HEMATİT/LİMONİT İÇEREN BİR DEMİR CEVHERİNİN ZENGİNLEŞTİRME OLANAKLARININ İNCELENMESİ
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Maden Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: BERK BUDAK
Danışman: Özgür Özcan
Özet:Bu çalışmada, Malatya ili Hekimhan bölgesi sınırları içerisinde bulunan bir demir madeninin eski cevher üretim basamaklarından alınan temsili numune ile cevherin zenginleştirme davranımının belirlenmesine yönelik kapsamlı çalışmalar yürütülmüştür. Detaylı karakterizasyon çalışmaları sonucunda tüvenan cevherin %50,56 gibi yüksek bir toplam Fe tenörüne sahip olmasına karşılık, önemli ölçüde safsızlık içerdiği tespit edilmiştir. Detaylı mineral serbestleşme analizi (MLA) sonuçları ile cevher numunesi içerisindeki ana demir kaynağının hematit ve limonit (götit) olduğu belirlenmiştir. Cevher içerisinde ana safsızlık olarak kuvars ve K feldispat (≌%11) ve daha düşük oranlarda biyotit, muskovit, Si-Al kil mineralleri ile Fe Oksit/Hidroksit kil karışımlarının bulunduğu saptanmıştır. Analiz edilen en ince fraksiyonunda (-75+25 μm) dahi ikili ve üçlü bağlı tane oranının yüksek olduğu görülmüştür. Davis tüp testi ve Satmagan analizleri ile cevherin yaklaşık olarak %4 manyetit içerdiği belirlenmiştir. Düşük alan şiddetli yaş manyetik ayırma yöntemi ile tüvenan cevherden %65.57 Fe tenörüne sahip bir konsantre %7.26 Fe verimi ile elde edilebilmiştir. Cevher numunesinin yerçekimiyle zenginleştirme davranımının belirlenmesi amacıyla, -30+20 mm, -20+10 mm, -10+5 mm, -5+1 mm, -1+0.5 mm ve -0.5+0.212 mm boyut fraksiyonlarına farklı yoğunluklarda ağır sıvı testleri yapılmıştır. Ağır sıvı test sonuçları, elde edilen -30+10 mm ve -10+0.212 mm konsantrelerin yüksek tenörlü cevherler ile paçallanarak demir çelik endüstrisinde kullanılabilir özelliklere sahip olduğunu göstermiştir. Her iki konsantre içerisinde limit değerleri aşan başlıca safsızlıklar ise Al2O3, TiO2, Ni ve toplam alkali miktarını ifade eden (K2O+ Na2O) olarak belirlenmiştir. Numunenin ince boyda zenginleştirme davranımının belirlenmesine yönelik yerçekimi ile zenginleştirme, manyetik ayırma, hidrolik sınıflandırma, seçimli salkımlaştırma ve flotasyon yöntemlerinin birlikte ve kademeli kullanıldığı 3 farklı deneysel yöntem uygulanmıştır. Bu yöntemler arasında tüvenan cevhere göre en fazla konsantre (%69.59) ve en yüksek demir verimi (%80.39) yerçekimi ile zenginleştirmeyi takiben gerçekleştirilen manyetik ayırma aşamalarında elde edilmiştir. İnce öğütme ve takiben seçimli salkımlaştırma çalışmaları ile elde edilen nihai konsantrenin toplam Fe tenöründe artış ve safsızlık değerlerinde düşüş görülmesine karşın toplam demir veriminde (%44.07) ve elde edilen konsantre miktarında (%37.26) ciddi bir düşüş yaşanmıştır. En yüksek kalitedeki ürün ise tüvenan cevherin -53 μm'ye öğütülmesi sonucu gerçekleştirilen yüksek alan şiddetli yaş manyetik ayırma testi sonucunda elde edilmiştir. Bu koşulda tüvenan cevherin ağırlıkça %64.20'si %60.94 Fe tenörü ve %77.09 Fe verimi ile kazanılmıştır. Sinter/pelet üretimine yönelik çalışmalarda cevher numunesi üzerinde birçok fiziksel ve fiziko kimyasal zenginleştirme yöntemi farklı boylarda tek tek ve bir arada kullanılmıştır. Deneysel çalışmalar kapsamında pelet kalitesine en yakın özelliklerdeki konsantre ise %60.94 Fe tenörü ve %77.09 Fe verimi ile elde edilmiştir. Bu sonuç, cevher mineralojisin ve tanelerin bağlılık ilişkilerinin en ince boylarda dahi karmaşık olduğunun göstergesidir. Tüm konsantrelerdeki benzer SiO2, K2O ve Al2O3 değerleri kuvars ve K-feldispat taneleri ile hematit ve Fe oksit/hidroksit tanelerinin ikili bağlılık durumunun tüm boyut fraksiyonlarında devam ettiğinin açık bir göstergesidir. Benzer şekilde Al2O3 içeriğinin de yüksek değerlerde kalması Fe Oksit/Hidroksit kil karışımlarının yetersiz serbestleşmesi ile ilişkilendirilmektedir.