
3. RESULTS AND DISCUSSION
3.1. Establishing optimum polymer type and
dosage
To establish the most appropriate polymer type and
dosage for the efficiency of sedimentation, flocculation results obtained with nonionic and different
molecular weight anionic polymers are shown in
Figure 1.
As seen in Figure 1, the optimum polymer concentration for Kirka Tincal Concentrator tailings that
can be subjected to solid-liquid separation is 90 cc
(2118 g/ton-solid) for nonionic polymer (Magnafloc
351), 50 cc (1176 g/ton-solid) for different molecular
weight anionic polymers (Magnafloc 155 and Magnafloc 342).
In the tests performed in the plant condition pH 9
and solids concentration of 4.25%, good results were
obtained by using almost half of the anionic polymer
compared to nonionic polymers. Because nonionic
polymers usually hydrolyze in alkali environments,
even the use of high dosage Magnafloc 351 (2118
g/ton-solid) did not provide an effective sedimen-
2000
ISSUE 3
tip Magnafloc 155, Magnafloc 342 ve noniyonik tip
Magnafloc 351 polimerler ile alüminyum sülfat ve
demir-3-klorür koagülant olarak kullanilmistir.
Flokülasyon testleri; iç çapi 4.60 cm, boyu 13.50 cm
olan 250 ml’lik cam mezürlerde gerçeklestirilmistir.
2.2. Yöntem
Deneylerde kullanilan flokülantlar %0.01’lik çözelti
halinde hazirlanmis, bunun için toz haldeki flokülantlar 60 dakika süreyle tamamen çözününceye kadar
karistirilmistir. Koagülant olarak ise %20’lik alüminyum sülfat ve %30’luk demir-3-klorür çözeltileri hazirlanmistir.
Flokülasyon testleri için; tesis atiklarindan alinan ve
kati orani %4.25 olan 100 ml orijinal numune 250
ml’lik cam mezürlere alinmis, birkaç defa ters çevirmek
suretiyle homojen bir karisim elde edildikten sonra
%0.01’lik flokülant çözeltisinden degisik dozaj-larda
ilave edilmis ve akabinde cam mezürler tekrar 3-4 defa
ters çevrilerek iyi bir karisimin olmasi saglan-mistir
(DIN 23007, 1985). Bu islemlerden sonra arayüzey
yüksekliginin zamana bagli degisimi belirli zaman araliklarinda kaydedilmistir. Çökelme hizi, arayüzey yüksekliginin zamana bagli olarak degisimini gösteren
dogrunun egiminden bulunmustur (Wills, 1985).
Saf su ve doygun boraks çözeltisinin flokülasyona
etkisini incelemek için yapilan çökelme deneylerinde,
saf su (100 ml) ve doygun boraks çözeltisi (100 ml),
100 ml pülp ile 1/1 oraninda karistirildiktan sonra
üzerine flokülant ilave edilmistir. Koagülantlarin
flokülantlarla beraber kullanildigi deneylerde ise pülpe
5 ml sabit dozajda koagülant ve onu takiben flokülant
eklenmistir.
Bütün flokülasyon testlerinde pülpün flokülasyonu
sonucu meydana gelen kati yogunlasma yüzdeleri,
flokülasyondan önceki ve sonraki agirlik/hacim oranlari not edilerek belirlenmis, deneylerin tamaminda isletme sartlarindaki mevcut pH degeri (pH 9 civarinda)
ve kati orani (%4.25) esas alinmistir.
3. DENEYSEL SONUÇLAR VE DEGERLENDIRILMESI
3. 1. Polimer tipinin ve optimum polimer dozajinin tespiti
Gerek çökelmenin etkinligi gerekse ekonomiklik açisindan en uygun polimer tipinin ve dozajinin belirlenmesi için noniyonik ve farkli molekül agirligina sahip
anyonik polimerlerle yapilan flokülasyon testle-rinden
elde edilen sonuçlar Sekil 1’de gösterilmistir.
Sekil 1’de görüldügü gibi, Kirka Tinkal Konsantratörü
Tesisi atiklarinin kati-sivi ayirimina tabi tutulmasi için
optimum polimer konsantrasyonunun, noniyonik
E. SABAH & L. YESILKAYA
Dozaj: 15 cc
Dozaj: 45 cc
Dozaj: 60 cc
Dozaj: 90 cc
12
Without Flocculant
Flokülant ilavesiz
12
9
6
3
0
0
20
40
60
80
100
Interface Hight (cm)
Arayüzey Yüksekligi (cm)
Interface Height (cm)
Arayüzey Yüksekligi (cm)
15
6
3
0
0
9
12
Dozaj: 20 cc
Dozaj: 40 cc
Interface Hight (cm)
Arayüzey Yüksekligi (cm)
Interface Height (cm)
Arayüzey Yüksekligi (cm)
Dozaj: 10 cc
Dozaj: 30 cc
Dozaj: 50 cc
6
3
Dozaj:30 cc
Dozaj: 50 cc
Dozaj: 75 cc
9
Time (hour)
Zaman (saat)
12
5
10
20
Time (min)
Zaman (dakika)
Dozaj: 5 cc
Dozaj: 15 cc
Dozaj: 25 cc
9
30
Dozaj:10 cc
Dozaj: 20 cc
Dozaj: 50 cc
6
3
0
0
0
10
20
30
0
10
20
30
Time (min)
Zaman (dakika)
Time (min)
Zaman (dakika)
Figure 1. Flocculation of concentrator tailings with different polymer types and dosages
Sekil 1. Konsantratör atiklarinin farkli tip ve dozajda polimerler ile flokülasyonu
on. It is known through the literature that nonionic
polymers are usually used in acidic environments and
high molecular weight anionic polymers are used in
alkali environments.
The tests performed with nonionic and anionic
polymers showed evidences that differences between
sedimentation rate and solid settling along with efficiency (Figure 2). As it can be seen in Figure 2, when
1176 g/ton-solid Magnafloc 351 is used 0.161
cm/min sedimentation rate is reached and again with
the same dosage of Magnafloc 155 and Magnafloc
342, 1.10 cm/min and 1.12 cm/min sedimentation
rate is reached, respectively. A similar result is seen
in solids concentration rates after flocculation. As
polimer (Magnafloc 351) kullanilmasi durumunda 90
ml (2118 g/ton-kati), farkli molekül agirligina sahip
anyonik polimerler (Magnafloc 155 ve Magnafloc
342) kullanilmasi durumunda ise 50 ml (1176 g/tonkati) oldugu belirlenmistir. pH’nin 9 civarinda ve kati
oraninin %4.25 oldugu isletme sartlarinda yapilan
testlerde, noniyonik polimere nazaran hemen hemen
yari yariya daha az miktarda anyonik polimer kullanilarak olumlu sonuçlar elde edilmistir. Burada
yüksek dozajda Magnafloc 351 (2118 g/ton-kati)
kullanilmasina ragmen etkili bir çökelme elde edilememesi, noniyonik polimerlerin genellikle alkali ortamlarda hidrolize olmalari nedeniyledir. Iyonik
yapida olmayan polimerler yaygin bir sekilde asidik
ortamlarda, yüksek molekül agirligina sahip anyonik
6
ORE DRESSING/CEVHER HAZIRLAMA
2000
seen in Figure 3, compared with nonionic type Magnafloc 351, an effective sedimentation is obtained at
low dosages of anionic polymers and when high
molecular weight Magnafloc 342 is used 1176 g/tonsolid consumption is found to be the optimum.
20
17
Weight/Volume Rate (%)
Agirlik/Hacim Orani (%)
18
1,2
16
14
1
12,14
12
0,8
10
0,6
8
6
0,4
4,25
2,83
4
2,83
2,83
Settlement Rate (cm/min)
Çökelme Hizi (cm/dak)
Bevor the Flocculation
Flokülasyondan önce
After the Flocculation
Flokülasyondan sonra
Settlement Rate at Constant Flocculant Dosage (1176 g/t-solid)
Sabit flokülant dozajinda (1176 g/t-kati) çökelme hizi 1,4
0,2
2
0
0
Magnafloc 155
Magnafloc 342
Magnafloc 351
Figure 2. Effect of polymer type on sedimentation
Sekil 2. Polimer tipinin çökelmeye etkisi
12
Magnafloc 155
Interface Hight (cm)
Arayüzey Yüksekligi (cm)
Magnafloc 342
9
Magnafloc 351
6
3
0
0
500
1000
1500
2000
2500
polimerlerin ise alkali ortamlarda kullanildigi literatürden bilinen bir husustur.
Noniyonik ve anyonik flokülantlarla yapilan testlerden elde edilen bulgular, verimle birlikte çökelme
hizlarinda ve kati yogunlasma yüzdelerinde de belirgin farklarin oldugunu ortaya koymustur (Sekil 2).
Sekil 2’den de görüldügü gibi, 1176 g/ton-kati Magnafloc 351 kullanilmasi durumunda 0.161 cm/dak’lik
bir çökelme hizina ulasilirken, yine ayni dozajda
Magnafloc 155 ve Magnafloc 342 ile 1.10 ve 1.12
cm/dak’lik çökelme hizlari elde edilmistir. Benzer
durum flokülasyon sonrasi kati yogunlasma yüzdelerinde de görülmektedir.
Sekil 3’de görüldügü gibi, noniyonik yapidaki Magnafloc 351’e nazaran anyonik polimerler ile düsük dozajlarda etkili bir çökelme saglanmakta ve yüksek
molekül agirligina sahip Magnafloc 342 kullanilmasi
halinde, 1176 g/ton-kati tüketimle en iyi sonuca
ulasilmaktadir. Bu durum, konsantratör atigindaki
safsizliklarin ve bunlarin fizikokimyasal özelliklerinin
flokülasyonda oldukça etkili oldugunu göstermektedir.
Bilindigi gibi, Kirka boraks cevheri birbirine yakin
miktarlarda montmorillonit ve dolomit içeren gri
killer ile dolomitçe zengin beyaz killerden ve kalsitten
olusmaktadir. Killerin ayirma, flokülasyon, flotasyon,
adsorpsiyon vs. islemleri esnasinda kolloidal hareketini belirleyen en önemli göstergelerden birisi elektriksel yüküdür. Hançer (1994), her iki kilin yüzey
elektrik yükünü belirlemek için pH’ya bagli olarak
yaptigi zeta-potansiyel ölçümlerinde, bu killerin, pH
9.3 civarinda tampon bir bölge olusturduklarini ve bu
pH civarinda düsük negatif yük (24-37 mV) sergilediklerini belirlemistir (Sekil 4).
Flocculant Dosage (g/ton-Solid)
Flokülant Dozaji (g/ton-Kati)
These results show that impurities in concentrator
waste and their physicochemical properties are most
effective in the flocculation process.
Kirka boron clays are known to exhibit gray clays as
montmorillonite and dolomite and dolomite rich
white clays, and calcite. One of the most important
indicators for colloidal processes during clay separation, flocculation, flotation adsorption etc. is the
electric charge. In zeta potential measurements to
determine surface electric charge of clay versus pH
Hançer (1994) found that these clays show less negative charge (24-37 mV) and form a buffer zone
around pH 9.3 (Figure 4).
Because of lower particle charges, an effective flocculation of tailings which contain high amounts of
dolomite and calcite with anionic Magnafloc 155 and
50
Zeta potential (mV)
Zeta potansiyel (mV)
Figure 3. Effect of polymer dosage on sedimentation
Sekil 3. Polimer dozajinin çökelmeye etkisi
ISSUE 3
Grey Clay
Gri Kil
White Clay
Beyaz Kil
25
0
-25
-50
0
2
4
6
8
10
Equilibrium pH
Final pH
12
14
Figure 4. Variation of zeta potential of gray and white
borax clays as a function of ph (Hançer,
1994)
Sekil 4. Gri ve beyaz boraks killerinin pH’a göre zeta
potansiyel degisimleri (Hançer, 1994)
Büyük ölçüde dolomit ve kalsitten olusan söz konusu
atiklarin anyonik Magnafloc 155 ve Magnafloc 342
E. SABAH & L. YESILKAYA
Magnafloc 342 can be explained by the presence of
electrostatic attraction forces and/or bonds of particles with polymer bridges and van der Waals forces.
Although polymers and particles have the same
charges, better flocks obtained with Magnafloc 342
rather than Magnafloc155 indicates that particles are
coated with polymer bridges. Again with the use of
anionic polymers, a very high amount of anions adsorbed onto cationic sites such as calcium and magnesium with the resultant electrostatic attraction
forces and thus strong flocks are obtained.
3.2. Effect of saturated borax solution and
that of dilution on sedimentation
Colloidal systems where clays are present, two essential events, dissolution and cation exchange, occur.
Previous studies have shown that dolomite dissolves
in borax solutions and gives calcium and magnesium
ions to the environment and concentration of these
ions changes with dissolution time and borax co ncentration (Yavasoglu, 1993).
As seen in Figure 5, when 100 cc Magnafloc 342 is
mixed, an optimum sedimentation level is reached.
Now the same volume of pulp is mixed with 100 cc
saturated borax solution or 100 cc-distilled water in a
ratio of 1/1 and an equal dosage of Magnafloc 342 is
added.
100 cc pulp+Magnafloc 342
100 ml pülp+Magnafloc 342"
15
100 cc pulp+100 cc saturated borax solution+Magnafloc 342
100 ml pülp+100 ml oymus boraks çözeltisi+Magnafloc 342"
Interface Height (cm)
Arayüzey Yüksekligi (cm)
12
100 cc pulp+100 cc distilled water+Magnafloc 342
100 ml pülp+100 ml saf su+Magnafloc 342
9
6
3
0
0
5
10
15
20
Time (min)
Zaman (dakika)
25
30
Figure 5. Effect of saturated borax solution or
distilled water addition on sedimentation
Sekil 5. Pülpe doygun boraks çözeltisi veya saf su
ilavesinin çökelmeye etkisi
When the medium is increased in borax concentration, a slower sedimentation is observed, and when
diluted with distilled water, faster sedimentation rate
with a better solid co ncentration rate is obtained
(Figure 6).
In aqueous systems in the presence of clay minerals,
some of the cations stay in the Stern layer and dif-
7
ile etkili flokülasyonu, taneciklerin düsük yükler sergilemesi nedeniyle, Van Der Waals güçleri, taneciklerin polimer köprüleriyle birbirine baglanmasi
ve/veya elektrostatik çekim kuvvetlerinin varligi ile
izah edilebilir: Magnafloc 155’e nazaran Magnafloc
342 ile daha iyi floklar elde edilmesi, polimer ile
tanecikler ayni yükleri tasimalarina ragmen, taneciklerin polimer köprüleriyle baglandiginin bir göstergesidir. Yine anyonik polimer kullanimiyla, ortamda
yeralan çok miktarda anyon, süspansiyonda bulunan
kalsiyum ve magnezyum gibi katyonlarla etkilesime
girerek, elektrostatik çekim kuvvetlerinin etkisiyle
tanecik yüzeyine adsorplanmakta ve böylelikle güçlü
floklar olusmaktadir.
3.2. Süspansiyona doygun boraks çözeltisi
veya su ilavesinin çökelmeye etkisi
Killerin yer aldigi kolloidal sistemlerde, çözünme ve
katyon degisimi gibi baslica iki olay meydana gelmektedir. Dolomitin boraksli çözeltilerde çözünerek
ortama kalsiyum ve magnezyum iyonlari verdigi ve
bunlarin konsantrasyonlarinin boraks konsantrasyonuna ve çözünme süresine bagli olarak degistigi, daha önce yapilan çalismalarla belirlenmistir
(Yavasoglu, 1993).
Sekil 5’de görüldügü gibi, 100 ml pülp 50 ml Magnafloc 342 ile karistirildiginda 5 dakika içinde optimum
bir çökelme seviyesine ulasilmaktadir. Bu kez ayni
hacimdeki pülp 1/1 oraninda 100 ml doygun boraks
çözeltisi veya 100 ml saf su ile karistirilip üzerine esit
dozajda Magnafloc 342 ilave edildiginde; ortamin
boraks konsantrasyonun arttirildigi sistemde daha
zayif bir çökelme, ortamin saf su ile seyreltildigi sistemde ise daha büyük bir çökelme hizi ile iyi bir kati
yogunlasma orani elde edilmistir (Sekil 6). Kil minerallerinin bulundugu sulu sistemlerde ise kat-yonlarin
bir kismi Stern tabakasinda ve yaygin tabakada kalirken bir kismi da sistemdeki mevcut iyonlarla iyon
degisimine ugramaktadir (Schwartzen-Allen ve Matijevic, 1974). Dolayisiyla hem dolomitin çözünmesinde hem de montmorillonitin katyon degisim
reaksiyonunda birer degisken olan boraks konsantrasyonu, safsizliklarin anyonik polimerler ile
flokülasyonunda rol oynayan önemli parametrelerden
biridir. Pülpe doygun boraks çözeltisi ilave
edildiginde dolomitin ve kalsitin çözünmesi ile açiga
çikan Ca++ ve Mg++ gibi katyonlarin iyon degisimine
ugrayarak montmorillonit tarafindan tutulmasi ve
böylelikle ortamda karbonatlarin baskin olmasi
dolayisiyla taneciklerin negatif olan elektrik yükü
mutlak degerce artmakta, yani yüzeyler daha da negatif olmaktadir. Bunun sonucunda anyonik polimerin
elektrostatik çekim kuvveti ve Van Der Waals
kuvvetleriyle taneciklerin yüzeyine tutunmasi
güçlesmekte ve çökelmenin etkinligi zayiflamaktadir.
Boraks konsantrasyonunun daha düsük oldugu yani
ORE DRESSING/CEVHER HAZIRLAMA
2000
Weight/Volume Rate (%)
Agirlik/Hacim Orani (%)
fused layer, and the remaining part exchanges with
the system (Schwartzen-Allen and Matijevic, 1974).
Both dissolution of dolomite and cation exchange
reaction of montmorillonite depends upon the borax
concentration. This parameter plays a very important
role in flocculation of impurities with anionic polymers. When saturated borax solution is added to the
pulp, dolomite and calcite dissolve and cations such
as Ca++ and Mg++ releases. These ions are attracted
and adsorbed by montmorillonite and because it is a
carbonate dominant environment, absolute value of
the negative electric charges on the particles increases, that is surface become more negative. As a
result of this, it is more difficult for anionic polymer
to take a hold of particles' surface with electrostatic
and van der Waals attraction forces, and effectiveness of sedimentation weakens. In the suspension
where borax concentration is lower, i.e. with the
addition of distilled water solution is more diluted,
particle surfaces are more positive. That is to say that
due to the decrease in zeta potential, the effectiveness of anionic polymer increases and better flocks
can be obtained. It is known from previous studies
that surface electric charge in the presence of borax
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
saf su ilavesiyle ortamin daha seyreltik hale getirildigi
süspansiyonda ise tanecik yüzeylerinin daha pozitif
olmasi, bir baska ifadeyle zeta potansiyelin düsmesi
nedeniyle anyonik polimerin etkinligi artmakta ve
daha iyi floklar elde edilmektedir.
Birbirine yakin miktarda montmorillonit ve dolomit
içeren gri killer ile dolomitçe zengin beyaz killerin
yüzey elektrik yükünün boraks varliginda daha da
negatif oldugu daha önce yapilan çalismalardan bilinmektedir (Yasar vd..., 1993; Gür vd..., 1993). Silis
içerigi yüksek, montmorillonitçe zengin killerin
mevcut oldugu sistemlerde, boraks varliginda ve hafif
alkali ortamda süspansiyonda yer alan anyonlar,
taneciklerin kenar yüklerinin nötr ve hatta negatif
olmalarini saglamakta ve böylelikle yüzey elektrik
yükünü daha da negatif yapmaktadirlar. Dolomit ve
kalsit içerigi yüksek olan kolloidal sistemlerde ise yine
boraks varliginda, ortamda karbonatlarin fazla olmasi
yüzeyleri daha negatif hale getirmektedir. Buradan
tinkal konsantratörü atiklarinin kolayca floküle
olamamalarinin anyon adsorpsiyonundan kaynaklandigi söylenilebilir. Nitekim bu çalismadan elde
edilen sonuçlar,
Bevor the Flocculation
Flokülasyondan önce
After the Flocculation
Flokülasyondan sonra
Settlement Rate at Constant Flocculantdosage (1176 g/t-solid)
Sabit flokülant dozajinda (1176 g/t-kati) çökelme hizi
17
17
14,16
2,83
1,7
100 cc pulp+Magnafloc 100 cc Pulp+100 cc
342
saturated borax
solution+Magnafloc
342
ISSUE 3
1,7
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Settlement Rate (cm/min)
Çökelme Hizi (cm/dak)
8
100 cc pulp+100 cc
distilled
water+Magnafloc 342
Figure 6. Effect of addition of distilled water or saturated borax solution at constant polymer dosage on
sedimentation rate and solids concentration
Sekil 6. Sabit polimer dozajinda pülpe doygun boraks çözeltisi veya su ilavesinin çökelme hizi ve kati yogunlasma
oranlarina etkisi
is more negative in gray clays which contain dolomite and montmorillonite, and dolomite rich white
clays (Yasar et al., 1993; Gür et al., 1993). High silica
containing montmorillonite rich clays in the presence
of borax and slightly alkali environments cause the
edges to acquire neutral or even negative. Thus, this
makes surface electric charge more negative. In high
dolomite and calcite containing systems in the
yani kömür hazirlama tesisi atiklarinin flokülasyonu
için harcanan polimer miktarina nazaran daha yüksek
polimer tüketimi (1176 g/ton-kati), bu durumu teyit
eder mahiyettedir. Kullanilan polimer miktarinin
yüksek olmasinin bir diger nedeni de, pülpü olusturan katinin önemli miktarinin (%95’ten fazla) 0.038
mm alti boyut dagilimi gösteren taneciklerden olusmasi ve bunun meydana getirdigi yüzey alani artisidir.
E. SABAH & L. YESILKAYA
3.3. Effect of coagulant on sedimentation
In order to decrease the polymer consumption in
dewatering of concentrator waste, the use of coagulant (aluminum sulfate and iron-3-chloride) on the
performance of dewatering is investigated. It is
found that aluminum sulfate (Al2(SO4 ).18H2O) and
iron –3- chloride (FeCl3.6H2O) alone are not effective for sedimentation processes. With increasing
amounts of 20% aluminum sulfate addition to the
pulp, after a 30 min., particle form flocks until 50 cc
flocculant addition. If dosage is increased, it is observed that flocks are disintegrated. Adding increasing amounts of %30 iron-3-chloride have not
changed the results. Unfortunately, as it was expected, a sedimentation depending on electrostatic
and van der Waals attraction forces did not occur by
the expectation that adding trivalent cations such as
Al+++ and Fe+++ to negatively charged solution
would decrease the zeta potential of the particles.
The reason for this is that Al+++ and Fe +++ cations
alone are not effective coagulants and they form a
series of hydrolysis reactions in colloidal systems
where solids concentration and alkalinity is low.
Since aluminum is amfoteric, it behaves as acid in
alkali medium and vice versa. Reactions dependent
upon this property shows repetitive hydrolysis of
aluminum ions. Hydrolization reactions of iron show
similarities to that of aluminum. As a result, no effective sedimentation is obtained from the flocculation
tests for both coagulants. This is why the use of
Magnafloc 342 along with aluminum sulfate and
iron-3-chloride has been preferred. The combined
effect of sedimentation curve is given in Figure 7.
Conditions in which an effective sedimentation is
obtained by using anionic polymers, 5 cc aluminum
sulfate and 5 cc iron-3-chloride is used along with
Magnafloc 342. Although at certain tests coagulation
is observed but positive results that obtained with
the use of Magnafloc 342 alone cannot be reached
(Figure 8).
Isletmede halen benzer miktarda polimer tüketilmekte olup, tüketilen miktar 1250 g/ton kati-dir.
3.3. Koagülant kullaniminin çökelmeye etkisi
Konsantratör atiklarinin susuzlastirilmasi islemlerinde polimer sarfiyatini azaltmak ve buna bagli olarak
maliyeti düsürmek amaciyla koagülant (alüminyum
sülfat ve demir-3-klorür) kullanimi denenmis ancak,
aluminyum sülfat (Al2 (SO4)3.18H 2O) ve demir-3klorür (FeCl3.6H2O)’ün tek baslarina çöktürme
islemlerinde etkili olmadigi tespit edilmistir. Pülpe
artan miktarlarda %20’lik alüminyum sülfat ilavesiyle,
30 dakikalik bir gözlem sonucunda, 50 ml dozaja
kadar taneciklerin flok olusturdugu ancak miktar
arttikça olusan floklarin dagildigi gözlemlenmistir. Bu
kez süspansiyona artan miktarlarda %30’luk demir-3klorür eklenmis ve yine benzer sonuçlar elde
edilmistir. Burada, negatif yüklü taneciklerden olusan
ortama Al+++ ve Fe+++ gibi üç degerlikli katyonlar
ilavesiyle taneciklerin zeta potansiyellerinin düsebilecegi beklentisinden kaynaklanan elektrostatik ve Van
Der Waals çekim kuvvetlerine dayali bir çökelme
meydana gelmemistir. Bunun nedeni Al+++ ve Fe+++
katyonlarinin, kati konsantrasyonunun ve alkalitenin
düsük oldugu kolloidal sistemlerde seri hidroliz reaksiyonlari olusturmalari ve koagülasyon için tek baslarina etkili olamamalaridir. Aluminyum, amfoterik
özellige sahip oldugundan asit ortamda alkali, alkali
ortamda ise asit gibi davranir. Buna bagli olarak
meydana gelen reaksiyonlar alüminyum iyonunun
ardarda hidrolizini gösterir. Demirin hidroliz reaksiyonlari da alüminyumun reaksiyonlarina çok benzerlik göstermektedir. Sonuçta her iki koagülantla yapilan flokülasyon testlerinde etkili bir çökelme elde
edilemediginden alüminyum sülfat ve demir-3klorürün
5 cc Ferri Chloride+50 cc Magnafloc 342
5 ml Demir-3-klorür+50 ml Magnafloc 342
5 cc Aluminium sulphate+50 cc Magnafloc 342
5 ml Aluminyum sülfat+50 ml Magnafloc 342
50 cc Magnafloc 342
50 ml Magnafloc 342
12
Interface Height (cm)
Arayüzey Yüksekligi (cm)
presenc eof borax solutions and in excessive
amounts of carbonates make surfaces more negative.
From this point of view, the anion adsorption may
be responsible for the difficulty observed in the flocculation of tincal concentrator wastes. Likewise, the
results obtained from this study, namely, consumption of higher polymer (1176 g/ton - solid) in regard
to the amount consumed for flocculation of coal
processing unit wastes confirm this situation. In the
company, almost same amount of polymer, 1250
g/ton-solid, is still consumed. Another reason for
high polymer consumption is as follows: An important amount of material (more than 95%) forming
the pulp have particle size below 0.038 mm and this
causes an increase in the surface area.
9
9
6
3
0
0
15
30
45
60
Time (min)
Zaman (dakika)
75
90
Figure 7. Effect of coagulant + polymer combinati-on
to sedimentation
Sekil 7. Koagülant+polimer kombinasyonun çökelmeye etkisi
Magnafloc 342 ile birlikte kullanilmasi yoluna gidilmis ve elde edilen çökelme egrileri Sekil 7’de
gösterilmistir. Anyonik polimerler kullanmak suretiy-
ORE DRESSING/CEVHER HAZIRLAMA
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
2000
Befor the Flocculation
Flokülasyondan önce
After the Flocculation
Flokülasyondan
sonra
Settlement Rate at Constant Flocculantdosege (1176 g/t-solid)
Sabit flokülant dozajinda (1176 g/t-kati) çökelme hizi
4,5
17
4
3,5
3
2,5
2
5,66
4,48
2,74
2,74
1,5
2,83
1
Settlement Rate (cm/min)
Çökelme Hizi (cm/dak)
Weight/Volume Rate (%)
Agirlik/Hacim Orani (%)
10
0,5
0
50 cc Magnafloc50 cc Magnafloc50 cc Magnafloc
342+5 cc Ferri 342+5 cc
342
chloride
Aluminium
sulphate
Figure 8. Effect of coagulant + polymer combi -nation
to sedimentation rate and solid condensation
rates
Sekil 8. Koagülant + polimer kombinasyonunun çökelme hizi ve kati yogunlasma oranlarina
etkisi
4. CONCLUSIONS
For the solid-liquid separation of Eti Holding Kirka
Borax Company tincal concentrator tailings, a series
of systematic flocculation tests with nonionic and
anionic polymers are performed. Good results were
obtained with anionic polymers, whereas nonionic
Magnafloc 351 did not yield satisfactory results. The
most effective polymer type is high molecular weight
Magnafloc 342 and the optimum dosage is 1176
g/ton-solid.
While the sedimentation rate in independent settling
conditions is 0.006 cm/min with the usage of anionic Magnafloc 342, it increased to 1.118 cm/min.
This sedimentation rate of particles in pulp has increased s186 times. In addition to this, with 84%
efficiency, high solids consolidation is obtained.
In the presence of borax and at pH 9, impurities in
concentrator waste, which has high content of
dolomite and calcite clays, form a buffer zone and
show low charge. Therefore, it is predicted that nonionic type Magnafloc 351 is adsorbed with weak Hbonds to the surface of particles and an effective
sedimentation cannot be achieved in an alkali medium.
Flocculation tests done with anionic Magnafloc 155
and Magnafloc 342, better flocks are obtained with
high molecular weight Magnafloc. Also polymers are
bound to the surface of particles with electrostatic
attraction forces along with polymer bridges.
By adding saturated borax solution or distilled water
to the pulp in a proportion of 1/1, tests are per-
ISSUE 3
le etkili çökelmenin saglandigi sartlarda, 5 ml alüminyum sülfat ve 5 ml demir-3 klorürün 50 ml Magnafloc 342 ile birlikte kullanilmasi durumunda, belirli
ölçülerde salkimlasma gözlenmis ancak Magnafloc
342’nin tek basina kullanilmasiyla elde edilen müspet
sonuçlara ulasilamamistir (Sekil 8).
4. SONUÇLAR
Eti Holding Kirka Boraks Isletmesi Tinkal Konsantratörü atiklarinin kati-sivi ayirimina tabi tutulmasi
için noniyonik ve anyonik polimerle yapilan flokülasyon test çalismalarinda, anyonik polimerlerle oldukça
iyi sonuçlar alinirken noniyonik yapidaki Magnafloc
351 ile iyi bir çökelme saglanamamis, en etkili
polimer tipinin yüksek molekül agirligina sahip Magnafloc 342 ve optimum dozajin 1176 g/ton-kati
oldugu belirlenmistir.
Serbest çökelme sartlarinda 0.006 cm/dak olan
çökelme hizi, anyonik yapidaki Magnafloc 342 kullanimi ile 1.118 cm/dakikaya yükselmis, böylelikle
pülpteki taneciklerin çökelme hizlari 186 kat arttirilmistir. Buna paralel olarak, %84 verimle, yüksek
kati yogunlasma oranlari elde edilmistir.
Dolomit ve kalsit içerigi yüksek killerden olusan
konsantratör atigindaki safsizliklarin boraksin varliginda pH 9 civarinda tampon bölge olusturmalari
ve düsük yükler sergilemeleri nedeniyle noniyonik
yapidaki Magnafloc 351’in taneciklerin yüzeyine zayif
H-baglari ile adsorplandigi ve alkali ortamda etkili bir
çökelmenin saglanamadigi tahmin edilmektedir.
Her ikisi de anyonik polimer türü olan Magnafloc
155 ve Magnafloc 342 ile yapilan flokülasyon testlerinde, daha büyük molekül agirligina sahip Magnafloc
342 ile daha iyi floklar elde edilmesi, polimerin
taneciklerin
yüzeyine
elektrostatik
çekim
kuvvetlerinin yaninda polimer köprüleri ile de
baglandigini göstermektedir.
Konsantratör atiklarindan olusan pülpe 1/1 oraninda
doygun boraks çözeltisi veya saf su ilave edilerek
Magnafloc 342 ile yapilan flokülasyon testlerinde, saf
su ile seyreltilen sistemlerde floklarin çökelme
hizlarinin arttigi ve bunda ortamin boraks konsantrasyonunun, safsizliklarin ve bunlarin yüzey sarjlarinin önemli degiskenler oldugu belirlenmistir.
Konsantrasyon atigindaki katilarin flokülasyonunda,
örnegin kömür hazirlama tesisi atiklarina nazaran,
daha fazla flokülant tüketildigi ve bunun da, muhtemelen anyon adsorpsiyonundan ve pülpte yeralan
-0.038 mm boyut dagilimina sahip tanelerin oraninin
çok yüksek olmasindan kaynaklandigi tahmin edilmektedir.
Polimer sarfiyatini ve buna bagli olarak da maliyeti
düsürmek amaciyla alüminyum sülfat ve demir-3klorür gibi koagülantlarin kullanimi yoluna gidilmis
E. SABAH & L. YESILKAYA
formed with Magnafloc 342. In the systems that are
diluted with distilled water, an increase in sedimentation rate of flocks is observed. This increase is attributed to borax concentration of medium, impurities and the resultant surface charges.
Compared with coal processing plant waste products, flocculation of solid particles in concentrator
waste products, more flocculant consumption is
observed. This extra consumption is ascribed to
possible anion adsorption and high proportion of
0.038 mm size particles.
11
ancak, Al+++ ve Fe+++ iyonlarinin, düsük kati konsantrasyonu ve düsük alkalinite içeren kolloidal sistemlerde hidroliz reaksiyonlari olusturmalari nede-niyle,
etkili olamadiklari belirlenmistir. Söz konusu koagülantlarin anyonik yapidaki Magnafloc 342 ile birlikte kullanilmasi durumunda ise belirli ölçülerde
salkimlasmanin oldugu gözlenmistir.
To decrease the cost of polymer and polymer consumption, the use of aluminum sulfate and iron-3chloride as coagulants is preferred, but since at low
solids concentration Al+++ and Fe+++ ions undergo
hydrolysis reactions at low alkali colloidal systems,
they become ineffective. In the event of using coagulants under consideration with anionic structure
Magnafloc 342, coagulation at certain cases is observed.
References/Kaynaklar
1993, Istanbul, 3-11.
[1] Atesok, G.: Polimerlerin Cevher Hazirlamadaki
Yeri Kullanim Özellikleri, TMMOB Madencilik
Dergisi, 1987, Cilt 24, Sayi 3, Ankara, 15-22.
[9] Hançer, M.: Doygun Çözeltilerde Boraksin
Flotasyon kimyasinin Incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, I.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Istanbul, 1994.
[2] Bulutçu, A. N., Türkay, S., Gürbüz, H. & Yavasoglu, N.: Tinkal Cevherinin Zenginlestirilmesinde
Organik Maddelerin Etkisi, 2. Uluslararasi
Cevher Hazirlama Sempozyumu, 1988, Izmir,
529-539.
[3] Deutsche Industrie Norm: Flockungsmittel für Betriebswasser, DIN 23007, Beuth Verlag GmbH,
Berlin, 1985.
[4] Ediz, N. & Özdag, H.: Kirka Boraks Isletmesi
Atik Killerinin Tugla Yapiminda Kullanilabilirliginin Arastirilmasi, TMMOB Madencilik Dergisi, 1995, Cilt 34, Sayi 4, Ankara, 27-34.
[5] Eti Bor A.S. Brifing Raporu, 1998.
[6] Findik, N.: Etibank Kirka Boraks Isletmesi Atiklarinin Sir Olarak Kullanilabilirliginin Arastirilmasi, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi
Fen Bilimleri Enstitüsü, 1998, Sakarya.
[7] Genç, S., Sevinç, V., Özseker A. & Çaki, M.: Etibank Kirka Boraks Isletmesi Konsantratör
Atiginin Sir Hammaddesi Olarak Degerlendirilmesi, 4. Seramik Kongresi, 1998, Eskisehir, 119124.
[8] Gür, G., Sayan, P., Türkay, S. & Bulutçu, A.:
Tinkal Cevherindeki Killerin Flokülasyonuna
Etki Eden Faktörler, 6. Ulusal Kil Sempozyumu,
[10] Kavas, T. & Emrullahoglu, Ö. F.: Seydisehir
Kirmizi Çamuru ve Kirka Bor Atiklarinin
Endüstriyel Hammadde Olarak Kullanimi, 1.
Bati Anadolu Hammadde Kaynaklari Sempozyumu, 1999, Izmir, 216-225.
[11] Mordogan, H., Helvaci C. & Malayoglu, U.: Bor
Yataklari Killeri ve Güncel Göllerdeki Lityum
Varligi ve Degerlendirme Olanaklari, Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, 1995,
TMMOB Maden Mühendisleri Odasi, Izmir,
185-196.
[12] Poslu, K & Arslan, I. H.: Dünya Bor
Mineralleri Üretiminde Türkiye’nin Yeri,
Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu,
1995, TMMOB Maden Mühendisleri Odasi,
Izmir, ss. 33-42.
[13] Sevim, T.: Etibank Kirka Boraks Isletmesi
Atiklarinin
Emaye
Üretiminde
Kullanilabilirliginin Arastirilmasi, Yüksek Lisans
Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 1998, Sakarya.
[14] Sönmez, E., Özdag, H., Özler, A. & Sümer, G.:
Kirka Boraks Isletmesindeki Atik Killerin Seramik
Endüstrisinde
Kullanilabilirliginin
Arastirilmasi, Türkiye 13. Madencilik Kongresi,
1993, Istanbul, 561-566.
12
ORE DRESSING/CEVHER HAZIRLAMA
[15] Sönmez, E. & Yorulmaz, S.: Kirka Boraks Isletmesi Atik Killerinin Tugla Yapiminda Kullanilabilirliginin Arastirilmasi, Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, 1995, TMMOB Maden
Mühendisler Odasi, Izmir, 163-168.
[16] Sönmez, E.: Untersuchungen zur Verwendbarkeit von Konzentratorabfällen als Ziegelrohstoffe, Osmangazi Üniversitesi Mühendislik
Mimarlik Fakültesi Dergisi, 1997, Cilt 10, Sayi 1,
Eskisehir, 38-45.
[17] Swartzen-Allen S. L. & Matijevic, E.: Surface and
Colloid Chemistry of Clays, Chemical Reviews,
74, 1974, 85-400.
[18] Wills, B. A.: Mineral Processing Technology, 3
end Ed. Berhamon Press, England, 1985.
2000
ISSUE 3
[19] Yaman, C. & Marsoglu, M.: Bor Mineralleri
Atiklarindan Üretilen Camsi Maddenin Olasi
Kullanim Alanlari, 4. Seramik Kongresi, 1998,
Eskisehir, 97-102.
[20] Yamik, A., Tosun, I. Y., Günes, N & Topal, E.:
Kirka Boraks Atiklarinin Soda Liçi, Endüstriyel
Hammaddeler Sempozyumu, 1995, TMMOB
Maden Mühendisleri Odasi, 1995, Izmir, 43-48.
[21] Yasar, E., Hançer, M., Eren R. H. & Çelik, M.
S.: Kirka Boraks Killerinin Elektrokinetik
Özellikleri, 6. Ulusal Kil Sempozyumu, 1993,
Istanbul, 25-35.
[22] Yavasoglu, N.: Tinkal Mineralinden Boraks
Tuzlari Üretiminde Safsizliklarin Davranislari
ve Giderilmesi, Doktora Tezi, I.T.Ü. Fen
Bilimleri Enstitüsü, Istanbul, 1993.
Download

Evaluation of the Settling Behaviour of Kirka Borax Concentrator