Cevher Hazırlama



CEVHER ZENGİNLEŞTİRME
MİNERALLERİN AYRILMA PRENSiPLERi VE MADEN
Raşit TOLUN
Ortadoğu Teknik Üniversitesi, Ankara (Alıntı)




                                                                  Hematit Cevheri
Cevher Hazırlamada Bazı Terimler

Mineral

Genel olarak doğada çeşitli elementlerin birleşerek meydana getirdiği belirli kimyasal ve fiziksel yapıya sahip bileşiklere denir.

Cevher hazırlama yönünde ise mineraller genel olarak "kıymetli mineral" ve "kıymetsiz mineral" diye iki sınıfa ayrılabilirler.

Kıymetli Mineraller=Endüstride hammadde olarak kullanılan ve ekonomik değer taşıyan minerallerdir.

Kıymetsiz Mineraller=Ekonomik değer taşımazlar ve kısaca "Gang Mineralleri" olarak bilinirler.

Kıymetli mineraller genellikle içerisinde bulundurduğu kıymetli elementin ismiyle anılırlar.Örnek;Bakır minerali,kurşun minerali,vs. gibi.

Geçmişte kıymetsiz diye bilinen bir çok mineraller endüstride gelişmeye bağl olarak yararlanma imkanları sağlayarak günümüzde kıymetli mineral sınıfına sokulmaktadır.

Cevher

Doğal olarak ya da bazı işlemler sonucu endüstride tüketim yeri bulunabilen ve ekonomik değeri olan bir veya bir çok mineralden oluşmuş kayaçlar "Cevher" denir.

Konsantre

Cevher hazırlama işleminden sonra elde edilen ürünlerden bir kıymetli mineralin çoğunluğunun bulunduğu ürüne o mineralin "Konsantresi" denir.

Tenör

Cevherde veya cevherden elde edilen ürünlerde kıymetli elemntin tespit edilen oranının % olarak ifadesine denir.Örnek; cevherdeki Cu tenörü %1.5 Konsantredeki Cu tenörü %18 Artıktaki Cu tenörü %0.15 gibi.



Cevher Hazrılama

Maden yatağının özellikleri belirlendikten sonra,cevher hazırlama yöntemi ve maden işletme yöntemi madenin özelliklerine göre belirlenir.

Bir maden yatağından çıkarılan cevher bir veya birden fazla mineralden oluşmaktadır. Cevherler yatağın oluşumuna göre farklı oranlarda gank ve cevher minareleri içerirler. Bunlardan ekonomik değer taşıyan bileşenlerin ekonomik olmayan bileşenlerden ayrılarak işlenebilmesi için bazı işlemlerden geçirilmesi gerekir. Bugün ocaktan çıkarıldığı gibi doğrudan doğruya işlenebilir nitelikte cevherler kalmamıştır. Bu nedenle cevherler, tüketim öncesinde belirli teknolojik işlemlerden geçirilerek boyutları küçültülmekte ve daha sonra ayırma işlemine gidilmektedir. Boyut küçültme ve boyuta göre sınıflamayı izleyen ve cevher içindeki değerli mineral veya mineral gruplarını değersiz olanlardan ayırma işlemlerinin tamamına zenginleştirme( konsantrasyon) denir. Bu işlemler sonucu üretilen konsantrelerde kullanılabilir mineral oranı, ocaktan çıkarılan cevherdekine göre oldukça fazla oranda artmaktadır.Konsantrelerde cevherlerin tüvenan olarak tesise giriş ve zenginleşmiş olarak çıkışı için, gerekli makinelerin cevher türüne bağlı olarak belirli bir sıraya bağlı olarak planlanmasına cevher zenginleştirme akım şeması denir.

Cevher Hazırlamada Uygulanan Belli Başlı Çalışma Basamaklarının Ana Hatları
1. Ufalama işlemleri
A) Kırma
Genel kırıcı
Jiratör
Çekiçli
Merdaneli ve konik kırıcılar
B) Öğütme
Bilyalı ve çubuklu

2. Klasifikasyon
A) Klasifikatör
B) Hidrosiklan

3. Zenginleştirme işlemleri

Elle ayıklama (triyoj)
Gravite ile ayırma
Flotasyon ile ayırma
Manyetik ayırma
Elektrostatik ayırma
Hidrometalürji

4. Filtreleme ve kurutma

Cevher Hazırlama Gerektiren Unsurlar

*Cevher zenginleştirmenin teknolojik ve ekonomik olmak üzere başlıca 2 ana sebebi vardır. Cevherin yatakta ilk çıkarıldığı şekli ile kullanılamamasından dolayı, işlenecek cevherlerin cevher işleme tesislerinin teknolojik şartlarına uygun bazı işlemlerden geçirilmesi teknolojik unsurun gerekliliğini ortaya koymaktadır.
*Örneğin; Manyezit, dolamit, kireçtaşı, talk, kaolen, demir oksit, kükürt gibi endüstriyel hammaddeler, kauçuk, ilaç ve boya sanayinde dolgu maddesi olarak kullanılmaktadır. Belirtilen hammaddelerin ilgili alanlarda kullanılabilmesi için bunların 20 N’ un altına kadar öğütülmeleri teknolojik bir zorunluluktur.
*Zenginleştirme işlemlerinde ekonomik unsurlar, cevherler yataktan çıkarıldıkları şekilde ekonomik olmalarına rağmen, ekonomik değerlerini daha da artırmak veya düşük tenörlü yataklardan üretildiklerinde ekonomik değer arz etmeyen ancak belirli işlemlerle ekonomik bir şekilde kullanılmasının sağlanması esaslarına dayanılmaktadır.
*Örneğin; bakır, kurşun, çinko, demir gibi cevherlerin, izabe öncesinde zenginleştirilmeleri özellikle nakliye giderleri ve izabe (metalurjik işleme) kayıplarını büyük ölçüde azaltacağından önemli ölçüde ekonomik faydalar sağlamaktadır. İkinci gruba ait olan ve yerkabuğunda ancak gr/ton mertebesinde bulunan altın, gümüş, platin ve uranyum gibi elementlerse sadece cevher hazırlama işlemleri sonucu kullanılabilir bir nitelik kazanmaktadır.

Cevher Hazırlamayı Sağlayan Mineralojik Özellikler

*Cevher hazırlamada minerallerin fiziksel, fizikokimyasal, ve kimyasal özelliklerinden faydalanılır. Bunlardan sertlik, gevreklik, yapı ve kırılış şekli, renk ve parlaklık, özgül ağırlık, manyetiklik, elektrik iletkenliği, fluoresans, fosferasons ve radyoaktivite; fiziksel özellikleri, yüzey ve ara yüzey özellikleri; ısıl özellikler ve farklı çözünürlükler kimyasal özellikleri temsil etmektedir.
*Zenginleştirme yöntemi, cevherdeki değerli ve değersiz bütün mineralleri yukarıda sayılan özelliklerdeki farklılıklar ve boyut dağılımlarına bağlı olarak seçilmektedir.
*Her cevherleşmeye aynı zenginleştirme yöntemi uygulanmaz.

Cevher hazırlamada kırma ve öğütme ile hazırlanan boyut küçültme işlemlerinin ana nedenlerinden biride minerallerin birbirinden ayrılarak serbest hale gelmesini sağlamaktır.

Serbestleşme, boyut küçültme işlemleri sırasında uygulanan kuvvetlere ve cevherin yapısına bağlı olarak kısmen, mineral faz boyu küçültme, kısmen de mineral faz sınırlarından kopması gerçekleşmektedir.

*Mineral faz sınırından ayrılarak serbest kalması 2 özelliğe dayanmaktadır.
*Sedimanter yataklarda görülen cevherler, yan taş tabakalar arasındaki sınırları gevşek olur. Konplomeratik yapılı cevherlerde ise mineral taneleri ile çimento maddesi arasındaki sınıfların zayıf olması kopma eğilimini artırmaktadır.
*İkinci özellik ise cevherlerde yan yana bulunan minerallerin serbestlik ve gevreklik gibi özelliklerinin farklı olmasıdır.
*Bağlı tanelerin mineralojik özellikleri, bunların zenginleştirme işlemleri de farklı davranışlar göstermelerine yol açar. Buna göre zenginleştirme işlemleri kullanılır.
*Bağlı tanelerin özellikleri ve miktarları, gerek kırma öncesi, gerekse kırma ve öğütme işlemlerine takiben yapılan elek analizlerinde her bir eleğin üstünde kalan ürünün mikroskopta incelenmesiyle belirlenebilmektedir.
*Cevherin opak mineralleri üstten aydınlatmalı cevher mikroskobu ile saydam mineralleri ise alttan aydınlatmalı polorizon mikroskopla incelenir.

Cevher Hazırlamada Maden Mikroskobisinin Önemi

*Jips, feldispat, kuvars, zeolit, kireçtaşı, kalsit gibi endüstriyel hammaddeler alttan aydınlatmalı mikroskopla incelenir.
*Özellikle homojen dağılımlı olmayan cevherlerin zenginleştirilmesinde gerek minerolojik gerekse alterasyon zonlanması gibi yatağın kökenine ilişkin özellikler büyük çapta etkili olurlar. Bu nedenle işletmelerde hem tüvenan cevher, hem de konsantre izabe ünitelerinden alınacak numunelerin sürekli olarak maden mikroskobisiyle incelenmesi gerekir.

Cevher hazırlama işlemlerini yönlendiren mineralojik özellikler aşağıda verilmiştir:

-Bileşenlerin minerolojik özellikleri
-Yapı ve doku ilişkileri
-Cevherlerde bileşenlerin kantitatif miktarlarının tayini,
-Cevherlerin yapılan mikroskobik çalışmalarla kökeninin ortaya konması.



Cevherlerin İncelenmesiyle Bileşenlerin Mİneralojik Özelliklerinden Yararlanma


1. Flatasyonun yapılabilirliği: Flatosyon belirli cevher minerallerine uygulanabildiğinde kompleks cevherlerde hangi bileşenin flatasyon işlemine kazanabileceği bilgisi derlenir.

2. Kimyasal maddelerle çözünme özellikleri: Oksitli mineraller sülfitli cevherlerin flotasyon işlemleri esnasında olumsuz yönde etkilenirler. Bunun için oksitli mineraller asitlerle çözündürülüp uzaklaştırıldıktan sonra, sülfitli cevher minerallerinin verimli bir şekilde flotasyonu yapılmış olur.

3. İndirgenebilir metal içeriğinin tayini: Hematit, manyetite göre; yüksek demir sülfür (FeS) içerir. Sfaleriti, demir sülfür (FeS2) veya oksitli formda bulunan demir içeriğine göre çok daha zor indirgeyebilir.

4. Çözeltilerin minerallere etkime derecesi: Flatasyon ve öteki kimyasal işlemler ile öğütme boyutunu saptamasında çatlaklar ve kırıklar önem taşır. Bu nedenle, özellikle bazı sülfitli minerallerde kataklastik olaylarla ortaya çıkan kırılma oranlarının mikroskobik incelemelerle belirlemesi sağlanmaktadır.

5. Cevher mineralleri çevresinde kabuklu ve ince yüzey filminin oluşması: Mineral etrafında, birincil serizit, kaolen gibi gang mineral kılıfı veya gözle ayırt edilemeyen ikincil karakterli oksitli cevher kılıfları oluşabilir. Örn: sfalerit çevresinde simitsonit (ZnCO), zinkit (ZnO) gözlenir.
Altın taneleri mineral kılıflarıyla sarılmış olabilir. Bu kılıflar hem flotasyonda hem de siyalit içinde amalgamasyon işlemleri büyük kayıplara yol açmaktadır.

6. Bileşenleri manyetik özellikleri: Bazı cevher türlerindeki manyetik özellikler cevher hazırlamada önemli problemler yaratmaktadır. Örn: ilmenitin aynı yatakta bazen manyetik bazen de manyetik özellik göstermediği görülmüştür. Bunun üzerine manyetik olduğu kabul edilen ilmenitlerin gerçekte manyetitlerle ayrım yapısı oluşturan ilmenitler olduğu saptanmış.

7. Kompleks kimyasal bileşimli minerallerin tayini: Kompleks bileşimli mineraller cevher hazırlama tekniği açısından problemler yaratır. Örneğin; gümüş içerikli palenit gümüş çoğunlukla, fahlez, arjantit ve polibazit gibi gümüş taşıyıcı minerallerde bulunur. Oberharz işletilen sülfitli cevherlerin, kaba tereli konsentrasyonlarında yüksek çok ince terelerde ise çok yüksek miktarlarda galenitle bağlı gümüş bulunduğu belirlenmiştir. Eğer cevherler kaba tereli olursa cevherler galenite bağlı olarak kalmakta, çok daha ince öğütülürse gümüş toz haline geçebilmektedir.

Translate