CEVHER HAZIRLAMA

Doç.Dr.Nevzat ASLAN

CEVHER HAZIRLAMA

1.1. Cevher Hazırlamanın Tanımı

1.2. Cevher Hazırlamanın Tarihi GeliĢimi

1.3. Cevher Hazırlamayı Gerektiren Nedenler

a) Teknolojik Nedenler

b) Ekonomik Nedenler

1.4. Cevher Hazırlamanın ÇalıĢma Alanı

a) Cevher Hazırlama Tesisini Besleyecek Cevherin Sağlanması

b) Cevherdeki Değerli Minerallerin Boyut Küçültme ile Serbest Hale

Getirilmesi

c) Boyut Küçültme ile Yeterli Mineral Serbestleşmesi Sağlanan Cevherin Zenginleştirilmesi

d) Zenginleştirme Sonunda Elde Edilen Ürünler Üzerindeki İşlemler

Bir cevher içindeki çeĢitli minerallerin

kimyasal yapılarını bozmadan endüstrinin ihtiyacına en uygun hammadde haline getirmeye ve ekonomik değer taĢıyanlarla, ekonomik değeri olmayanları ayırma iĢlemlerinin tümüne “CEVHER HAZIRLAMA”

denilmektedir.

CEVHER HAZIRLAMADA BAZI TERİMLER

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

Cevher hazırlama yönünden ise mineraller genel olarak “kıymetli mineraller” ve “kıymetsiz mineraller” diye iki sınıfa ayrılırlar.

a-)Kıymetli mineraller:Endüstride hammadde olarak kullanılan ve ekonomik değer taşıyan minerallerdir.

b-)Kıymetsiz mineraller: Ekonomik değer taşımazlar ve kısaca “gang mineralleri” diye tanımlanırlar.

Cevher: Doğal olarak ya da bazı işlemler sonucu endüstride tüketim yeri bulabilen ve ekonomik değeri olan bir veya bir çok mineralden oluşmuş kayaçlara “cevher” denir.

Konsantre: Cevher hazırlama işlemlerinden sonra elde edilen ürünlerden bir kıymetli mineralin çoğunluğunun bulunduğu ürüne o mineralin “konsantresi” denir.

Artık: Kullanılan işletme için ekonomik değeri olmayan çoğunluğunun toplandığı ürüne “artık-gang” mineralleri denir.

Tenör: Cevherde veya cevherden elde edilen ürünlerdeki kıymetli elementin tespit edilen oranının % olarak ifadesine denir.Örneğin;

Cevherdeki Cu tenörü %1.5

Konsantrede Cu tenörü %18

Artık Cu tenörü %0.15 gibi.

Cevher hazırlama, minerallerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini bozmaksızın, tabiatta bulunduğu halden pazarlanabilir hale getirilmesi işlemlerini kapsar.

Cevher hazırlamanın çalışma alanı cevherin maden ocağından üretiminden itibaren başlayıp, konsantrenin izabe tesisi veya diğer bir tüketiciye ulaştırmasına kadar devam etmektedir.

Genel olarak cevher hazırlamanın işletme adımlarını şu şekilde ifade etmek mümkündür:

•Cevher Hazırlama Tesisini Besleyecek Cevherin Temini.

•Cevherdeki Değerli Minerallerin Boyut Küçültme İle Serbest Hale Getirilmesi.

•Ayırma.

•Zenginleştirme Sonucunda Elde Edilen Ürünler Üzerindeki İşlemler.

BOYUT KÜÇÜLTME (UFALAMA) Katı maddelerin az veya çok sayıda parçalara ayrılması iĢlemidir.Ufalamanın mümkün olabilmesi için, dıĢtan tatbik edilecek bir kuvvetle katı cisimlerin parçalarını birbirine bağlı tutan iç kuvvetlerin yenilmesi gerekir.Tatbik edilecek kuvvet darbe, baskı veya kesme kuvveti Ģeklinde olabilir.Ufalamanın karakteristik tarafı, her bir tanenin ayrı ayrı değil de tanelerin müĢtereken (kolektif olarak), ufalanmasıdır. Genel olarak madencilikte, cevherin ocakta patlatılmasından değirmen içinde toz haline gelinceye kadar geçirdiği iĢlemlere “ufalama” denilmektedir.Cevher hazırlamada ufalama için uygulanan iĢlemlere “kırma” veya “öğütme” değimleri kullanılmaktadır.Bunar arasındaki fark, kırmada elde edilen ürünün öğütmeye nazaran daha iri olmasıdır.

Ufalamada esas elde edilen ürünün ebadıdır ve buna göre Ģu Ģekilde bir sınıflama yapılabilir: A-) Ġri kırma(primer kırma) 1m-10cm B-) Ġnce kırma(seconder kırma) 10cm-1cm C-) Öğütme 1cm- Ebadı tespit edilecek mal bir elek serisinden geçirilsin.Öyle bir elek vardır ki, eleğin üstünde parça kalmaz fakat bir alt elekte parça kalmaktadır.Malın tamamının geçebildiği en küçük elek ebadına “o malın ebadı” denir.

Cevher hazırlamada ufalanın baĢlangıç ve bitim seviyeleri arasındaki fark önemlidir.Buna ufalama oranı denilmektedir.Ufalama oranı Ģu Ģekillerde tarif edilebilir: 1-) Tane iriliğine göre ufalama oranı: a-) Basit ufalama oranı; 1

00

d

dn

-Besleme malının en büyük tane iriliği

-Ufalanmış malın en büyük tane iriliği

b-) Aritmetik ortalama tane göre ufalama oranı;

1

00

d

dn

-Besleme malı tane iriliği aritmetik ortalaması

-Ufalanmış malın tane iriliği aritmetik ortalaması

a

a

1

00

d

dn

-Besleme malının en büyük tane iriliği

-Ufalanmış malın en büyük tane iriliği

c-) Geometrik ortalama tane iriliğine göre ufalama oranı;

g

g

2-) Ufalama makinesinin ufalama oranı:

a-) Ufalama makinesinin tesirli ufalama oranı;

ç

dsnt

-Besleme malının en iri tane iriliği

-Ufalama makinesi çıkış açıklığı

b-) Ufalama makinesinin görünür ufalama oranı;

ç

ang

-Ufalama makinesi çıkış açıklığı

-Ufalama makinesi ağız açıklığı

UFALAMANIN GAYELERİ

• Taşımada kolaylık.

• Belirli büyüklükte ve şekilde taneler

üretimi.

• Mineralleri serbest hale getirmek.

• Yüzey büyütme.

Boyut küçültmede enerji: W ; Sonsuz irilikteki tanelerin d’80 tane iriliğine kırılması için lüzumlu toplam iĢ, d1; Besleme malının %80’ninin geçtiği elek aralığı.(mikrometre) d2; UfalanmıĢ malın %80’ninin geçtiği elek aralığı (mikrometre). WĠ ; ĠĢ indisi (bir ton malzemenin sonsuz irilikten %80’i-100 mikrometreye kırılması için kWh/t cinsinden lüzumlu toplam iĢ miktarı) olmak üzere:

1

1

2

1İ

dd10.WW

kWh/t

ifadesi yazılabilmektedir.

UFALAMA MAKİNELERİ

Ufalama işlemlerinde çok çeşitli şekil, yapı ve boyutlarda mekanik araçlar kullanılmaktadır.Mekanik olarak üretilen güç, aletin yapısına bağlı olarak bir basınç, darbe veya kesme kuvvetine dönüşmekte ve bu kuvvetlere maruz bırakılan parçalar ufalanmaktadır.

UFALAMA MAKĠNELERĠNĠN GENEL SINIFLANDIRILMASI

A.Primer Kırıcılar

•Jiroskopik döner kırıcılar •Çeneli kırıcılar •Konik kırıcılar 15 cm 1 cm’ ye •Çekiçli kırıcılar •Merdaneler

•Çeneli kırıcılar 2 cm 10 cm’ ye •Jiroskopik döner kırıcılar

B.Sekonder Kırıcılar

•Merdaneler •Çekiçli kırıcılar •Bilyeli değirmenler 2.5 cm den aĢağı ufalama •Çubuklu değirmenler •Otojen değirmenler

C.Öğütücüler

A.Primer Kırıcılar

Bunlar ocaktan üretilen cevheri taĢıma için uygun bir boyuta getirmek veya ikinci derece kırma için uygun bir boyuta getirmek üzere dizayn edilmiĢ ağır iĢ aletleridir.Daima açık devre çalıĢırlar, kırma öncesi bir ızgara bazen kullanılır.

Günümüzde çeneli kırıcıların çoğu Blake tipi kırıcıdır.Bunların iki tipi mevcuttur:

a-) Çift Ġstinat Kollu Çeneli Kırıcı

Gergi yayı

Ayar Mekanizması

Eksantrik mil

Eksantrik kol

Volanlar

Oynar çene mili

Yan plakalar

Çene plakaları

Gövde

Oynar çene

Ön ve arka istinat kolları Gergi çubuğu

Resim1:Çift istinat kollu çeneli kırıcı.

b-) Tek Ġstinat Kollu Çeneli Kırıcı

Eksantrik mil

Ġstinat kolu

Ayar tertibatı

Gergi yayı

Gergi çubuğu

Volanlar Çene plakaları

Sabit çene

Oynar çene

A.2.Jiroskopik Döner Kırıcı:

Bu tip kırıcılar daha fazla kapasite temin etmek için çeneli kırıcılardan sonra icad edilmiĢlerdir. Bir kaç özel durum dıĢında genellikle yer üstünde çalıĢtırırılar.Basit olarak üç ana unsurdan meydana gelirler;

•Ana mil •Göbek veya kırıcı kafa •Gövde veya kabuk

Köprü

Üst gövde

Eksantrik kovan

Kırıcı kafa

Ana mil BoĢalma

Besleme

Gövde veya kabuk

Köprü

Resim3:Jiroskopik döner kırıcı.

B.Seconder Kırcılar

Bunlar primer kırıcılardan daha küçük ve hafif aletlerdir.Genel olarak birinci derece kırma makinelerinde kırılan ürünü öğütme için uygun bir boyuta indirgemek için dizayn edilmiĢlerdir ve çoğunlukla primer kırıcılarla seri halde çalıĢırlar.Bu kırıcılara beslenen malzeme genellikle 15 cm çapından daha küçüktür.Kırma iĢlemi kurudur. B.1.Konik Kırıcı: Aslında oynar milli bir jiroskopik döner kırıcıdır ve diğerlerinde olduğu gibi üç ana parçadan meydana gelmektedir.Ana mil, kırıcı kafa veya göbek, kesik koni Ģeklinde gövde.

B.3.Darbeli Kırıcı

Hem primer hem de seconder kırma kademesinde kullanılan bu aletlerde kırma iĢlemi basınçyan ziyade darbe zorlaması ile gerçekleĢir.Serbestçe düĢen cevher parçalarına döner çekiçler vasıtası ile uygulanan darbe kuvveti, cevher içinde gerilmelere ve kısa sürede parçalanmaya neden olmakta ve bu kuvvetler parçaların kırıcı plakalara çarptırılmasıyla daha da arttırılmaktadır. Darbe veya basınçla kırma arasında önemli bir farklılık Ģudur: Basınçla kırılan parçalardaki iç gerilmeler daha sonra çatlamalara neden olurlar, darbe ise ani kırılmaya neden olur ve parça içinde gerilme bırakmaz.

Besleme oluğu

Kırma plakası

Çekiç

Izgara Göbek

Çekiçli değirmenin yapı unsurları.

B.4.Merdaneli Kırıcı

Yatay ve paralel eksenler etrafında zıt yönlerle dönen iki silindirden ibarettir.Kırılacak parça bu iki tambur arasına girerek baskı zorlaması ile kırılır.ÇeĢitli tiplerde imal edilmekle birlikte günümüzde en çok tamburlardan biri sabit diğeri ise kayabilen yataklar üzerinde dönen “yaylı tip” tercih edilmektedir.Modern merdaneli kırıcılar iki merdane millinden ayrı ayrı tahrikle çalıĢır.Silindirler birbirine aksi yönde ayrı motorlar vasıtası ile döndürülür. Ġkili veya üçlü setler halinde silindirlerden oluĢan çok tamburlu merdaneler de yapılmakla birlikte modern tesislerde genellikle çift tamburlular kullanılmaktadır.

Merdaneli kırıcıların yapı unsurları.

Merdane mantosu

Besleme malı Volan

Gergi çubuğu

Gergi yayı

Gövde

Merdane Merdane milleri

Besleme

Besleme

Çok tamburlu merdaneler.

Merdaneli kırıcıların Ģematik görünüĢü. (a) Ġnce kırıcı, (b) Kaba kırıcı, (c) Tek merdaneli

kırıcı. (1) Sabit merdane, (2) Ötelenebilir merdane, (3)

Ötelenebilir çene.

(a) (b) (c)

TÜVENAN CEVHER

YÜKLEME DEPOSU

CEVHER BESLEYĠCĠ

BANT KONVEYÖR VE MIKNATIS AYIRICI

IZGARA

PRĠMER KIRICI

ELEK

BANT KONVEYÖR

SECONDER KIRICILAR

BANT KONVEYÖR

ĠNCE CEVHER SĠLOSU

(+) (-)

6”, 15 cm

(+) (-)

(EL ĠLE AYIRMA MÜMKÜN)

PRĠMER DEVRE AÇIK DEVRE ÇALIġIR

SEKONDER KIRICI KAPALI DEVRE

PRİMER VE SEKONDER KIRMA GENEL AKIM ŞEMASI

SERBEST DEMĠR PARÇALARI, KALAS, ARTIK, VS.

3”/4 , 2 cm

KIRMA DEVRELERĠ

Açık ve kapalı kırma devreleri olmak üzere iki tertibatı vardır.

1.Açık kırma devreleri: 1.a.Kırma öncesi elek kullanılmayan açık devreler:

T

T

T=Kırıcıya beslenen malzeme miktarı(t)

1.b.Kırma öncesi elek kullanılan açık devreler:

T

T

T(1-CxE)

T=Eleğe beslenen miktar(t)

C=Besleme malındaki elek altı oranı(%)

E=Eleme randımanı(%)

Kırıcıya gelen miktar ise: T(1-CxE)(ton)’dur.

T

2.Kapalı kırma devresi:

E

b-1

aT

T=Eleğe beslenen miktar(t)

K=Eleme randımanı(%)

a=Besleme malındaki elek üstü oranı(%)

b=Kırılan maldaki elek üstü oranı(%)

Ġki kademeli kırma tesisi akım Ģeması

Üç kademeli kırma tesisi akım Ģeması

ÖĞÜTME VE ÖĞÜTÜCÜLER

Öğütme, boyut küçültme iĢleminin son aĢamasıdır.Partiküller, darbe, aĢındırma ve kopmanın birlikte etkisiyle yaĢ veya kuru ortamda ufalanırlar.

Bu ufalama iĢlemi aktarılan ortamlı değirmenlerde dönen silindirik çelik gövdeli haznelerde gerçekleĢir.

(darbe) (koparma) (aĢındırma)

Öğütücü ortam; •bilya, •çubuk, •çakıl, •öğütülecek cevherin iri parçaları veya baĢka bir cevher olabilir. Öğütme iĢlemlerinde partiküller genel olarak 2.5 cm’den 10 µm’a kadar ufalanırlar. Aktarılan ortamda çalıĢan değirmenler sadece aktarılan ortama veya yapı özelliklerinden olan gövde ve taĢma Ģekline göre adlandırılırlar.

Ortama göre: •Ortam bilya ise; bilyalı değirmen, •Ortam çubuk ise; çubuklu değirmen, •Ortam çakıl ise; çakıllı değirmen, •Ortam cevher ise; otojen değirmen olarak adlandırılır. Gövde Ģekline göre: •Silindir gövdeli değirmen, •Silindiro-konik gövdeli değirmen, •Konik gövdeli değirmen olarak adlandırılır. TaĢma Ģekline göre: •Düz taĢma, •Izgaralı taĢma, •Spiralli taĢma, •ÇıkıĢ odalı taĢma vs. gibi adlandırılmaktadırlar.

AKTARILAN ORTAM DEĞĠRMENLERĠ

Üç esas tipi vardır.Çubuklu, bilyalı ve otejen değirmenler.Ġlave olarak çakıllı (tüp-boru) değirmenler de aktarılan ortam değirmenidir.Hepsinde ortak olan yön yatay eksen etrafında silindirik bir gövde, gövde içinde değiĢtirilebilen aĢınma astarları ve öğütücü ortamdır.Besleme malı değirmene yan kapak silindirik uzantısından sürekli olarak verilir ve diğer uçtaki uzantıdan değirmeni öğütülmüĢ olarak terk eder.

DEĞĠRMENLERĠN YAPI UNSURLARI

1.Gövde: Öğütücü ve öğütülen malzemeyi muhafaza eder. Kıvrılarak hazırlanmıĢ çelik veya özel alaĢımlı çelik plakaların kaynakla birleĢtirilmesi ile yapılır.

Resim 7: Değirmen gövdesi

3.Yataklar: Yataklar çoğu rijit yüksek vasıflı dökme demirden yapılırlar.Dairesel yatağın 120-180o’lik kısmı beyaz metal ile kaplanmıĢtır.Yatak yumuĢak dövme çelik bir muhafaza içindedir.Bu muhafaza kısmı parçadır ve alt parçası civatalarla beton ayaklara bağlıdır.

Manuel yağlayıcı Yağ filmi

Değirmen yatağı

4.Astarlar: Değirmenin öğütücü ortam ve malzeme ile temas eden kısımlarının aĢınmaya karĢı korunması, darbelere dayanması ve değirmen Ģarjının en uygun Ģekilde hareket ettirilmesi amacıyla astarlar kullanılır.Astarlar; gövde, yan kapak ve boğaz astarları diye kullanıĢ yerine göre adlandırılır.

Gövde astar Ģekilleri

Düz

Dalgalı

Gemi gövdesi

Osborn

tipi

Düz

Kaburga tipi

Lorain

tipi

Basamaklı

5.Değirmen giriĢi ve besleme: Yan kapak silindirik uzantısının orta boĢluğundan değirmene mal giriĢi yapılır.Kullanılan besleme teçhizatı öğütmenin kuru veya oluĢuna ve açık veya kapalı devre çalıĢmasına bağlıdır.Ayrıca tane büyüklüğü ve besleme hızı da önemlidir. Kuru değirmenler genellikle bir titreĢimli besleyici ile beslenir.YaĢ öğütmede ise esas olarak 3 tip besleyici vardır: a-) Boru ile besleme. b-) Tamburlu besleme. c-) Tambur-kepçe besleyici.

Boru ile besleme Tambur-kepçe besleyici

Tamburlu besleme Resim 10

6.Değirmen çıkıĢı: ÇıkıĢta farklı yapılar kullanılmaktadır.En çok kullanılan değirmen çıkıĢ Ģekilleri aĢağıda belirtilmiĢtir.

a-) Düz taĢma:

BoĢalma

Besleme

b-) Çevresel boĢalma:

BoĢalma

Besleme Besleme

Besleme

BoĢalma

Çevre ortasından boĢalma

Çevre ucundan boĢalma

c-) Izgaralı taĢma:

Besleme

BoĢalma

7.Aktarılan ortam-öğütücü ortam: Bilyalar ,döküm,veya özel alaĢımlı çeliklerden, çubuklar ise yüksek kaliteli yüksek karbonlu çeliklerden yapılır. Çakıl kullanılıyorsa bunların küresel olmaları tercih edilir. Yassı çakıl yuvarlanmadan kayar ve öğütmeye elveriĢli olmaz.Otojen öğütmede, cevherin iri parçaları ortam olarak kullanılır. Bunların da mümkün mertebede yassı olmaları tercih edilir.

Değirmenin Kritik DönüĢ Hızı ve Hıza Bağlı Olarak Ortam Hareketi:

N devir/dak ile dönen ve yarıçapı r olan bir değirmenin çeperinde belirli bir yüksekliğe çıkmıĢ bir bilya veya çubuk düĢünelim. Bilya ağırlığının santrifüj kuvvet tarafından dengelendiği P noktasında, bu bilya dairesel yörüngesini terk ederek parabolik bir yörüngeye geçer.

r

m.g.cosα

Dairesel yörünge Parabolik yörünge

m.g.cosr

m.V2

m=Bilya kütlesi(kg) V=Çevresel hız (m/sn) G=Yerçekimi ivmesi(m/sn2)

Katedilen yol dairenin çevresidir, Dakikada alınan yol hızı verir:

60

.r.N2.V

g.60

.r.N4.Cos 2

22 ,

2

d)-D(.0.0011.NCos 2

.r0.0011.NCos 2

Dairesel çapı D (m) ve bilya çapı d (m) göz önüne alınırsa;

olur.

Değirmende öyle bir hız vardır ki, bu hız üzerinde küresel cisim (bilya veya çubuk) onla birlikte dönecek, bu hızın altında ise yüzeyden ayrılacaktır. Bu hıza kritik hız denir.

Değirmenin kritik hızı, en üst noktada olduğu zamanki hızdır.

0

dev/dakd-D

42.3N

1Cos0

K

NK=Kritik hız

Değirmen kritik hızın altında bir hızda çalıĢtırılmak gerekir. Uygulamada değirmenler kritik hızın %50-90’ı arası bir hızda çalıĢtırılırlar.

Aktarılan ortam hareketi

Hıza bağlı olarak değirmen içindeki ortam aĢağıdaki Ģekilde belirtilmiĢtir.

. . . .

DEĞĠRMEN TĠPLERĠ

1.Çubuklu değirmen

2.Bilyalı değirmen

3.Çakıllı değirmen

4.Otojen değirmen

1.Çubuklu değirmen: Ġnce kırıcı veya öğütme cihazı olarak düĢünülebilirler. 50mm iriliğine kadar besleme malını 300 mikron inceliğe kadar öğütebilirler. Cevher, ince kırma aletini tıkayacak killi ve rutubetli karakterde ise çubuklu değirmen ince kırma aletine tercih edilir. Değirmen uzunluğu çaptan 1.5-2.5 defa büyüktür. Bu oran daha fazla tutulursa, uzun çubukların mukavemetleri azalmaktadır. 6m den daha uzun çubuklar kolayca eğildikleri için, çubuklu değirmenler 6m den uzun yapılmamaktadır. Çubuklar değirmene değiĢik çaplarda seçilerek konulur. Genelde25mm-150mm çaplar kullanılır. Çubuk Ģarj oranı değirmen hacminin %35 olduğu değerde optimum öğütme elde edilir.

2.Bilyalı değirmen: Ufalama iĢlemlerinin son aĢaması bilyalı değirmenlerde yapılır.Birim ağırlık için bilya yüzey alanı çubuklardan daha fazla oldukları için bilyalı değirmen ince öğütme için daha uygundur. Bunların uzunluk/çap oranı, L/D 1-1.5 ile sınırlıdır. Bu oran 3-5 arasında olduğunda değirmen tüp değirmen adını alır. Ġnce öğütmede ise 5 cm -2 cm lik bilya çapları ile bir karıĢım, Ģarj edilir. ġarj miktarı değirmen iç hacminin % 40-50 si kadardır. % 50 Ģarj miktarında enerji maksimum olur. Optimum değirmen hızı da Ģarj hacmi ile artar.

3.Çakıllı değirmen: Öğütücü ortam olarak metal çubuk veya bilya yerine çakıl kullanılır. Özellikle metal kirlenmeci istenmeyen durumlarda kullanılır. Çakıllar doğal olabildikleri gibi amaca uygun olarak üretilebilirler. Çakıl değirmen astarları, sileks veya seramik asatarlardır. Çakıl bilyadan daha hafif olduğundan çakıl değirmen daha az güç çekmektedir. Bu nedenle daha düĢük kapasitede olmaktadır. Çakıl değirmen boyutları daha büyük olabilir. 7x10 m boyutundan 11x24 m boyutuna kadar imal edilirler.Kritik hızın %17-23’ü oranında hıza sahiptirler.

4. Otojen değirmen:

Otojen öğütme: Tüvenan veya iri olarak kırılmıĢ cevherin herhangi bir öğütücü ortam kullanılmaksızın, bir değirmende öğütülmesi iĢlemini ifade eder.

Yarı-otojen öğütme: Tüvenan veya irice kırılmıĢ cevherin, bir değirmende, metal bilyaların da kullanılmasıyla öğütülmesidir.

Parça öğütülmesi: Ġri cevher parçalarının aynı cevherin ince tanelerini, bir değirmende öğütme iĢlemini belirlemek için kullanılır. Bu iĢlemin olabilmesi için öğütülecek cevherin ince kırma iĢleminden geçirilmesi gerekir.

Otojen değirmenlerin en belirgin özelliği, çapın uzunluğa oranının çok büyük olmasıdır. Çap/Uzunluk oranı > 5 olabilir.

Kuru ve YaĢ Öğütmenin KarĢılaĢtırması Güç sarfı: Öğütülen ton cevher baĢına güç sarfı yaĢ öğütmede da azdır. Kapasite: Birim değirmen hacmi baĢına yaĢ öğütmede daha fazladır. Astar ve Ortam Sarfiyatı: Kuru öğütmede daha azdır. Değirmen hızı: Sürtünmeler nedeniyle kuru öğütmede ortam değirmen kenarında daha yükseklere çıkar , bu nedenle kuru öğütmede değirmen hızı daha düĢük olabilir. Öğütücü Ortam Hacmi: YaĢ öğütmede değirmen hacminin %40-50’si, kuru öğütmede % 35-45’i kadar Ģarj konur. Ürün Kontrolü: YaĢ öğütmede, yaĢ klasifikasyon ve eleme yapılabildiği için öğütme ürününün daha yakın kontrolü mümkündür. Toz Problemi: YaĢ öğütmede ortadan kalkmaktadır.

ÖĞÜTME DEVRELERĠ

1. Açık Devre: Öğütülecek mal değirmenden bir defa geçer.

Değirmen

Değirmen

Besleme Ürün

2. Kapalı Devre: Değirmen çıkıĢı bir sınıflandırmaya tabi tutularak yeteri kadar öğütülmemiĢ mal tekrar değirmene verilir. Kapalı devrede iki farklı yol izlenmektedir.

a-) Öğütülecek mal, doğrudan değirmen giriĢine verilir.

Değirmen

Besleme

Ürün

Klasifikatör

b-) Yeni öğütülecek, değirmen çıkıĢındaki elek veya klasifikatöre beslenir. Böylece öğütme boyutundan ince malzeme değirmene girmeden ayrılmıĢ olur.

Değirmen

Besleme

Ürün

Klasifikatör

SINIFLANDIRMA

Cevher hazırlamada sınıflandırma iki Ģekilde yapılır. Eleme-Tane boyuna göre sınıflandırma Klasifikasyon veya Akımda sınıflandırma-Tanelerin akıĢkan bir ortam içindeki çökelme hızlarına göre yapılan sınıflandırmadır.

ELEME

Belirli boydan küçük ve büyük olan taneleri aynı ürünler halinde elde etmektedir. Endüstrinin hemen her dalında kuru ve yaĢ olarak uygulanan eleme iĢlemi tarif yönünden basitliği yanında uygulamada karĢılaĢılan problemleri açısından oldukça hassas ve önemli bir iĢlemdir. Genelde oldukça iri malzeme için yapılır, eleme boyutu küçüldükçe randıman hızla düĢer, büyük tonajda malzemenin elenmesi güçleĢir. Endüstriyel çapta eleme yaĢ olarak genelde 250 mikron’a kadar yapılır. Bu boyuttan daha küçük tanelerin sınıflandırılmasında çoğu kez klasifikatasyon uygulanır. Kuru eleme ise nadir hallerde 800 mikron altındaki malzeme için yapılır.

ELEMENĠN AMAÇLARI

•Ufalanacak malzemenin içindeki ince kısmı ayırarak, gereksiz yere ufalamayı ve enerji sarfiyatını önlemek, ufalama makinelerinin kapasite ve verimliliğini arattırmak.

•Kapalı devre ince kırma ve öğütme iĢlemlerinde iri malzemenin bir sonraki kademeye geçmesini önlemek.

•Belirli gravite zenginleĢtirme proseslerine yakın tane boyutunda sınıflandırılmıĢ besleme malı hazırlamak.

•Malzeme tüketim yerinin teknolojik gereği olan ebat gruplarına ayırarak tüketimi kolaylaĢtırmak veya mümkün kılmak.

ELEMENĠN GERÇEKLEġMESĠ ĠÇĠN TEMEL PRENSĠPLER

•Tanelerin birbirinden serbest halde olması.

•Sarsıntı veya dönme sonucu birleĢip topaklanmamaları.

•Her bir tanenin mümkün olduğunca deliklerle temas etmesi.

•Alta geçenlerin ve üstte kalanların aynı ürünler aynı ürünler halinde alınabilmesi.

Besleme malı

Elek altı

Elek üstü

Elek yüzeyi

Besleme kutusu

ELEME PERFORMANSI

Elek performansını tam olarak tanımlayan kesin bir metot yoktur. Ancak çoğu zaman kullanılan çeĢitli metotlar içinde en çok uygulanan elek performansı kriteri,belirli bir elek açıklığında elenebilen malzeme miktarına dayanan veya elde edilen ürünlerdeki yanlıĢ tasnif edilmiĢ malzeme miktarına dayanan verimdir.

C=Elek üstü ürün (ton/saat) c=Elek açıklığından Ġri malzeme(%)

F=Besleme malı (ton/saat) f=Elek açıklığından daha iri malzeme (%)

U=Elek altı ürün (ton/saat) u=Elek açıklığından iri malzeme (%)

Elek

f, c, u değerleri kullanılan endüstriyel elekle aynı elek açıklığına sahip bir laboratuvar eleği kullanılarak F, U, C ürünlerinin temsili numunelerinden saptanabilir (Verim %100 varsayılarak).

Böylece eleğin kütle balansı ; F=C+U (1)

Elek üstü malzemenin kütle balansı ; F.f=C.c+U.u (2)

Elek altı malzemenin kütle balansı ;

F(1-f)=C(1-c)+U(1-u) (3)

(1) ve (2) nolu denklemler uygun terimlerle çarpılıp birbirinden çıkarılarak;

u-c

f-c

F

U ve

u-c

u-f

F

C elde edilir.

Elek üstü üründeki elek açıklığından iri malzeme kazanma randımanı;

u)-f(c

u)-c(f

F.f

C.c (4)

Elek altı üründeki elek açıklandığından ince malzemenin kazanma randımanı;

u)-f)(c1(

f)-u)(c1(

f)-F(1

u)-U(1

(5)

(4) ve (5) bağıntıları eleği, elek altı ürünündeki iri malzemeyi ve elek üstü ürünündeki ince malzemeyi ayırma verimliliğini ölçmek için kullanılabilirler.

Eleğin toplam verimi ise (4) ve (5) eĢitliklerinin çarpılması ile elde edilebilir;

f)-1(u)-f(c

f)-u)(c-u)(1-c(fE

2 (6)

Eğer elek yüzeyinde kırık veya deforme olmuĢ bir elek açıklığı yok ise elek altı üründe elek açıklığından iri malzeme miktarı çok az veya hiç yoktur. u=0 varsayılarak (6) nolu eĢitlik ;

f)-c(1

f-cE (7) Ģeklinde basitleĢtirilebilir.

Bu formül elek altı ürünündeki ince malzemenin kazanma randımanını ve toplam elek verimini vermektedir. Burada elek üstü üründeki elek açıklığından iri malzemenin % 100 olduğu ifade edilmektedir.

Tromp eğrisi Eleme iĢleminin verimi Tromp eğrisi (veya partisyon eğrisi) nin eğimi ile de temsil edilebilir. Bu eğrinin çiziminde absiste besleme malının elek analizindeki ortalama tane irilikleri, ordinatta ise Tromp dağılım faktörleri yer alır. Bu faktör bir besleme malının içerdiği tane iriliği fraksiyonlarının hangi yüzde ağırlık oranında elek altına ve hangi yüzde ağırlık oranında elek üstüne gittiğini ifade etmektedir.

ELEK TĠPLERĠ

1. Sabit elekler

•Sabit ızgaralar

•Kavisli elekler

2. Hareketli elekler

•Dönen elekler-Tromeller

•Sarsıntılı elekler

•TitreĢimli-vibrör elekler

(Kavisli elek )

Elek üstü Elek altı

EĢikler

Besleme malı

Resim 11: Dönen elek

Tromel eleklerde kapasite

3/,:

/,:

,:

d

W18D

cmgrlağağırlıcevherözgüd

saattonkapasiteW

cmelekçapıD

Resim 12: Sarsıntılı elek

Resim 13: TitreĢimli elek

Genel Olarak Endüstride Kullanılan Elek Yüzeyleri

Paralel çubuk ve teller

Delikli saçlar

Örgülü teller

Paralel çubuk ve telli elek yüzeyleri

Çubuk Ģekilleri

Rima (Wedge-wire) elek yüzeyi

Delikli saç elek yüzeyleri

Kare ve dikdörtgen örgüler Örme Ģekilleri

Örgülü elek yüzeyleri

Farklı Ģekil, tane büyüklüğü ve özgül ağırlıktaki parçaların durgun veya har hangi bir yönde hareket eden akıĢkan bir ortam içinde çöktürülerek karıĢımın iki veya daha çok sayıda gruplara ayrılması iĢlemidir. AkıĢkan ortam genellikle su veya kuru malzeme istendiği hallerde havadadır.

Eleme ile sınıflandırmada tanelerin elek açıklıkları üzerinde herhangi bir kesit boyunca bir veya iki boyutundan yararlanılır. Klasifikasyonda ise iri kum boyutundan oldukça ince boyutlara kadar (1 mm-50 µm) malzemenin akıĢkan ortam içindeki çökelme hızları söz konusudur.

KLASĠFĠKASYON

KLASĠFĠKASYONDA TEMEL PRENSĠPLER

Hava ve su gibi bütün akıĢkanlar, içerisinde hareket eden cisme bir cisme bir direnç gösterirler. Bu direnç hızın bir fonksiyonudur. Hız artıkça direnç artar. Direnç kuvveti ile gravite kuvvetleri arasında dengeye eriĢildiğinde cismin ivmesi sıfır ve hızı sabit olur. Hareketin baĢlangıcından itibaren çok kısa bir sürede eriĢilen bu hıza terminal hız (Ut) adı verilir.

Serbest Çökme: Partiküllerin geniĢ bir hacim içerisinde birbirlerini etkilemeksizin çökelmesi haline (Süspansiyon katı konsantrasyonu düĢük, ağırlık olarak % 15 in altında) serbest çökelme Ģartları

denilmektedir. Çöken kısım

(Terminal hızları V den büyük olan taneler)

(Terminal hızları V den küçük olan taneler)

AkıĢ Hızı

V

Serbest çökmede, vizkoz direnç bölgesinde Stokes çökelme denklemi;

.18

)g.(.dU

-k

2

T

d: Partikül çapı g: Yerçekimi ivmesi : Cismin yoğunluğu : AkıĢkan ortam yoğunluğu µ: AkıĢkanın vizkozitesi

k

Küresel olduğu varsayılan bir partikülün laminar akıĢ bölgesinde terminal çökelme hızının hesaplanmasında kullanılmaktadır.

Türbülans akıĢ bölgesinde ise Newton çökelme denklemi;

)-3.d.g.(U

k

T kullanılmaktadır.

Stokes kanununun 50 mikrondan küçük partiküller, Newton kanununun ise 0.5 cm den daha büyük çaplı partiküller için geçerli olduğu deneysel olarak kanıtlanmıĢtır.

Engelli çökme: Pülp içinde katıların konsantrasyonu arttıkça pek çok partikül bir arada çökelmekte, Ģartlar değiĢmekte ve özellikle çökelen taneler ile yer değiĢtiren sıvının yukarı doğru hareketi çökelme koĢullarını etkilemektedir. Katı-sıvı karıĢımı halinde olan süspansiyonun çökelme hızı, tek bir partiküle nazaran azalmaktadır. Süspansiyon içindeki iri partiküller daha küçüklerin içinde hareket ettiklerinden, sistem bir ağır sıvı gibi davranmakta, akıĢkanın etkin vizkositesi ve yoğunluğu artmaktadır. Engelli çökme denilen bu duruma endüstriyel klasifikatörlerde genel olarak rastlanmaktadır. Engelli çökmenin karıĢık tabiatı nedeniyle, çökelme hızını tam olarak ifade eden bir formül yoktur.

Klasifikasyonda serbest ve engelli çökme Ģartlarının yaratılması halinde partiküllerin yoğunluk ve tane boyutuna göre diziliĢleri aĢağıdaki Ģekilde gösterilmektedir.

Serbest çökme Engelli çökme

KLASĠFĠKATÖR TĠPLERĠ

1-) DüĢey akımlı klasifikatörler (Hidrolik klasifikatörler).

2-) Yatay akımlı klasifikatörler.

a-) Hareketli kısımları olamayan yatay akımlı klasifikatörler. -Kum havuzları -Çökelme konileri -Spitz Kasten b-) Hareketli kısımları olan yatay akımlı klasifikatörler- Mekanik klasifikatörler. -Taraklı klasifikatörler -Spiral klasifikatörler

3-)Hidrosiklon

DÜġEY AKIMLI KLASĠFĠKATÖRLER

Bu tip klasifikatörler, çökelen partiküllere ters yönde ve pülpü oluĢturan suya ilave olarak verilen su akımı ile karakterize edilir. Genelde, arasından düĢey su akımı verilen bir seri ayırma kolanından ibarettir.

Su Su Su

Ġnce ürün

Orta ürün

Ġri ürün

(Hidrolik klasifikatör)

YATAY AKIMLI KLASĠFĠKATÖRLER

Bu tip klasifikatörde pülpü oluĢturan sudan baĢka ilave suya gerek yoktur. Ayırma iĢleminde mümkün olduğu kadar tane boyut farklılığından yararlanmak için serbest çökme Ģartlarında çalıĢırlar. Hareketli parçaların bulunup bulunmayıĢına göre iki alt gruba ayrılabilirler.

a-) Hareketli kısımları olamayan yatay akımlı klasifikatörler.

-Kum Havuzları: Belirli bir derinlikte ve dikdörtgen Ģeklinde bir havuzun kenarından su ile karıĢık olarak beslenen malzeme içinde bulunan tanelerden bir kısmı çökerek havuz dibinde toplanırken, çökmeyenler karĢı kenardan havuzu terk eder.

-Çökelme Konileri: Tepesi alta ve tabanı yatay konumda bir

koninin tabanı ortasından beslenen su ile karıĢık malzeme taban çevresine doğru yatay bir akımla taĢmaya sürüklenirken, belirli boyuttaki taneler çökmektedir. Koninin çıkıĢ ucu baĢlangıçta kapalı tutulur. Tank dolunca ince partiküllerin ve suyun taĢması baĢlar, çöken malzeme ise koni içinde bir tabaka oluĢturur ve Ģekilde görülen seviyeye kadar yükselir. Bu andan itibaren çıkıĢ deliği açılır ve çıkan miktara eĢit miktarda besleme yapılabilirse yatay akım hareketiyle sürekli bir klasifikasyon sağlanabilir.

Besleme

ÇıkıĢ

TaĢan kısım

-Spits Kasten: ġlam tankı

olarak bilinen bu cihaz, ince kum boyutlarında ayırma yapabilen tepesi aĢağıda, tabanı yukarıda ve yatay konumda pramit Ģeklinde bir çöktürme havuzu gibi düĢünülebilir. Bir üst kenar boyunca malzeme beslenerek karĢı kenardan taĢma temin olunur. Dipteki bir borudan da çöken malzeme boĢalır. Bazı tesislerde birkaç Spitz Kasten yan yana sıralı

olarak çalıĢtırılır.

Spits Kasten

Besleme

Malzeme çıkıĢı

b-) Hareketli kısımları olan yatay akımlı klasifikatörler- Mekanik klasifikatörler.

-Taraklı Klasifikatörler: Dibi düz ve belirli bir eğimle (% 12 kadar) konulmuĢ kenarları dik bir çöktürme tankı içinde çalıĢan bir veya birkaç tarak mekanizmasından ibarettir.

Taraklı Klasifikatörler

Resim 14: Taraklı Klasifikatör

-Spiral Klasifikatörler: Dibi spiral çevresine uyacak biçimde ĢekillendirilmiĢ ve belirli bir eğimde, kenarları genellikle dik bir çöktürme tankının içinde çalıĢan tek veya çift hatveli, bir veya iki spiralden oluĢur. Tek eksenli olanlara simplex, çift eksenli olanlara duplex adı verilmektedir.

Tank

Besleme giriĢi

BoĢalma

TaĢma

Spiral Klasifikatörler

MESH TO MICRON CONVERSION CHART

U.S. MESH INCHES MICRONS MILLIMETERS

3 0.2650 6730 6.730

4 0.1870 4760 4.760

5 0.1570 4000 4.000

6 0.1320 3360 3.360

7 0.1110 2830 2.830

8 0.0937 2380 2.380

10 0.0787 2000 2.000

12 0.0661 1680 1.680

14 0.0555 1410 1.410

16 0.0469 1190 1.190

18 0.0394 1000 1.000

20 0.0331 841 0.841

25 0.0280 707 0.707

30 0.0232 595 0.595

35 0.0197 500 0.500

40 0.0165 400 0.400

45 0.0138 354 0.354

50 0.0117 297 0.297

60 0.0098 250 0.250

70 0.0083 210 0.210

80 0.0070 177 0.177

100 0.0059 149 0.149

120 0.0049 125 0.125

140 0.0041 105 0.105

170 0.0035 88 0.088

200 0.0029 74 0.074

230 0.0024 63 0.063

270 0.0021 53 0.053

325 0.0017 44 0.044

400 0.0015 37 0.037

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/41/Typical_grading_sieve.jpg

HĠDROSĠKLON

Bir klasifikatör olarak bir çok tesiste öğütme devrelerinde mekanik klasifikatörlerin yerini alan hidrosiklon prensip yönünden diğer klasifikatörlerden farklıdır. Özellikle ince tane boyutlarındaki ayırma iĢlemlerinde çok etkili olan hidrosiklon genel olarak sınıflandırma, kıvamlaĢtırma ve zenginleĢtirme amaçlarıyla kullanılmaktadır.

Bir hidrosiklon ve çalıĢma mekanizması

Maden Ocağından

Üretilen Cevher

NAKLĠYE

DEPOLAMA

ZENGĠNLEġTĠRME ÖNCESĠ

ĠġLEMLER(Kırma, Öğütme, Boyutlandırma)

CEVHER HAZIRLAMA TESİSİ

ZENGĠNLEġTĠRME ĠġLEMLERĠ

Artık KonsantreDEĞERLĠ ÜRÜN DEĞERSĠZ ÜRÜN

KOYULAġTIRMASUSUZLANDIRMA

DEPOLAMA

NAKLĠYE

DĠĞER ĠġLEMLERizabe vs.

TESĠSTEN

UZAKLAġTIRMA

Artık Barajı

CEVHER HAZIRLAMA İŞLEMLERİNİN GENEL AKIM ŞEMASI

1.5. Cevher Hazırlamada Yararlanılan Mineral Özellikleri

A. Fiziksel Özellikler

Yoğunluk

Sertlik

Gevreklik

Yapı ve Kırılış Şekli

Renk ve Parlaklık

Manyetik Duyarlık

Elektrik İletkenliği

Fluoresans ve Fosforesans

B. Fiziko-Kimyasal Özellikler

Yüzey ve Ara Yüzey Özellikleri

C. Kimyasal Özellikler

Isıl Özellikleri

Farklı Çözünürlük

1.6. ZenginleĢtirme Yönteminin Seçimi

a) Cevherin İçerdiği Minerallerin Tanımı

b) Tanımlanan Minerallerin Özelliklerinin Saptanması

c) Zenginleştirmede Yararlanılacak Özellik Farklarının Belirlenmesi

d) Tane Serbestleşme Boyutunun Saptanması

e) Uygun Yöntem veya Yöntemlerin Belirlenmesi

YARARLANILAN MĠNERAL

ÖZELLĠKLERĠ ZENGĠNLEġTĠRME YÖNTEMLERĠ UYGULAMA

BOYUTU, mm KURU İŞLEMLER YAŞ İŞLEMLER

Dayanıklılık – Gevreklik

Yapı ve Kırılış Şekli

Isı ile Dağlama

BOYUTA GÖRE SINIFLANDIRMA ĠLE

ZENGĠNLEġTĠRME

Eleme -200 +0.5

Siklon -1.0 +0.02

Eleme -100 +0.1

Klasifikasyon -2.0 +0.05

Hidrosiklon -1 +0.001

Renk, parlaklık,

fluoresans, radyoaktivite,

manyetizma, iletkenlik,

Özgül Ağırlık, X-Işını

AYIKLAMA (TRĠYAJ) ĠLE ZENGĠNLEġTĠRME

Elle Ayıklama -300 +30

Otomatik Ayıklama -200 +5

Özgül Ağırlık, Yapı ve

Kırılış şekli, Sürtünme,

Isı ve Gözenekliliğin

Değişimi

ÖZGÜL AĞIRLIK FARKI (GRAVĠTE) ĠLE

ZENGĠNLEġTĠRME

Jig -5.0 +0.2

Sarsıntılı Masa -0.5 +0.1

Ağır Ortam Koni ve Tanbur -100 +1.0

Ağır Ortam Siklon -30 +0.5

Jig -25 +0.1

Sarsıntılı Masa -2.0 +0.05

Humprey Spirali -2.0 +0.1

MGS -0.1 +0.01

Reichert Konisi ve Spirali -2.0 +0.02

ZenginleĢtirme Yöntemleri, Yararlanılan Mineral Özellikleri ve Uygulama Boyutları

Manyetik Duyarlılık,

Isı ile Manyetikliğin

Değişimi

MANYETĠK AYIRMA ĠLE ZENGĠNLEġTĠRME

DüĢük Alan ġiddetli -100 +0.1

Yüksek Alan ġiddetli -10 +0.1

Nadir Topraklı Man. Ay. -100 +1.0

DüĢük Alan ġiddetli -3.0 +0.001

Yüksek Alan ġiddetli -3.0 +0.001

Elektrik İletkenlik ELEKTROSTATĠK AYIRMA ĠLE ZENGĠNLEġTĠRME -3.0 +0.1

Yüzey ve Ara Yüzey

Özellikleri

SALKIMLAġTIRMA ve DAĞITMA

(Flokülasyon ve Dispersiyon)

Seçimli SalkımlaĢtırma -0.02

FLOTASYON (Yüzdürme) -0.3 +0.01

Köpük Flotasyonu -0.3

Tabla Flotasyonu -1.0

Kolon Flotasyonu -0.1

AMALGAMLAġTIRMA -2.0

Farklı Çözünürlük,

Kimyasal Reaksiyon

KĠMYASAL ZENGĠNLEġTĠRME

Kalsinasyon -200

Kavurma -200

Siyanürasyon -0,075

KarıĢtırma Liçi -0.5

Yığın Liçi -100

Süzülme Liçi -50

ZenginleĢtirme Yöntemleri, Yararlanılan Mineral Özellikleri ve Uygulama Boyutları

-0.3 mm Sahil Kumlarında Bulunan Minerallerin Özellikleri

MİNERAL ÖZELLİKLER

ADI KĠMYASAL

FORMÜLÜ RENK

ÖZGÜL AĞIRLIK

MANYETĠK

DUYARLIK ELEKTRĠK ĠLETKENLĠK

RADYO-

AKTĠVĠTE SERTLĠK

KUVARS SiO2 Beyaz 2,65 -0.2

Dia Manyetik Yalıtkan Değil 7.0

RUTİL TiO2 Kahverengi 4,20 2.0

Para Manyetik İletken

Değil

6.25

İLMENİT FeTiO3 Siyah 4,75 162

Para Manyetik İletken

Değil

5.5

ZİRKON ZrSiO4 Beyaz 4,70 -0.3

Dia Manyetik Yalıtkan

Bazen

Radyoaktif 7.5

MONAZİT (La,Ce,Th)PO4

Kırmızı

Kahverengi 5,10

15

Para Manyetik Yalıtkan Radyoaktif 5.25

Sahil Kumu

Ağır Mineraller Hafif Mineraller

Rutil Kuvars

İlmenit

Monazit

Zirkon

Ġletkenler Yalıtkanlar

Rutil Monazit

İlmenit Zirkon

Manyetik Manyetik Olmayan Manyetik Manyetik Olmayan

İlmenit MonazitRuti l Zirkon

Serbest Taneler halinde kuvars, rutil,

zirkon, ilmenit, monazit içermekte

ÖZGÜL AĞIRLIK FARKI ĠLE

ZENGĠNLEġTĠRME

ELEKTOSTATĠK AYIRMA ĠLE

ZENGĠNLEġTĠRME

MANYETĠK AYIRMA ĠLE

ZENGĠNLEġTĠRME

MANYETĠK AYIRMA ĠLE

ZENGĠNLEġTĠRME

CEVHER HAZIRLAMA II

ZenginleĢtirmede Kullanılan Temel Devre Tertipleri

(Akım ġemaları)

İKİ ÜRÜNLÜ BASİT ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ

Boyut küçültme

Ocaktan Gelen Cevher

ZenginleĢtirme

Artık Konsantre

ARA ÜRÜNÜN GERİ DÖNDÜRÜLMESİNİ İÇEREN

ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ

Boyut küçültme

Ocaktan Gelen Cevher

ZenginleĢtirme

Artık KonsantreAra Ürün

ARA ÜRÜNÜN TEKRAR ÖĞÜTÜLMESİNİ İÇEREN

ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ

KABA ZENGİNLEŞTİRME, TEMİZLEME ve SÜPÜRMEYİ İÇEREN

ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ

Boyut küçültme

Ocaktan Gelen Cevher

Kaba

ZenginleĢtirme

Kaba Artık Kaba Konsantre

Boyut küçültme Boyut küçültme

Süpürme Temizleme

Nihai Artık Nihai Konsantre

TEK KADEMEDE

ARTIK ATILAN KADEMELİ

ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ

Ġri

Boyut Küçültme

Ocaktan Gelen Cevher

ZenginleĢtirmeArtık

Konsantre

Ara Ürün

Orta Dereceli

Boyut Küçültme

ZenginleĢtirme

Ġnce

Boyut Küçültme

ZenginleĢtirme

Ara Ürün

Kaba Konsantre

Kaba Konsantre

İKİ KADEMEDE KONSANTRE ALINAN KADEMELİ

ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ

Ġri

Boyut Küçültme

Ocaktan Gelen Cevher

ZenginleĢtirme

Artık

Küçük Boyutlu

Konsantre

Ġnce

Boyut Küçültme

ZenginleĢtirme

Ġri Boyutlu

KonsantreKaba Artık

İKİ KADEMEDE ARTIK ATILAN KADEMELİ

ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ

Boyut Küçültme

Ocaktan Gelen Cevher

ZenginleĢtirme

Ġri Artık Kaba Konsantre

Ġnce

Boyut Küçültme

ZenginleĢtirmeĠnce Artık

Konsantre

ZENGĠNLEġTĠRME SONUÇLARININ DEĞERLENDĠRĠLMESĠ

Gerek cevher hazırlama tesislerindeki zenginleştirme işlemlerinin denetimi

gerekse, laboratuvarda yapılan zenginleştirme deneyleri sonuçlarının

değerlendirilmesi, yapılan işlemlerin etkinliğinin belirlenmesi ve ekonomisi

açısından önem taşımaktadır.

Söz konusu değerlendirme, ya zenginleĢtirme formülleri denilen

formüller kullanılarak veya metalurjik denge çizelgesi oluşturularak

yapılmaktadır.

ZenginleĢtirme (Konsantrasyon) Formülleri:

Bu formüller, zenginleştirme işlemine giren cevher ve çıkan ürünlerin

(konsantre, artık) ağırlık ve değerli metal dengelerine dayanılarak

çıkarılmaktadır.

Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri:

Ġki ürünlü bir zenginleĢtirme iĢleminde kullanılan formüller:

B: Zenginleştirme İşlemine Beslenen Cevherin Ağırlığı

b: Zenginleştirme İşlemine Beslenen Cevherin değerli element

(veya bileşik) yüzdesi (Tenörü)

K: Konsantrenin Ağırlığı

k: Konsantrenin Tenörü

A: Artığın Ağırlığı

a: Artığın Tenörü

Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri:

B (b-a) = K (k-a) (4)

bulunur. Aynı şekilde (1) denkleminin iki tarafı k ve b ile çarpılıp

(2) denklemi ile taraf tarafa çıkarıldığında:

B (k-b) = A (k-a) (5)

K (k-b) = A (b-a) (6)

denklemleri elde edilir. (4), (5) ve (6) denklemlerinden yararlanılarak:

Ağırlık ve değerli metal dengelerini yazarsak:

B = K + A (1)

B.b = K.k + A.a (2)

denklemleri, (1) denkleminin her iki tarafı a ile çarpıldığında,

B.a = K.a + A.a (3)

denklemi elde edilmektedir. (2) ve (3) denklemleri taraf tarafa çıkarılarak,

Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri:

ab

akKB

bk

akAB

ak

abBK

bk

abAK

ak

bkBA

ab

bkKA

(7)

(9)

(8)

(10)

(11)

(12)

Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri:

Zenginleştirme oranı, (4) No.’lu denklemden yararlanılarak, değerli metal % leri ile de hesaplanabilir:

(14)

ZenginleĢtirme (Konsantrasyon) Oranı: Zenginleştirme işlemine beslenen cevher ağırlığının, elde edilen konsantrenin

ağırlığına oranına zenginleĢtirme oranı (Z) denir.

(13)

K

BZ

ab

ak

K

BZ

Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri:

Metal Kazanma Verimi: Zenginleştirme işlemine beslenen cevherde bulunan değerli metal miktarına göre,

konsantrede toplanan değerli metal yüzdesine verim (V) denir.

Cevherdeki değerli metal miktarı B.b, konsantredeki ise K.k, olduğuna göre, Metal

Kazanma Verimi:

(15)

100..

.%

bB

kKV

şekilde belirtilebilir. K/B=1/Z=b-a/k-a yazıldığında, Metal verimi, çeşitli

ürünlerdeki metal yüzdelerine göre:

(16)

100.)(

)(%

akb

abkV

100%

AgirligiMetalDegerliCevherdekiBeslenen

AgirligiMetalDegerliekiKonsantredV

Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri:

Metal Kaybı:

Zenginleştirme işlemine beslenen cevherde bulunan değerli metal miktarına göre,

artıkla atılan değerli metal yüzdesine metal kaybı (j) denir.

(17)

100..

.%

bB

aAj

veya

% j = 100 – V (18)

olarak hesaplanır.

İkiden fazla ürün elde edilen zenginleştirme işlemlerinin sonuçları da, aynı esaslara

dayanılarak çıkartılan formüller ile değerlendirilmektedir.

Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri:

Ġki ayrı konsantre üretilen bir işlem gözönüne alınırsa;

K1 x mineralinin toplandığı konsantrenin ağırlığı

k1x x minerali konsantresinde x ile ilgili metal %’si

k1y x minerali konsantresinde y ile ilgili metal %’si

K2 y mineralinin toplandığı konsantrenin ağırlığı

K2x y minerali konsantresinde x ile ilgili metal %’si

K2y y minerali konsantresinde y ile ilgili metal %’si

B Beslenen cevher ağırlığı

bx Beslenen cevherde x minerali ile ilgili metal %’si

by Beslenen cevherde y minerali ile ilgili metal %’si

A Atılan artığın ağırlığı

ax Artıkda x minerali ile ilgili metal %’si

ay Artıkda y minerali ile ilgili metal %’si

olduğuna göre, ağırlık dengesi aşağıdaki gibidir:

B = K1+ K2 +A (19)

Zenginleştirme (Konsantrasyon) Formülleri:

B bx = K1 k1x + K2 k2x + A ax (20)

B by= K1 k1y + K2 k2y + A ay (21)

x ve y mineralleri ile ilgili metal dengesi yazıldığında:

denklemleri elde edilir. x minerali için zenginleĢtirme oranı (Zx):

(22)

akkbakkb

akkkakkk

KZ

xxyyyyxx

xxyyyyxx

x

B

2222

221221

1

100100

221221

2222111%

akkkakkkb

akkbakkbk

bB

kKV

xxyyyyxxx

xxyyyyxxx

x

xx

x minerali için metal kazanma verimi (Vx) ise :

(23)

Y minerali için de aynı şekilde Zy ve Vy formülleri yazılabilir.

ZENGĠNLEġTĠRME SONUÇLARININ

DEĞERLENDĠRĠLMESĠ

CEVHER HAZIRLAMA II

Metalurjik Denge Çizelgesi

ÜRÜNLER

AĞIRLIK %

Zn (3)

DAĞILIM

Ton

(1)

% (2)

Ton (4)

%

(5)

KONSANTRE 65.0 10.8 58.8 38.22 92.25

ARTIK 535.0 89.2 0.6 3.21 7.75

BESLENEN

CEVHER 600.0 100.0 6.9 41.43 100.00

Metalurjik Denge Çizelgesi

(4) no.lu kolonun hesaplanması:

(5) no.lu kolonun hesaplanması:

65,0 x 0,588 = 38,22 535,0 x 0,006 = 3,21

(38,22 / 41,43) x 100 = 92,25 (3,21 / 41,43) x 100 = 7,75

Deneye Beslenen Cevherin Zn Ġçeriğinin Hesaben Bulunması:

37,53 / 600,0 x 100 = 6,25

ZenginleĢtirme oranı da,

formülü kullanılarak,

olarak bulunur.

K

BZ

9 2 . 65

600 Z

ÖRNEK

% 21.3 Fe içeren ve değerli minerali manyetit olan demir cevherinin

1000 gr’lık temsili numunesi üzerinde, aşağıdaki akım şemasına göre

yapılan deneyin sonuçları, akım şeması üzerinde gösterilmektedir.

CEVHER

BOYUT KÜÇÜLTME

Konsantre Kaba Artık

2. ZENGİNLEŞTİRME

(Süpürme)

Ara ÜrünNihai Artık

1. ZENGİNLEŞTİRME

220 gr

% 68.6 Fe

700 gr

% 5.5 Fe

40 gr

% 44.0 Fe

1000 gr % 21.3 Fe

ÜRÜNLER AĞIRLIK %

Fe

DAĞILIM

gr % gr %

KONSANTRE 220 22.9 68.6 150.9 72.9

ARAÜRÜN 40 4.2 44.0 17.6 8.5

ARTIK 700 72.9 5.5 38.5 18.6

BESLENEN CEVHER (Hesaplanan)

960 100.0 21.56 207.0 100.0

Deney Sonuçlarını Gösteren Metalurjik Denge Çizelgesi

ÜRÜNLER AĞIRLIK %

Fe

DAĞILIM

gr % gr %

KONSANTRE 244.4 25.4 68.6 167.7 81.0

ARTIK 715.6 74.6 5.5 39.3 19.0

BESLENEN CEVHER (Hesaplanan)

960.0 100.0 21.56 207.0 100.0

Tesise Uyarlanan Metalurjik Denge Çizelgesi

3.93 4 . 244

960

K

B Z

olarak hesaplanmaktadır.

3.93

06 . 16

1 . 63

5 . 5 56 . 21

5 . 5 6 . 68

a b

a k Z

% 81 100 . ) 5 . 5 6 . 68 ( 56 . 21

) 5 . 5 56 . 21 ( 6 . 68 100 .

) (

) (

a k b

a b k V

Zenginleştirme Oranı

Metal Kazanma Verimi

PROBLEM:

Bir mangan cevheri üzerinde yapılan zenginleştirme işlemleri sonucu

aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir. Tesiste günde 500 ton cevher işlenmekte

olduğuna göre;

Ürünler Miktar (kg) Mn (%)

İri Konsantre 2,8 50,0

İnce Konsantre 1,0 51,0

İnce ara ürün 2,0 25,0

İnce artık 4,0 14,0

Toplam 9,8

a-)Ara ürünün konsantreye katılması durumunda tesiste elde edilecek toplam

konsantre miktarını ve tesis verimini bulunuz.

b-) Ara ürünün dağıtılması (konsantre ve artığa) durumunda tesiste elde

edilecek toplam konsantre miktarını ve tesis verimini bulunuz.

ÇÖZÜM:

a-) Ara ürünün konsantreye katılması durumu;

Ürünler Miktar (kg) Miktar(%) Mn (%)

İri Konsantre 2,8 28,57 50,0

İnce Konsantre 1,0 10,20 51,0

İnce ara ürün 2,0 20,41 25,0

İnce artık 4,0 40,82 14,0

TOPLAM 9,8 100,0 30,31

İnce ara ürün + ince konsantre = yeni ince konsantre dir.

Ürünler Miktar (kg) Miktar(%) Mn (%)

İri Konsantre 2,8 28,57 50,00

İnce Konsantre(yeni) 3,0 30,61 33,67

İnce artık 4,0 40,82 14,00

Toplam 9,8 100,00 30,31

Toplam Konsantre= iri kons + ince kons. dir. (%28,57+30,61=59,18)

Ürünler Miktar (kg) Miktar(%) Mn (%)

Konsantre 5,8 59,18 41,56

İnce artık 4,0 40,82 14,00

Toplam 9,8 100,00 30,31

Toplam Kons = 500* 0,5918 = 295,90 ton

Verim = (295,90*0,4156 x 100)/(500 x 0,3031)

= %81,15

b-) Ara ürünün dağıtılması durumu;

Ürünler Miktar (kg) Miktar(%) Mn (%) İri Konsantre 2,8 28,57 50,0 İnce Konsantre 1,0 10,20 51,0 İnce ara ürün 2,0 20,41 25,0 İnce artık 4,0 40,82 14,0 TOPLAM 9,8 100,0 30,31

2 * 0,25 = x *0,51 +(2-x)* 0,14

x = 0,6 kg (konsantreye katılacak miktar)

2 - 0,6 = 1,4 kg (artığa katılacak miktar)

Ürünler Miktar (kg) Miktar(%) Mn (%) İri Konsantre 2,8 28,57 50,00 İnce Konsantre 1,6 16,33 51,00 İnce artık 5,4 55,10 14,00 Toplam 9,8 100,00 30,31

Toplam Kons= iri kons + ince kons. dir. (%16,33+28,57 = 44,90)

Ürünler Miktar (kg) Miktar(%) Mn (%)

Top. Konsantre 4,4 44,90 50,33

İnce artık 5,4 55,10 14,00

Toplam 9,8 100,00 30,31

Toplam Konsantre = 500 * 0,4490 = 224,5 ton

Verim = (224,5* 0,5033 *100)/ (500 * 0,3031)

= % 74,56

Çubuklu Değirmen

içinden bir görünüm