UKUROVA NVERSTES FEN BLMLER ENSTTS

YKSEK LSANS TEZ Sultan MEK

DK TENRL MANGAN CEVHERLERNN ZENGNLETRLMESNN ARATIRILMASI

MADEN MHENDSL ANABLM DALI

ADANA, 2011

UKUROVA NVERSTES FEN BLMLER ENSTTS DK TENRL MANGAN CEVHERLERNN ZENGNLETRLMESNN ARATIRILMASI Sultan MEK YKSEK LSANS TEZ MADEN MHENDSL ANABLM DALI

Bu Tez --/--/2011 Tarihinde Aadaki Jri yeleri Tarafndan Oybirlii/Oyokluu ile Kabul Edilmitir.

.....................

.

.........................Do. Dr. Suphi URAL

Prof. Dr. Oktay BAYAT

Prof. Dr. Mehmet YILDIRIM

DANIMAN

YE

YE

...............................

..

Yrd. Do. Dr. Hseyin VAPUR

Yrd. Do. Dr. ner Yusuf TORAMAN

YE

YE

Bu Tez Enstitmz Maden Mhendislii Anabilim Dalnda hazrlanmtr. Kod No:

Prof. Dr. lhami YENGL Enstit Mdr

Bu alma . . Aratrma Projeleri Birimi Tarafndan Desteklenmitir. Proje No: MMF2009YL64Not: Bu tezde kullanlan zgn ve baka kaynaktan yaplan bildirilerin, izelge ve fotoraflarn kaynak gsterilmeden kullanm, 5846 sayl Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hkmlere tabidir.

Z YKSEK LSANS TEZ DK TENRL MANGAN CEVHERLERNN ZENGNLETRLMESNN ARATIRILMASI Sultan MEK UKUROVA NVERSTES FEN BLMLER ENSTTS MADEN MHENDSL ANABLM DALI Danman Jri :Prof. Dr. Oktay BAYAT Yl: 2011, Sayfa : 103 :Prof. Dr. Oktay BAYAT :Prof. Dr. Mehmet YILDIRIM :Do. Dr. Suphi URAL :Yrd. Do. Dr. Hseyin VAPUR :Yrd. Do. Dr. ner Yusuf TORAMAN

Bu almada, Antalya ve Yahyal-Kayseri blgelerinden alnan mangan cevherlerinin; Sallantl masa, MGS (Multi Gravity Seperator), PERMROLL kuru manyetik ayrma, Flotasyon ve Kimyasal li yntemleri uygulanarak zenginletirilebilirlii aratrlmtr. Yaplan XRD analizleri sonucunda, Antalya numunesinin balca; Kuvars, Manganit ve Pirolusit mineralleri, Kayseri numunesinin ise balca; Kuvars, Hematit, Gtit, Todorokit, Mangan Oksit minerallerini ierdii tespit edilmitir. Deneysel almalar sonucunda bu cevherlerlerden satlabilir konsantre retmek mmkn olmamtr. Ancak MGS deneysel almasnda tespit edilen optimum koullarda (-0,106 mm tane boyutu, 4o eim, 3 L/dk ykama suyu, 2.2 L/dk besleme hz ve 180 dev/dk tambur dnme hz) yaplan deneyler sonucunda Antalya numunesinden %41,24 Mn ve %78,71 verim ile MGS konsantresi elde edilmitir. Kayseri numunesi kullanlarak yaplan kimyasal li deneysel almasnda ise belirlenen optimum koullarda (1/12 kat oran, 0,4 M H2O2, 3 M HCl deriiminde, 95 oC scaklkta, 1/12 kat orannda ve 120 dk li sresi) yaplan deneylerin sonucuna gre Mn zeltiye alma verimi %99,18 olarak tespit edilmitir. Anahtar Kelimeler: Mangan cevheri, Sallantl masa, MGS, PERMROLL kuru manyetik ayrc, Kimyasal li

I

ABSTRACT MSc. THESIS INVESTIGATION OF LOW GRADE MANGANESE ORES ENRICHMENT Sultan MEK UKUROVA UNIVERSITY INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES DEPARTMENT OF MINING ENGNEERING Supervisor : Prof. Dr. Oktay BAYAT Year: 2011, Pages: 103 Jury : Prof. Dr. Oktay BAYAT : Prof. Dr. Mehmet YILDIRIM : Assoc. Prof. Dr. Suphi URAL : Assist. Prof. Dr. Hseyin VAPUR : Assist. Prof. Dr. ner Yusuf TORAMAN In this study, processing of manganese ores taken from Antalya and Kayseri Yahyal areas was investigated applying Shaking Tables, MGS (Multi Gravity Seperator), PERMROLL Dry Magnetic Seperator, Flotation and Chemical Leaching methods. Sample characterization by XRD showed that the presence of a variety of minerals mainly; Quartz, Manganite and Pyrolusite in Antalya sample and Quartz, Hematite, Goethite, Todorokite, Manganosite in Kayseri sample. According to experimental results a saleable concentrate is not obtained applying the methods mentioned above. However, at the optimum conditions (-0,106 mm particle size, 180 rpm speed, 4o incline degree, 2.2 L/min feed rates, 15% pulp density) of MGS for Antalya sample, a concentrate was obtained with 41.24% Mn, yield 78.71%. At the optimum conditions (1/12 solid rate, 0.4 M H2O2, 3 M HCl rate, 95 oC temperature, 1/12 pulp density and 120 minutes leaching time) of chemical leaching for Kayseri sample, leaching yield was 99.18%. Key Words: Manganese ore, Shaking Table, MGS, PERMROLL Dry Magnetic Separator, Chemical Leaching

II

TEEKKR

Deneysel almalarda bana gerekli alma ortam salayan ve bilgileriyle bana yol gsteren danman hocam Prof. Dr. Oktay BAYATa teekkr ederim. Ayrca; deneysel almalarda ihtiya duyduum her konuda bana yardmc olduklar iin bata ukurova niversitesi, Mhendislik Mimarlk Fakltesi, Maden Mhendislii Blm Bakan Prof. Dr. Adem ERSOY olmak zere tm blm alanlarna, Deneysel almalarda laboratuarlarn bana atklar, gerekli cihazlar kullanmam saladklar iin Dokuz Eyll niversitesi, Maden Mhendislii Blmne, Do. Dr. Tayfun EK ve arkadalarna, Deneysel almalarda laboratuarlarn bana atklar, gerekli cihazlar kullanmam saladklar iin stanbul Teknik niversitesi, Cevher Hazrlama Mhendislii Blmne, Prof. Dr. M. Sabri ELK ve alanlarna, Tezimin her aamasnda yardm ve desteini esirmeyen Teknisyen Erturul ANAKIya, Tezimin her aamasnda yardm ve desteini esirmeyen Ar. Gr. Mahmut ALTINER, Seda DEMRC, Gler BAYAR, Zehra ALTINELEP, Soner TOP, Burin KAYMAKOLU ve Esma EKCye, Bugne kadarki hayatm boyunca her an yanmda olduklarn bildiim, benden maddi manevi desteklerini hi esirgemeyen aileme teekkr bir bor bilirim.

III

NDEKLER

SAYFA

Z .............................................................................................................................I ABSTRACT ............................................................................................................ II TEEKKR ........................................................................................................... III NDEKLER ....................................................................................................... IV ZELGELER DZN ........................................................................................ VIII EKLLER DZN ................................................................................................. X SMGELER VE KISALTMALAR ....................................................................... XII 1. GR ................................................................................................................... 1 1.1. Genel Bilgiler................................................................................................ 3 1.2. nemli Mangan Yataklar ve Oluumlar ....................................................... 6 1.2.1. Volkanik ve Volkano-Sedimanter Birimler indeki Mangan Yataklar.............................................................................................. 6 1.2.2. Ofiyolitik ve Epiofiyolitik Kayalar ile lgili Yataklar .......................... 6 1.2.3. Taneli Tortul Kayalarla likili (Nikopol Tipi) Mn Yataklar ................ 7 1.2.4. Karbonatl Kayalarla likili (Morocco Tipi) Mn Yataklar ................. 7 1.2.5. Okyanus Tabanlarndaki Gncel Mnli Yumrular ................................. 7 1.2.6. Bataklk ve Gl Ortamlarnda Olumu Mangan Yataklar.................... 8 1.2.7. Kimyasal Kalnt Tipi Mn Yataklar ..................................................... 8 1.3. Trkiye Mangan Yataklar ............................................................................. 9 1.4. Mangan Rezervleri ....................................................................................... 10 1.4.1. Dnya Mangan Rezervleri .................................................................. 10 1.4.2. Trkiye Mangan Rezervleri ................................................................ 11 1.5. Manganezin Ekonomik nemi ..................................................................... 13 1.6. Kullanm Alanlar ........................................................................................ 18 1.7. Mangan Konsantrelerinde Aranan zellikler ................................................ 19 1.8. Mangan Cevherlerini Zenginletirme Yntemleri ......................................... 20 1.8.1. Elle Ayklama ile Manganez Zenginletirmesi .................................... 21 1.8.2. Mekanik zellik Farklarna Dayal Zenginletirme ............................. 21 1.8.3. Ykama Tesislerinde Manganez Zenginletirmesi ............................... 21

IV

1.8.4. Ufalama Snflandrma ile Manganez Zenginletirmesi ....................... 21 1.8.5. Gravite ile Manganez Zenginletirmesi............................................... 22 1.8.6. Sallantl Masalarla Zenginletirme..................................................... 22 1.8.7. Multi Gravite Ayrcs (MGS) ile Zenginletirme .............................. 26 1.8.7.1. MGS Tasarm zellikleri ....................................................... 29 1.8.8. Flotasyonla Manganez Zenginletirmesi ............................................. 31 1.8.8.1. Manganez Oksitler ................................................................. 32 1.8.8.2. Karbonatlar ............................................................................ 34 1.8.8.3. Silikatlar ................................................................................ 35 1.8.9. Manyetik zellik Farklarna Gre Manganez Zenginletirmesi........... 35 1.8.9.1. Kalc Mknatsl Rulo Tipi Manyetik Ayrc ......................... 37 1.8.9.1.(1). RE Manyetik Ayrclarn zellikleri ................... 39 1.8.9.1.(2). alma Parametreleri .......................................... 41 1.8.9.1.(3). Rulo Dn Hz .................................................. 42 1.8.9.1.(4). Besleme Tane Boyutu .......................................... 42 1.8.9.1.(5). Blc Bak Ayar.............................................. 43 1.8.9.1.(6). Manyetik Rulo Konfigrasyonu ........................... 43 1.8.9.1.(7). Besleme Hz........................................................ 44 1.8.9.1.(8). Aama Says. ...................................................... 44 1.8.9.2. RE Manyetik Ayrclarn Avantajlar. .................................... 45 1.8.10. Kalsinasyon Kavurmas ile Manganez Zenginletirmesi ................... 45 1.8.11. Li ile Manganez Zenginletirme ...................................................... 46 1.8.11.1. Li Yntemleri ................................................................... 46 1.8.11.1.(1). Yma Lii .................................................... 46 1.8.11.1.(2). Yn Lii ...................................................... 47 1.8.11.1.(3). Yerinde Li ................................................... 49 1.8.11.1.(4). Tank Lii....................................................... 51 2. NCEK ALIMALAR ................................................................................... 53 3. MATERYAL VE METOD ................................................................................. 59 3.1. Manganez Numunesinin Hazrlanmas ......................................................... 59 3.2. Kimyasal Analiz .......................................................................................... 59

V

3.3. Sallantl Masa Deneyleri ............................................................................. 61 3.4. MGS Deneyleri ............................................................................................ 62 3.5. Flotasyon Deneyleri ..................................................................................... 63 3.6. Manyetik Ayrma Deneyleri ......................................................................... 65 3.7. Li Deneyleri ............................................................................................... 68 4. ARATIRMA BULGULARI ............................................................................. 71 4.1. Numunelerin Karakterizasyonu .................................................................... 71 4.2. Sallantl Masa Deneyleri ............................................................................. 74 4.3. MGS Deneyleri ............................................................................................ 75 4.4. Flotasyon Deneyleri ..................................................................................... 79 4.5. Manyetik Ayrma Deneyleri ......................................................................... 82 4.6. Li Deneyleri ............................................................................................... 83 4.6.1. Yates Deneysel Dzen Teknii ........................................................... 83 4.6.2. Deney Sonular ve Anova Analizi ..................................................... 86 4.6.3. Optimizasyon Deneyleri ..................................................................... 92 SONULAR VE NERLER ................................................................................ 95 KAYNAKLAR ....................................................................................................... 97 ZGEM ......................................................................................................... 103

VI

VII

ZELGELER DZN

SAYFA

izelge 1.1. Cevher hazrlama ve zenginletirme proseslerinin snflandrlmas ....... 2 izelge 1.2. nemli Manganez mineralleri ............................................................... 4 izelge 1.3. Dnya Manganez retimi, rezervleri ve baz rezervleri ......................... 11 izelge 1.4. Trkiye Manganez cevheri rezervleri .................................................. 12 izelge 1.5. ABDde Manganezin kullanm alanlar ............................................... 19 izelge 1.6. Yerinde li ynteminin olumlu ve olumsuz ynleri.............................. 50 izelge 1.7. Yamurlama ve enjeksiyon yntemleri................................................ 51 izelge 3.1. Yates li deney sralama dzenei ....................................................... 70 izelge 4.1. XRD analizi sonucunda Antalya numunesinde tespit edilen bileikler ........................................................................................... 71 izelge 4.2. XRD analizi sonucunda Kayseri numunesinde tespit edilen bileikler ........................................................................................... 72 izelge 4.3. Antalya numunesi (tvanan cevher) kimyasal bileimi ........................ 72 izelge 4.4. Kayseri numunesi (tvanan cevher) kimyasal bileimi......................... 73 izelge 4.5. Sallantl masa rnleri kimyasal bileimleri ....................................... 75 izelge 4.6. Antalya numunesi ( -0,106 mm) MGS sonular .................................. 76 izelge 4.7. Kantitatif faz (mineralojik) analizi sonular........................................ 76 izelge 4.8. Antalya numunesi MGS konsantresi kimyasal bileimi........................ 77 izelge 4.9. Antalya numunesi MGS artk kimyasal bileimi .................................. 77 izelge 4.10. Kayseri Numunesi (-0,106 mm) MGS sonular ................................ 79 izelge 4.11. 1 Nolu deney koullarna gre yaplan flotasyon deney sonular ..... 80 izelge 4.12. 1 Nolu deney koullarna gre yaplan Kmlatif flotasyon deney sonular ........................................................................................... 81 izelge 4.13. 2 Nolu deney koullarna gre yaplan flotasyon deney sonular ..... 81 izelge 4.14. 2 Nolu deney koullarna gre yaplan Kmlatif flotasyon deney sonular ................................................................................. 82 izelge 4.15. (-2,8 +1) mm tane boyutunda yaplan kuru manyetik ayrma deney sonular ................................................................................. 82

VIII

izelge 4.16. (-1 +0,5) mm tane boyutunda yaplan kuru manyetik ayrma deney sonular ........................................................................................... 83 izelge 4.17. (-0,5 +0,150) mm tane boyutunda yaplan kuru manyetik ayrma deney sonular ........................................................................................... 83 izelge 4.18. Deiken parametrelerin deer aralklar ........................................... 84 izelge 4.19. Deikenlerin Yates tekniine gre sralan .................................... 85 izelge 4.20. Mangan numunesi deney sonular ve ANOVA analizi ..................... 89 izelge 4.21. Yar kantitatif element analizi sonucunda li artndan elde edilen sonular .................................................................................. 91 izelge 4.22. XRD analizi sonucunda li artndaki tespit edilen bileikler............ 92 izelge 4.23. Optimizasyon Parametrelerinin Belirlenmesi ..................................... 93 izelge 4.24. Optimizasyon Deney Sonular ....................................................... 93

IX

EKLLER DZN

SAYFA

ekil 1.1. Manganit ................................................................................................... 5 ekil 1.2. Pirolusit .................................................................................................... 5 ekil 1.3. Psilomelan ................................................................................................ 5 ekil 1.4. Rodokrozit ................................................................................................ 5 ekil 1.5. Braunit ...................................................................................................... 6 ekil 1.6. Todorokite ............................................................................................... 6 ekil 1.7. Akan su tabakasnda kat hareketi zerindeki eik etkisi ......................... 23 ekil 1.8. Wilfley Tipi Sallantl Masa .................................................................... 24 ekil 1.9. MGS nitesi ematik grnm .............................................................. 26 ekil 1.10. Mozley Multi Gravite Ayrc ................................................................ 29 ekil 1.11. Endstriyel lekli rulo tipi kuru manyetik ayrc ................................. 38 ekil 1.12. Rulo tipi kuru manyetik ayrcnn temsili kesit grnm .................... 38 ekil 1.13. Rulo tipi manyetik ayrcnn yandan ematik grnm ....................... 40 ekil 1.14. Permroll manyetik ayrcnn manyetik rulosu ....................................... 40 ekil 1.15. Rulo manyetik ayrcda tanelere etkiyen kuvvetler ............................... 41 ekil 1.16. Yma (Dump) li ileminin ematik grnm .................................... 47 ekil 1.17. Yn (Heap) Li ileminin ematik grnm ...................................... 48 ekil 1.18. Enjeksiyon yntemi............................................................................... 50 ekil 1.19. Tesis apnda kullanlan li tanklar....................................................... 51 ekil 3.1. Numune hazrlama akm emas .............................................................. 60 ekil 3.2. Wilfley Laboratuar Tipi Sallantl Masa .................................................. 61 ekil 3.3. Deneylerde kullanlan MGS cihaz ......................................................... 62 ekil 3.4. (1. grup) flotasyon deneyleri akm emas ............................................... 64 ekil 3.5. (2. grup) flotasyon deneyleri akm emas ............................................... 65 ekil 3.6. Deneylerde kullanlan manyetik ayrc ................................................... 66 ekil 3.7. (-2,8 +1) mm tane boyundaki Permroll deneyinin akm emas................ 67 ekil 3.8. (-1+0,5) mm tane boyundaki permroll deneyinin akm emas ................. 67 ekil 3.9. (-0,5+0,150) mm tane boyundaki permroll deneyinin akm emas .......... 68 ekil 3.10. Li karm ........................................................................................... 69

X

ekil 3.11. Li zeltisi........................................................................................... 69 ekil 3.12. Li kalnt.............................................................................................. 69 ekil 4.1. Antalya tvanan cevher XRD analizi grafii ........................................... 73 ekil 4.2. Kayseri tvanan cevher XRD analizi grafii............................................ 74 ekil 4.3. MGS konsantresi XRD analizi grafii .................................................... 78 ekil 4.4. MGS artk XRD analizi grafii ............................................................... 78 ekil 4.5. Mangan kimyasal li deney sonular ile hesaplanan deerler arasndaki iliki ....................................................................................................... 91 ekil 4.6. Li art XRD analizi grafii .................................................................. 92

XI

SMGELER VE KISALTMALAR

Mn Ni Cu Co Fe P As Pb Zn H2O2 HCl H2SO4 HNO3 Na2SiO3 Na2CO3 NaOH NaCN Ca(OH)2 C dk dev/dk dev/sn

: Mangan : Nikel : Bakr : Kobalt : Demir : Fosfor : Arsenik : Kurun : inko : Hidrojen peroksit : Hidroklorik asit : Slfrik asit : Nitrik asit : Sodyum silikat : Sodyum karbonat : Sodyum hidroksit : Sodyum siyanr : Kalsiyum hidroksit : Santigrat derece : Dakika : Devir/dakika : Devir/saniye

XII

DPT g kg m cm mm mg/L t/s kg/s kW kwh/t g/t gr/cm3 L/dk g/cm3 mL t/m3 g/L MGS MTA XRD XRF

: Devlet Planlama Tekilat : Gram : Kilogram : Metre : Santimetre : Milimetre : Miligram/litre : Ton/saat : Kilogram/saat : Kilovat : Kilovat saat/ton : Gram/ton : Gram/santimetrekp : Litre/dakika : Gram/santimetrekp : Mililitre : Ton/metrekp : Mikrogram/litre : Multi Gravite Ayrc : Maden Tetkik Arama Genel Mdrl : X-Ray Diffraction : X-Ray fluorescence

XIII

1. GR

Sultan MEK

1. GR

Gelimekte ve sanayilemekte olan her lkenin ekonomisini dorudan etkileyen faktrlerin en banda gelen madencilik faaliyetlerinin amac eitli sanayi dallarnn ihtiya duyduu mineralleri bulup yer stne kartmak ve tketicinin hizmetine sunmaktr. Yeraltnda ve yerstnde bulunan cevherler bazen yksek tenrl olabilirler; bu gibi cevherler ok basit ilemler uygulanarak eitli endstri dallarna ve metalrjik tesislere dorudan satlabilirler. Dier taraftan, birok yeni bulunan veya bilinen rezervler vardr ki tenrleri bu endstriyel tesislerin artlarna uymad iin henz ekonomik olarak iletilememektedirler. Gelecekte eer yksek tenrl cevherler tkenmeye yz tutar ve dnya piyasalarnn belirli minerallere kar talepleri eitli sebeplerle (harp, ekonomik bloke, yeni sanayiler, vb.) artarsa dk tenrl cevherlerin iletilmeleri sz konusu olacaktr ve dk tenrl mineraller iin cevher zenginletirme tesisine iddetle ihtiya duyulacaktr. Ksaca, cevher zenginletirme, topraktan kartlan cevherin zellikle gang minerallerinden oluan "Artk'' (tailings) ksmn atarak, genel olarak kymetli mineralini bir araya toplamak ve yksek tenrl bir "Konsantre" (Concentrate) elde etme teknii olarak tarif edilebilir (Orel ve mre, 1967). Maden cevherleri ocaktan elde edildikten sonra ergitilmeye (izabe) veya sanayiinin dier blmlerine satlr. Zengin maden cevherlerinin azalmas ve sanayinin standart ham maddeler talep etmesi neticesinde dk tenrl cevherlerin yapsnda bulunan kymetli minerallerin ayrlarak, standart artlara uygun konsantreler halinde sanayiye arz edilmesi gerekmektedir. Bu amala yaplan ilemlere, cevher hazrlama veya zenginletirme (veya maden zenginletirme) ilemleri denilmektedir (Tolun, 1960). Cevher hazrlama ve zenginletirme ilemlerini izelge 1.1de gsterildii ekilde snflamak mmkndr.

1

1. GR

Sultan MEK

izelge 1.1. Cevher hazrlama ve zenginletirme proseslerinin snflandrlmas (Bayat, 2009)A. Boyut kltme ve serbestletirme 1. Krma 2. tme 1. Ayklama 2. zgl arlk fark (gravite) ile zenginletirme yapan prosesler (a) Yzdrme Batrma (b) Su ile zenginletirme prosesleri (i) Ar sv ayrm (ii) Ar ortam ayrm (i) Jig (ii) Masa (iii) Koni (iv) Snflandrclar 1- Hidrolik 2- Mekanik 3- Siklon (i) Masa (ii) Elutriatr (iii) Siklon (i) Dk alan iddetli (ii) Yksek alan iddetli (i) Dk alan iddetli (ii) Yksek alan iddetli (iii)Yksek dnml iddetli

B. Zenginletirme

3. Manyetik ayrma

(c) Hava ile zenginletirme prosesleri (a) Kuru (b) Ya

4. Elektrostatik ayrma 5. Flotasyon 6. Seimli floklasyon (salkmlatrma) 7. Amalgamasyon 8. Pirometalurji (a) Kavurma (b) Klorrleme (c) Kalsinasyon (a) Li (b) keltme (c) yon deiimi (d) Sv - sv ayrm (a) Eleme (b) Klasifikasyon (a) lam atm (b) Sedimantasyon (c) Santrifj (d) Filtrasyon (e) Kurutma

9. Hidrometalurji

1. Snflama 2. Kat - Sv Ayrm

C. Yardmc lemler

3. Datma 4. Kartrma 5. Numune alma 6. Malzeme ileme 7. Otomatik kontrol 8. Aglomerasyon (a) Sinterleme (b) Peletleme (c) Klinkerleme (d) Yumrulatrma (e) Sertletirme-katlatrma

2

1. GR

Sultan MEK

1.1. Genel Bilgiler

Mangan (Mn), atom numaras 25, atom arl 54,94 olan bir elementtir. Mangan, doal olarak oksit, karbonat ve silikat hlinde dalm olarak bulunan, metalik bir elementtir. En nemli bileii MnO2dir. Yer krede ortalama %0,1 orannda bulunan mangan gnmz teknolojisinin vazgeilmez

hammaddelerindendir. zellikleri; Mangan, gm parlaklnda, sert ve krlgan bir metaldir. Toz haline getirilebilir. Bileiklerinde +1, +2, +3, +4, +5, +6 ve +7 deerliklerini alabilir. +2

deerlikli oksidi olduka bazik olup, zayf asitlerde, mangan tuzlarn verecek ekilde znr. edilir. Mangann, +2 ve +6 deerlikli tuzlar, zeltiler iinde, dier MnO, daha yksek oksidasyon saysndaki oksitlerin, indirgen atmosferde, s ile ksmen indirgenmesiyle veya metalin oksitlenmesiyle elde

tuzlardan daha kararldr. Mangann Mn+2, Mn+3 ve Mn+4 olmak zere nemli iyonu bulunmaktadr. En yaygn iyonu Mn+2 olup derin ortam koullarnda Fe+2 iyonuna, yzeysel ortam koullarnda ise Ca+2 iyonuna benzer zellikler ve dalmlar gstermektedir. Mangann clark says, eitli kaya trlerindeki ve ortamlardaki bolluklar aadaki gibi belirlenmitir (Krauskopf, 1979; Rose ve Burt., 1979).

Clark says Ultramafik kayalarda Mafik kayalarda Granitik kayalarda Kiretalarnda eylerde Toprakta Bitki kl

: 1.000 mg/L : 1.040 mg/L : 1.500 mg/L : 390 mg/L : 1.100 mg/L : 850 mg/L : 320 mg/L : 6.700 mg/L

3

1. GR

Sultan MEK

Akarsular Deniz suyunda

: 15 g/L : 50 g/L

Ayrca; Saf mangan normal hava artlarna kar dayankldr, ergime noktasnn (1244 oC) stndeki scaklklarda oksijen, kkrt ve fosforla kolayca bileikler yapar. Bu nedenle metallerin reoksidasyonunda ve

kkrtszletirilmesinde de kullanlr. Bata demir olmak zere, silisyum, bakr, alminyum, magnezyum, inko, titan ile eitli zelliklerde alamlar yapar. Bunlardan en ok kullanlanlar ferromangan (%78 Mn), silikamangan (%6570 Mn) alamlardr. Mangan, mamann kristallenmesi srasnda Fe+2 iyonu ile birlikte mafik minerallerin yapsna girmekte ve zellikle amfibol grubu minerallerin ve biyolitlerin yapsnda zenginlemektedir. Doada bileiminde manganez bulunan 300den fazla mineral vardr. Bu minerallerden balcalar izelge 1.2de verilmitir.

izelge 1.2. nemli Manganez mineralleri (DPT, 1996)Mineralin Ad Pirolusit Ramsdellit Polianit Manganit Kriptomelan Psilomelan Hausmanit Braunit Bixbit Jakopsit Hollandit Koronadit Rodokrosit Rodonit Alabandit Wad Kimyasal Formul MnO2 MnO2 MnO2 Mn2O3.H2O KMn8O16 BaMn9O182H2O Mn3O4 3Mn2O3.MnSiO3 (Mn,Fe)2O3 MnFe2O4 BaMn8O16 PbMn8O16 MnCO3 MnSiCO3 MnS Deiik Renk elik grisi-siyah Koyu gri-siyah Siyah-elik grisi Siyah-elik grisi Siyah-elik grisi Siyah-koyu gri Kahverengi-siyah Kahverengi-siyah Siyah Siyah Siyahelik grisi Siyah-elik grisi Krmz-pembekahve Pembe Demir siyah Siyah-esmer siyah Mn% 63.2 63 62 45 60 35 60 72 50 60 30 40 24 24 24 48 42 Deiken (63,2) Deiken (63,2) Sertlik 67 3 6 6,5 4 56 56 4.8 6 6,5 6 6 6 5,2 5,6 3,5 4,5 5,5 6,5 3,5 - 4 5-6 Younluk (ton/m3) 5 4.7 5 4,3 4,3 4,4 4,7 4,7 - 5 4,7 4,9 5 4,8 4,5 5 4,5 5 3,3 3,6 3,4 3,6 3,95 3 4,28

4

1. GR

Sultan MEK

Pirolusit, Manganit, Rodokrosit, Wad, Kriptomelan, Hollandit, Koronadit ve Psilomelan yzeysel koullarda oluan manganez mineralleridir. Rodonit ve Braunit metamorfizma geirmi Mn yataklarnda izlenebilmektedir. Derin ortam koullarnda Hausmanit ile birlikte ender olarak Jakopsit minerali de gzlenir. Manganez cevheri ierdii manganez miktarna gre; manganezli demir (%510 Mn), demirli manganez (%1035 Mn) ve manganez cevheri (%35den fazla Mn) olarak snflandrlrlar. Kullanm alanlarna gre; metalrjik manganez cevheri (%4648 Mn), batarya sanayi manganez cevheri (%7885 MnO2), kimya sanayi manganez cevheri (%7484 MnO2) ve dier amalarda kullanlan manganez cevheri olarak snflandrlr (DPT, 1996).

ekil 1.1. Manganit (mta.gov.tr)

ekil 1.2. Pirolusit (mta.gov.tr)

ekil 1.3. Psilomelan (mta.gov.tr)

ekil 1.4. Rodokrozit (mta.gov.tr)

5

1. GR

Sultan MEK

ekil 1.5. Braunit (mta.gov.tr)

ekil 1.6. Todorokite (webmineral.com)

1.2. nemli Mangan Yataklar ve Oluumlar 1.2.1. Volkanik ve Volkano-Sedimanter Birimler indeki Mangan Yataklar

Andezitik ve bazaltik volkanik kayalarn yer ald volkanik ve volkanosedimanter birimler iinde, yaygn olarak kk boyutlu mangan yataklar gzlenmektedir. Genellikle hidrotermal srelerin etkisi belirgin olup, gerek su alt volkanizmas srasnda sinjenetik olarak, gerekse daha sonralar epijenetik olarak gelien scak sulu zeltilerce evredeki volkanik kayalardan zlen Mn iyonlarnn Ehn ykseldii ve asitiklerinin azald yerlerde oksitli mineraller eklinde kelmesi sonucu olutuklar dnlebilir. Genellikle dzensiz d ekilli ve masif iyapl ktleler eklindedirler. Ancak yer yer, tabakal, stratabound, stokvork ve damar tipi gibi deiik yataklanma ekilleri gsterebilmektedirler. Mn minerallerinin kelimi volkanik ktlelerin st seviyelerinde olabilecei gibi, Mn iyonlarnn hareketliliklerinin yksek olmas nedeniyle volkanik ktlenin biraz uzanda tortul kayalar iinde de geliebilmektedir (Bayat, 2010). 1.2.2. Ofiyolitik ve Epiofiyolitik Kayalar ile lgili Yataklar

Ofiyolitik karklarla kapl sahalarn, zellikle bazaltik ve gabroik kayalarn hkim olduu kesimlerinde, hidrotermal srelerden kimyasal kalnt tipi srelere kadar olduka deiik srelerle olumu, kk boyutlu zenginlemeler eklinde

6

1. GR

Sultan MEK

mangan yataklar gzlenmektedir. Hidrotermal srelerle olumu olanlar, volkanosedimanter grnml olmayp, genellikle dzensiz d ekilli ve devamllklar fazla olmayan zenginlemeler eklindedirler. Kimyasal kalnt tipi yataklar ise, ok daha dzensiz d ekilli ve devamllklar fazla olmayan, demir ierikleri yksek, rtler eklindedirler (Bayat, 2010). 1.2.3. Taneli Tortul Kayalarla likili (Nikopol Tipi) Mn Yataklar

Bu yataklar zellikle Mn ierii yksek andezitik ve granitoyitik kayalarla kapl blgelerle kys olan s sulu, denizel (deniz kys) ortamlarda

olumaktadrlar. Bu yataklarda Mn cevherlemesi, yan kayalarn tabakalanma dzlemleri ile uyumlu bantlar ve tabakalar eklindedir. Kalnlklar genellikle ok ince (1 mden az) devamllklar ise ok fazladr (100lerce km). Bazen birden fazla bant veya mercek st ste gelebilmektedir (Bayat, 2010). 1.2.4. Karbonatl Kayalarla likili (Morocco Tipi) Mn Yataklar

Bu Mn yataklar karbonatl ve karasal detritik kayalardan oluan krmz renkli birimler iinde gzlenmektedirler. Bu yataklarn tipik rnekleri Fasta gzlendii iin Morocco Tipi Mn yataklar olarak adlanmaktadrlar. Tip kesitlerinde en altta krmz renkli karasal taban seviye, orta manganl karbonat (Dolomit - Kireta - Kil ta - Jips) seviyesi ve en stte krmz renkli karasal rt seviyesi eklinde farkl seviye olarak ayrmak mmkndr (Bayat, 2010).

1.2.5. Okyanus Tabanlarndaki Gncel Mnl Yumrular lk olarak 18721876 yllar arasnda yaplan osenografik incelemeler srasnda saptanan bu yumrular, gnmzde henz iletilemeyen olduka byk bir potansiyel durumundadr. Yaplan incelemeler, deniz tabanndaki sedimanlar iinde derinlie bal olarak yumrularn zenginlemesinde nemli bir farkllamann bulunmadn

7

1. GR

Sultan MEK

gstermektedir. Ayrca nodllerin oluumunun 1 milyon yl kadar srd ve bu sre iinde deniz tabannda akta kaldklar dnlmektedir. Akntlarla olan ilikileri ise, ortama Eh yksek sularn getirilmesi ve sediman kelme orannn drlmesi eklinde aklanmaya allmaktadr. Yumrular, genellikle deiken veya disk ekilli, ender olarak ta kresel ekillidir. Yzeyleri olduka przl, ileri ise kolloform yapldr. Byklkleri 1 cm ile 10larca cm arasndadr. Yaplan kimyasal analiz almalar yumrularn ortalama Mn ieriklerinin %15 ile %19 arasnda deitiini, ayrca Fe ieriklerinin %23e kadar, Ni ieriklerinin %0,85e kadar, Cu ieriklerinin %0,71e kadar ve Co ieriklerinin %0,29a kadar kabildiini gstermektedir (Bayat, 2010).

1.2.6. Bataklk ve Gl Ortamlarnda Olumu Mangan Yataklar

Her ne kadar Tersiyer ve daha yal rnekleri varsa da bu yataklarn byk ounluu gncel oluumlar eklindedir. Kuzey yarm krenin buzullarla ilikili tundra blgelerinde olumulardr. Genellikle kk boyutlu ve ekonomik adan fazla nemli olmayan yerel zenginlemeler eklindedirler (Bayat, 2010).

1.2.7. Kimyasal Kalnt Tipi Mn Yataklar

Magmatik kristallenme srasnda Mn minerallerinin oluumu ok ender olup, Mn mafik minerallerin yapsna girerek tutuklanmaktadr. Bu mineralleri ieren mafik ve ultramafik kayalarn tutuklanmas srasnda Fe ve Al st seviyelerde tutuklanrken, hareketlilii daha yksek olan mangann genellikle ortamdan uzaklat, ancak Ehn oksidan, pH n ise bazik olduu bozunma blgelerinde Mn iyonlarnn da bozunma zonunun taban seviyelerinde oksitli minerallerini oluturarak kalnt tipi oluumlar eklinde zenginleebildii grlmektedir. Bu tip Mn yataklarnn en iyi rnekleri Brezilyada, Gney ve Bat Afrikada ve Hindistanda bulunmaktadr (Bayat, 2010).

8

1. GR

Sultan MEK

1.3. Trkiye Mangan Yataklar

Trkiye

manganez potansiyeli olarak

%0,11lik

bir

paya sahiptir.

Trkiyedeki yataklarda Mn tenr fazla yksek deildir. Demirli-mangan (%1035 Mn) cevherleri rezervlerin byk bir blmn oluturur. Manganl demir cevheri demirelik fabrikalarnda sinterde kullanlarak manganez cevheri kullanmndan tasarruf salar. Trkiyede manganl demir (%510 Mn) cevheri de bulunmaktadr. Trkiyede bulunan manganez cevheri, genelde metalurjik manganez cevheri grubunda deerlendirilebilir. Zonguldak Ereli evresindeki manganezler st Kretase andezit

volkanizmasna bal volkano-sedimanter oluumlardr. Cevherleme st Kretase aglomeralarnn zerindeki tfit ve kumtalar ierisindedir. Bu blgedeki ok sayda zuhurlardan en nemlisi Ereli- Ramazanl-Kzlamba sahasdr. Kastamonu-Tosya evresindeki cevherlemeler Liyas ve Liyas ncesi yal volkanik ve sedimanter kaya istifinde, daha ok pelajik kireta ve rtler ierisinde yeralan volkano sedimanter oluumlardr. Dou Karadeniz blgesindeki cevherlemeler st Kretase dasit ve andezit volkanizmasna bal olarak olumu volkano sedimanter kkenlidir. Yrede ok sayda zuhur vardr. Gneydou Anadolu yresindeki cevherlemeler, radyolaritler ierisinde ve radyolaritler ile ardalanmal olarak olumu volkano sedimanter karakterdeki oluuklardr. Ankara evresindeki cevherlemeler st Kretase yal ofiyolit karmann radyolaritleri ve Tersiyer volkanizmasnn tfleri iinde volkano sedimanter olarak olumulardr, nemsizdirler. Trakya blgesindeki manganez cevherlemeleri Eosen yal kiretalar zerine transgressif olarak gelmi Oligosen yal marnlar ierisinde sedimanter olarak olumulardr. En nemlileri stanbul-atalca Binkl ve nceiz sahalardr. Ancak tenrleri dktr. Erzincan evresindeki cevherlemeler daha ok hidrotermal kkenli yataklar olup bu yataklarda lkemizin en kaliteli Mn cevheri vardr. pler, Dilli ve Kekik

9

1. GR

Sultan MEK

pnar zuhurlar bunlarn en nemlileridir. Ancak bunlardan pler ve Kekik pnarnda cevher bitmitir. Bursa-Bilecik ve Balkesir blgesinde volkanodesimanter ve metamorfik Mn cevherlemeleri yer almaktadr. Ancak ekonomik deerleri yoktur. Gneybat Anadolu blgesi, sedimanter kkenli yataklarn bulunduu en nemli blgedir. Buradaki manganez yataklarnn birou gemi yllarda iletilmitir. Yrede bulunan Denizli-Tavas-Ulukent yata 4 milyon tonluk rezervle Trkiyenin en byk yatadr (DPT, 1996). lkemizde mangan madencilii dier metalik madenlere gre olduka dk olup bilinen yataklar genellikle kk boyutlu ve kalitesi dk yataklar eklindedir. lkemizdeki Mn yataklarn: Ofiyolitik karklar iindeki Mn yataklar, Toros Kuandaki karbonat istifi iinde siyah eyllerle ilikili

yataklar, Dou Karadeniz Blgesindeki volkanitlerle ilikili yataklar ve Trakya havzasndaki sedimanter yataklar eklinde gruplamak

mmkndr.

1.4. Mangan Rezervleri

1.4.1. Dnya Mangan Rezervleri

Dnya manganez rezervleri izelge 1.3de verilmitir. Toplam manganez baz rezervleri yaklak 5 milyar ton olup, bu rezervlerin %90 Gney Afrika ve Ukraynada bulunmaktadr. Ayrca, okyanus diplerindeki nodller de ok nemli manganez kaynaklardr. Manganez statik rezervi ise 79 yl olarak verilmektedir (USGS, 2004).

10

1. GR

Sultan MEK

izelge 1.3. Dnya Manganez retimi, rezervleri ve baz rezervleri (metal ierii) (USGS, 2004)Cevher retimi Rezerv (ton) 2002 Avustralya Brezilya in Gabon Hindistan Meksika Gney Afrika Ukrayna Dier lkeler TOPLAM 983 1.300 900 810 630 88 1.504 940 955 8.100 2003 990 950 900 1.000 630 85 1.630 830 985 8.000 32.000 18.000 40.000 20.000 34.000 4.000 370.000 140.000 Az 300.000 82.000 51.000 100.000 160.000 50.000 9.000 4.000.000 520.000 Az 5.000.000 Baz Rezerv (ton)

1.4.2. Trkiye Mangan Rezervleri

izelge 1.4te Trkiye manganez rezervleri yer almaktadr. Trkiye manganez rezervleri grnr+muhtemel 4.561.750 ton olup en nemli manganez rezervi 4 milyon ton ile Denizli Tavasta bulunmaktadr. Ayrca, lkemizde belirli blgelerde yaygn olarak manganez cevher yataklar bulunmaktadr. Ancak tenr ve rezervleri Dnya manganez yataklar ile kyaslandnda kktr (DPT, 2001).

11

1. GR

Sultan MEK

izelge 1.4. Trkiye Manganez cevheri rezervleri (DPT, 2001)Yatak Ad li ve lesi Rezerv Grnr + Muhtemel (x1.000 ton) 76.5 10.0 8.0 20.0 28.8 187.5 202.5 30.0 4.000 5.0 9.2 24.0 2.5 8.4 30.0 9.0 145.0 5.0 23.0 5.0 4.5 18.0 3.6 1.5 37.5 28.0 19.0 5.0 4.561.75 Tenr (%Mn) 20.0 38.5 21.0 42.17 34.09 42.8 22.9 31.78 33.86 57.85 4045 43.93 45.3 34.73 32.62 3048 53.65 32.9 49.35 46.90 40.0 45.0 49.23 45.3 51.0 35.0 35.0 25.0 Metal erii (ton) 15.30 3.85 1.68 8.43 9.82 8.02 4.64 9.53 1354.4 2.89 3.86 10.54 1.13 2.91 9.78 3.6 7.78 1.65 11.35 2.35 1.8 8.1 1.77 0.68 1.92 9.80 6.65 1.25 15.76 Aklama

Dokuz tekne Kontromta Paalk Bal Sekiyat Korucular Korucular avdarl Ulukent argangz Erdomu Dilli Dostall Karlca Zlfikar Y.Kalecik K.Mustafapaa Sukan Mendos anckorun ayrdz ubuklu Kzrnas alayan Kkyaz Ocakl Kzlamba Dzpelit TOPLAM

Adana-Selimiye Artvin-Ardanu Artvin-Ardanu Artvin-Borka Artvin-Borka Artvin-Borka Artvin-Borka Artvin-avat Denizli-Tavas Denizli-Tavas Denizli-Tavas ErzincanKemaliye Gaziantep-Bur Gaziantep-Bur Gaziantep-Bur GaziantepMusabeyli GaziantepMusabeyli Mula-Fethiye Mula-Fethiye Rize-Fndkl Rizeamlhemin Trabzon-Arakl Trabzon-Arakl Trabzon-Maka Trabzon-Maka Trabzon-Maka Zonguldak-Ereli Zonguldak-Ereli

25 Fe + 18.14 SiO2 6.30 Fe + 1.38 SiO2 13.0 Fe + 19,0 SiO2 5.6 Fe + 10 SiO2 1.67 Fe + 21,5 SiO2

8.99 Fe + 10,2 SiO2 5.53 Fe + 18.2SiO2

0.73 Fe + 2.58 SiO2 22.30 SiO2 36.29 SiO2 15.40 SiO2 21.50 SiO2

4.70 SiO2

4 Fe 3 Fe 3 Fe

12

1. GR

Sultan MEK

1.5. Manganezin Ekonomik nemi

Gnmzdeki manganez madencilii ve endstrisi eitli nedenler ile olduka geri kalm ve kaderine terk edilmitir. Manganez madencilii ile gnmzde yalnz zel sektr ilgilenmektedir. Bu madencilik konusuna devletin ilgisi olduka azdr. Yaplm olan eitli aratrmalar ekonomik olan manganez minerallerinin genellikle oksitlerden ibaret olduunu ortaya koymu ve bunlarn pirolusit, psilomelan, manganit ve wad olduunu belirlemitir. Manganez cevherleri genellikle kripto-kristalin, masif ve amorf bileikler halinde toprams grnmdedirler. Renkleri ounlukla kahverengi siyahtr. Trkiye geliim dzeyi iinde ortaya kacak yksek tenrl manganez oksit cevheri (metalrjik cevherler, kimyevi dereceli cevherler ve batarya endstrisine uygun dereceli cevherler) ihtiyacn mmkn olduu kadar yurt iinden karlamaya gayret edecektir. Trkiye, bir lde buna ncelikle bu dviz dar boaznda mecburdur. Ayn zamanda kalknmas iin gerekli sermaye birikiminin nemli bir blm ancak kendi z kaynaklarnn kullanm eklinde mmkn olacaktr. Trkiyede bilinen manganez yataklar yurdun hemen hemen her yresine dalm olan kk rezervli yataklardr. eitli dezavantajlar nedeniyle bu dk manganez oksit yataklarnn %90 altrlmamakta olup ancak %10unun zel sektr ileticileri tarafndan sadece zengin Mn ieren ksmlar alnmakta, dier ksmlar atlmaktadr. Keza; birka kk iletmede ise, tenr ykseltmek gayesi ile triyaj yntemi tatbik edilmekte ve karlan cevherin ortalama %90 zayi edilmektedir. Manganez genelde metalrji, kimya ve batarya endstrisinde kullanlan nemli bir cevherdir. elik yapmnda kullanlan yardmc metallerin en nemli olandr; oksijeni ve kkrd giderme amalar iin elie manganez katlr. Bylece elik haddelenme ve dvlme zelliklerini kazanr. Ayrca manganez; elie yksek bir ekme mukavemet ve uzama kabiliyeti kazandrr. Bu nedenle, zellikle manganezli elikler; demiryolu raylarnda, balantlarnda, kesime noktalarnda, makaslarda ve bunun gibi yerlerde kullanlr.

13

1. GR

Sultan MEK

Kimya endstrisinde manganez nemli bir yer tutar. Kimya laboratuarlarnda geni bir ekilde kullanm olan KMnO4 bunun en gzel rneidir. Yine, pil endstrisinde de manganez cevherinin yeri nemlidir. Pilin almasnda anot karbon kutbun evresinde svanm olarak bulunan MnO2 bir polarizatr grevi grmektedir. Anotta bulunan MnO2, pilde akmn devamlln salar. Doada doal olarak bulunup ta O2 verebilen ve MnO2den daha ekonomik olan bir madde bulunamamtr. Trkiyede uzun yllardan beri manganez yataklar aranm ve halen aranmaktadr. MTA Enstits ve baz aratrmaclarn almalar sonucu, bugne kadar ortaya karlm olan rezervler hemen hemen yurdun her yresine dalm olarak gze arpmaktadr. Halen var olan bilgiler; birka ksa aratrma ile prospeksiyon yapan aratrmaclarn izlenimlerini ksaca veren yzeysel raporlardan olumaktadr. Elde olunan bilgiler, yurdumuzda halen bilinen btn manganez yatak tiplerinin var olduunu ortaya koymutur. Ancak zellikle tenrlerin ve baz durumlarda da rezervlerin dkl nedeniyle birok manganez sahas ileticileri tarafndan terk edilmitir. Gnmzde Trkiyede manganez madencilii ile uraan ve mali ynden nemsiz saylabilecek 35e yakn zel firma bulunmaktadr. Bu say, d satm ve tketim olanaklarna gre yldan yla deimektedir. Sz konusu bu iletmelerde retim genellikle ak ocak iletmesi eklinde yaplmaktadr. Cevherlerin istenilen tenre getirilebilmesi iin daha ok elle ayklama yntemi kullanlmaktadr. Trkiye de mevcut tm ocaklarda iletme yaz aylarnda yaplabilmektedir. Fakat birka yer alt ve yerst iletmesi hari, k aylarnda retim yaplamamaktadr. Trkiyede manganez madencilii, yurdumuzun manganez gereksinimini karlayamamaktadr. Bunun nedenleri; Yurdumuzda manganez ileten irketler genellikle mali ynden zayf, yatrm yapmaktan ekinen kk irketlerdir. Yurt ii tketicileri uzun vadeli anlamalardan saknmaktadrlar. Balantlar genellikle yllk yaplmaktadr. Bu durum ise, iletmeciyi olumsuz ynde etkilemekte ve uzun vadeli yatrmlardan kanmaktadr.

14

1. GR

Sultan MEK

Bugnk durumda dnyann en byk manganez reticisi Sovyetler Birlii olup Ukrayna ve Kafkasyadaki nemli yataklardan, dnya retiminin yarsn oluturan 18 milyon ton/yl civarnda manganez retilmektedir. Sz konusu cevherler ortalama %2833 orannda Mn ierirler. Dier nemli manganez yataklar Hindistann merkez blgesinde, Altn Sahilinde, Gney Afrikada, Brezilyada ve Fasta iletilmektedir. Dnyadaki manganez cevherlerinin byk bir ounluu ortalama %30 Mn ierdiklerinden; metalrji, kimya ve pil endstrisi iin gereken Mn ierikli cevherler, cevher hazrlama ve metalrji yntemleri ile elde edilmektedir. Dnyada mangan oksit cevherlerinin ortalama %10-12si kimya ve pil, %10u ise metalrji endstrisinde kullanlmaktadr. Bu rakamlar yurdumuz tketim deerlerine de uymaktadr. Yurdumuzdaki manganez oksit cevherlerinin ortalama Mn ierii %3035 civarndadr. Demir-elik endstrisinde yksek frna gerekli durumlarda ilave edilen manganez cevheri gereksinimi dorudan doruya bu tr (%35lik) cevherlerden karlanabilmektedir. Metalrji endstrisinin dier alanlarnn, istedii koullardaki manganez cevherleri, dorudan yurdumuzda bulunan yksek ierikli tvanan cevherlerden ya da elle ayklama yoluyla ierikleri ykseltilen cevherlerden salanmaktadr. Halen kimya ve batarya endstrisinin istedii ierikteki manganez cevherlerinin %80i ve ferromangan tketimimizin ise tamam yurt dndan d almla karlanmaktadr. Trkiye manganez madencilii ncelikle i tketim ve d satm etkenlerine baldr. Genel olarak manganez cevherlerinin en ok kullanld sektr, %90-95e yaklaan bir oranla demir-elik endstrisidir. Geri kalan %5-10u kimya ve batarya endstrisine dmektedir. Bu nedenle, Trkiye manganez gereksinimi ve tketimi, ham demir retimine dorudan doruya baldr. lkemizde ferromangan gereksiniminin tm, halen d almla

karlanmaktadr. Bu endstri kolunda tketilen ferromangann ok az bir miktar yerli retimdir. Ancak bu miktar dikkate alnamayacak kadar az bir rakamdr. Yurdumuzda, 19791980 rakamlarna gre, tketilen ferromangann ok az bir miktar yerli retimdir ve yine bu miktar dikkate alnamayacak kadar azdr.

15

1. GR

Sultan MEK

Yurdumuzda, 19791980 rakamlarna gre, tketilen ferromangan iin %4045 Mn bazna gre gerekli olan manganez cevheri gereksinimi ylda, byk bir yaklamla 3040 bin ton civarndadr. Ayrca yurdumuzda kimya ve batarya endstri kollarnda gereksinim duyulan manganez cevheri miktar, %5055 Mn bazna gre 56 bin ton civarndadr. Trkiye manganez retiminin gelecei ve dolaysyla manganez d satm iin uluslararas manganez pazarnn durumu byk nem tamaktadr. Bugnk dnya manganez pazarn u ekilde tanmlamak olanakldr: i. Dnya manganez ticareti tamamen byk retici lkelerin hkimiyeti altnda bulunmaktadr. Sovyetler Birlii, Gney Afrika Cumhuriyeti, Brezilya, Hindistan, in ve Gana 1975 ylna kadarki rakamlara gre ortalama yllk retimlerin %80ini vermilerdir. Ayrca, ortalama 1 milyon ton manganez retimi ile bu byk reticiler grubuna son yllarda Avustralyada girmitir. ii. Son yllardaki dnya manganez iletmeciliindeki geliim; cevher kalitesinin dzeltilmesi, iletme ve ocaklarn bymesi, kk iletmelerin bu yzden kapanmas ynnde olmutur. Hemen hemen hepsinde ak iletmelerle manganez karlan bu byk ocaklar, yalnzca ok saydaki kk iletmeleri ezmekle ve onlarn kapasitelerini yklenmekle kalmamlar, son yllarn ykselen dnya manganez gereksinimini ve tketimini karlamay baarmlardr. iii. Bilinen dnya manganez rezervleri, retim eit kald takdirde 80100 yldan ksa bir sre gereksinmeye yetecektir. iv. Dnya manganez pazarndaki ticaret daha ok ksa vadeli anlamalarla olmaktadr. Ellerindeki cevher kalitesi yksek olan byk irketler, manganez pazarlarn ellerinde tutmaktadrlar. v. retimin genellikle tketime gre fazla olmas nedeniyle dnya manganez pazar bir alc pazar karakterini tar ve bu durum daha uzun bir sre bu zelliini tayacan gstermektedir. Sk sk manganez fiyatlarnn dmesi bu olay dorulamaktadr. vi. Gerek metal halindeki manganez ve gerekse ferromangan, son yllarda alclar tarafndan tvenan manganez cevherlerine gre daha ok tercih edilmektedir. Halen manganez cevheri satan lkeler iin, manganezi cevher olarak deilde, metal

16

1. GR

Sultan MEK

haline getirdikten sonra ya da ferromangan rettikten sonra sata karma zorunluluu domutur. Bugn hibir lke %4045 Mn ieriinden daha az mangan ieren ve aktivitesi belirli bir deerin altnda olan manganez cevherlerini satn almamaktadr. Trkiye hibir zaman ve hibir ekilde rekabet ansna sahip deildir. Bu nedenle, Trkiyenin ncelikle kendi manganez gereksinimini kendi karlamak amacna ynelmesi zorunluluu domaktadr. Bugnk Trkiye manganez madencilii yllk %35 Mn bazna gre (Demir-elik, ferromangan, kimya ve pil endstrileri toplam olmak zere) yaklak olarak 100.000 ton tahmin edilen kendi gereksinimini karlayabilecek durumda bile deildir. Nedenleri de u ekilde sralanabilir: i. imdiki durumda var olan yataklarmzda bulunan manganez

cevherlerimizin Mn ierii kabul edilebilir snrlarda olmayp, dorudan kullanma olasl bulunmamaktadr. ii. Yurdumuzda manganez madenciliini ellerinde tutan firmalar,

kapasitelerinin ok kk olmas nedeniyle genellikle manganez madenciliini ancak en uygun koullar (yksek fiyat, az masraf gibi) altnda yapabilmektedirler. iii. Manganez reticilerine, tketiciler tarafndan uzun vadeli ve sabit bir

alm miktar garantilenmedii iin, iletme ve yatrm planlamas bu reticilerin mali glerinin dnda bulunmaktadr. Hibir manganez reticisi uzun vadeli bir yatrma ynelmemektedir. Bu bilgiler erevesinde sonu olarak unlar syleyebiliriz; i. Bilinen manganez yataklar iinde rezervleri ve yatak zellikleri

nedeniyle, yurdumuzun gittike artan Mn gereksinimini karlayabilecek durumda olan imdilik Trakya manganez yataklardr. Dier manganez yataklar, genellikle kk rezervlere sahip, yurdumuzun hemen hemen her yresine dalm bulunan yataklardr. Bu durumda, Trkiyedeki manganez prospeksiyon almalarn bitirilmemi olan Trakyaya ynetmek zorunlu grlmektedir. ii. Trkiye imdilik manganez cevheri ithal edici bir lkedir. Bu nedenle daha nce de belirtilen etkenler nda ncelikle i tketim gz nne alnarak planlamalar yaplmaldr.

17

1. GR

Sultan MEK

iii.

Bugnk Trkiye manganez madencilii, imdiki mali olanaklarnn

ve genel retim/tketim potansiyeli ile bu gereksinimi karlayabilecek gte ve kapasitede deildir. Baz nlemler alnarak ngrlen retim hedeflerine ulamak olanakldr. Ancak bu suretle manganez madenciliinde uzun vadeli retim planlar yaplabilir, yatrm kararlar alnabilir ve rasyonel alma olanaklar hazrlanabilir. iv. Genel olarak, endstride kullanlabilme olanaklar erevesinde,

Trakya manganez cevherleri zenginletirilmesi gerekmektedir. Bu nedenle, Trakya Blgesinde merkezi uygun bir yerde zenginletirme tesisi kurulmas gerekmektedir. Bu tesiste, Demir-elik, ferromangan, kimya ve batarya endstri kollarnda kullanlabilecek nitelikte manganez konsantreleri retilebilecektir. v. Trkiye ferromangan gereksiniminin tmn dardan salamaktadr.

Bir ferromangan tesisinin kurulmas, Trkiye iin zorunlu hale gelmitir. Trakya manganez cevherlerinin cevher hazrlama yntemleri ile kolaylkla %45 Mn ieriine getirilebilecei dnlrse bir ferromangan tesisi iin hammadde sorunu manganez cevheri asndan yok demektir. vi. Bir ferromangan tesisinin kuruluunda, ucuz elektrik enerjisi, en

uygun kurulu yeri ve zellikle demir-elik endstrisinin geliimi gz nnde tutulmaldr (Atak, 1974; CYANAMID, 1980; Bayat, 2010).

1.6. Kullanm Alanlar

Trkiyede manganez kullanm alanlar Dnyadaki kullanm alanlaryla paralellik gstermektedir. lkemizde tketilen manganezin %95e yakn para manganez cevheri ve alamlar eklinde demir-elik sanayinde kullanlr. Mangan ayrca elik retimi srasnda ham demir iinden oksijen ve kkrdn atlmasn da kolaylatrmaktadr. Mangan, eliin sertliini ve dayanmn artrmakta ve bu nedenle manganl elikler, makine dilisi, otomobil jant, demir yolu ivisi, silah namlusu, koruyucu zrh levhalar, kpr ve binalar iin zel yap malzemesi yapmnda kullanlmaktadr. Metalrji dnda geriye kalan %5 kadar ise kimya sanayinde, kuru pil yapmnda, uranyum retimi, cam ve seramik endstrisi, kimya endstrisinde, elektrolitik inko retimi, boya, cila, cam, ziraatta toprak slahnda,

18

1. GR

Sultan MEK

yemlerde

katk

maddesi

olarak

ve

daha

sayamadmz

birok

alanda

kullanlmaktadr. Manganezin kullanm alanlar ve oranlar izelge 1.5te verilmitir.

izelge 1.5. ABDde Manganezin kullanm alanlar (DPT, 2001)rn / Alan Manganez Metal elik (Alam elikleri Dhil) Alminyumlu Alamlar Dier Alamlar Ferro Manganez elik (Alam elikleri Dhil) Pik Demirler 97 3 19 68 13 Oran (%)

Manganezin belli bal kullanm alanlarnda ikamesi bulunmamaktadr. Hurdadan manganez kazanm da nemsiz dzeydedir. Ancak, demirli ve demirsiz hurdann ve elik hurdasnn ilemi srasnda ikincil bileen olarak nemli miktarda manganez kazanlr. Dnya mangan rezervleri yaklak 5 milyar ton civarnda olup, bu rezervlerin %90 Gney Afrika ve Ukraynada bulunmaktadr (DPT, 2001).

1.7. Mangan Konsantrelerinde Aranan zellikler

Dnyada yllk tketilen yaklak 25 milyon ton mangan cevherinin; %90 metalurji sanayinde geri kalan ise batarya retiminde ve kimya sanayinde kullanlmaktadr. En ok kullanlan mangan eitleri ferromangan (%78 Mn), silikomangan (%6570) alamlardr. Dier yandan, genel mangan elikleri %1,5 ve zel mangan elikleri %14'n zerinde mangan ierir (DPT, 2001).

Metalrjik Mangan Konsantreleri: Mn Mn/Fe Fosfor : %44'ten fazla (%4460 Mn) : 6'dan fazla : %0,150,2'den az (her % Mn iin %0,003'den az fosfor)

19

1. GR

Sultan MEK

Cu+Pb+Zn Al2O3+SiO2 Tane irilii

: %0,10,3'den az : %15'den az : 100 mm'den ince olmaldr.

pH ve Kimyasal Konsantreler: Kuru pil, kimyasal madde, renksiz cam yapmnda kullanlan Mn konsantreleri, aktif oksijeni fazla peroksitli bilhassa pirolusit, manganit ve vernadit iermelidir. Bu konsantrelerde; MnO2 Mn Fe SiO2 Al2O3 P Ni, Co, As : En az %70-85 : En az %53 : En fazla %3 : En fazla %35 : En fazla %3 : En fazla %0,10,2 : En fazla %0,05

1.8. Mangan Cevherlerini Zenginletirme Yntemleri

Mangan konsantrelerini zenginletirmekteki amalar; Mn tenrn ve Mn-Fe orann ykseltmek ve istenilmeyen zararl elementleri (fosfor, silis, Al203, Cu, Zn, Pb, As) konsantreden uzaklatrmaktr. Mangan, demir-mangan, manganl demir cevherlerinden; oluum ekillerine gre basit zenginletirme yntemleriyle (ufalama, eleme, klasifikasyon, akntda ykama, elle ayklama) satlabilir konsantreler retilebilmektedir. Fakat bu basit yntemlerin Mn kazanma verimleri %6080 civarnda olmaktadr. Bu nedenle bu yntemler, rezervin yeterli olmas hallerinde gravite zenginletirmesi, manyetik zenginletirme, flotasyon yntemleriyle

desteklenmektedir.

20

1. GR

Sultan MEK

1.8.1. Elle Ayklama ile Manganez Zenginletirmesi

Elle ayklama yntemi iri tanede serbestleebilen, yksek mangan tenrl cevherlerin zenginletirilmesinde, kk kapasiteli ocaklarda, iiliin ucuz olduu yrelerde uygulanmaktadr. Konsantre tenrleri cevher yapsna ve alanlarn durumuna bal olarak deimektedir. Mn kazanma verimleri dktr. Yatrm maliyetleri yok denecek kadar azdr. leri aamadaki cevher zenginletirme ilemlerine yardmc n zenginletirme ilemi olarak da uygulanmaktadr (nal ve Ateok, 1994).

1.8.2. Mekanik zellik Farklarna Dayal Zenginletirme

Kil minerallerini yan kaya olarak ieren mangan cevherlerine veya krlgan mangan mineralleri ieren ve yan kayac zor krlan mineralleri ieren cevherlere uygulanmaktadr.

1.8.3. Ykama Tesislerinde Manganez Zenginletirmesi

Killi, toprakl kaya su ile ykanp andrlarak, ince gang ykama yalaklarndan tanrken, ar Mn mineralleri yalaklarn altlarndan alnr. Yumuak ve krlgan mangan minerallerini ieren cevherlerde lamdaki mangan kayplar byk boyutlara ulaabilir. Cevherdeki iri taneli gang mineralleri konsantreyi kirletmekte ve tenr drmektedir. Yatrm maliyeti az bir zenginletirme yntemi olmasna ramen, zenginletirmede istenilen baar elde edilememektedir.

1.8.4. Ufalama Snflandrma ile Manganez Zenginletirmesi

Krma-tme-snflandrma ilemleri sonucu gang minerallerinin ve mangan minerallerinin farkl tane snflarnda toplanmalar halinde uygulanmaktadr. Bol killi, pirolusit, vernadit minerallerinin zenginletirilebilmesiyle, satlabilir

konsantreler retilebilmektedir. Ayrca ileri aamadaki zenginletirme ilemlerinde

21

1. GR

Sultan MEK

(gravite, manyetik, flotasyon zenginletirmesi) zarar verecek lamn atmnda bir n zenginletirme yntemi olarak uygulanmaktadr (nal ve Ateok, 1994).

1.8.5. Gravite ile Manganez Zenginletirmesi Ekonomik mangan minerallerinin ounun younluklar 3 g/cm3 ten yksektir. Younluk farkna dayal zenginletirme yntemleri iri tanede serbestleen taneleri zenginletirebildiklerinden ve iri taneli konsantrelerde metalurji sanayinde tercih edildiklerinden gravite zenginletirilmesi mangan cevherlerinde yaygn olarak kullanlmaktadr. Bilhassa pirolusit, braunit, hausmanit, mangan cevherlerine gravite zenginletirmesi uygulamaktadr. Ayrca oluum nedeniyle younluklar 3,2 g/cm3 ten fazla olan wad, psilomelan ve rodokrozit cevherleri de zenginletirilebilmektedir. Serbestleme tane irilikleri ve cevher hazrlamada ulatklar, tane iriliklerine, tesis kapasitelerine bal olarak aadaki yntemler kombine olarak uygulanabilmektedir (nal ve Ateok, 1994). Ar ortamda yzdrme batrma Jiglerde zenginletirme Ar ortam siklonlarnda zenginletirme Humphrey spirallerinde zenginletirme Sallantl masalarda zenginletirme MGS

50 5 30 1 10 20 6 0,3 2 0,05 -0,01

mm mm mm mm mm mm

1.8.6. Sallantl Masalarla Zenginletirme

Tabaka halinde akkan ortamda ayrma yapan ve ayrc yzeyi hareketli olan bir cihazdr (ekil 1.7). Sallantl masalar, krom cevherlerinin gravite yntemi ile zenginletirilmesinde gnmzde en ok kullanlan aygtlardr. Sallantl masa esas olarak zerinde tabaka halinde akkan ak olan dikdrtgen, paralel kenar, dikdrtgene yakn yamuk veya V eklinde bir yzeydir. Uygun bir mekanizma ile

22

1. GR

Sultan MEK

masann uzun ekseni dorultusunda ve geriye doru olan hareketi daha hzl olmak zere ileri geri hareket ettirilir (Gence, 1985). Sallantl masa yzeyindeki ayrmann etkinliini arttrmak iin masa yzeyi eiklerle kaplanr. Eiklerin ykseklikleri mekanizma kenarndan konsantre kenarna doru azalarak konsantre kenarnda sfr olmaktadr (Aydn, 2001). Endstride kullanlan sallantl masalar; iri cevher ve ince cevher (lam) masas olmak zere iki gruba ayrlrlar. ri cevher masalar yksek ve sk eikli, lam masalar ise alak ve seyrek eikli bazen de eiksizdir (ekil 1.8). Eikler ak koullarn deitirir ve eikler arasnda engelli k klasifikasyonu olur. Bunun sonucunda hem etkili bir ayrma yaplabilir hem de masa kapasitesi artar (nal, 1985).

ekil 1.7. Akan su tabakasnda kat hareketi zerindeki eik etkisi (Bayat, 2009)

23

1. GR

Sultan MEK

ekil 1.8. Wilfley Tipi Sallantl Masa (, Maden Mh. Blm Cevher Hazrlama Laboratuar) Sallantl masalarda maksimum performansa ulamak iin dikkat edilmesi gereken faktrler: Besleme Mal: Masalarda hem boyut hem de younlua gre bir ayrm sz konusu olduundan besleme maln nceden bir tane snflandrmasna tabii tutmak sallantl masann kapasitesini ve verimini artracaktr. En byk tane irilii kmr iin yaklak 18 mm ve cevher iin 1,7 mm olan malzeme sallantl masalarda ileme tabi tutulabilir. Alt boyut ise yksek zgr arla sahip cevherlerin baz uygulamalarnda 0,025 mmye kadar inmektedir. zgl Arlk: Sallantl masalar pulp halinde aralarnda yeterli zgl arlk fark bulunan mineralleri birbirinden ayrmada kullanlmaktadr. Zenginletirme kriteri 1,25in zerinde olan herhangi iki mineral birbirinden baarl bir ekilde ayrlabilmektedir. Ancak mineraller arasnda ekil fark mevcutsa, zenginletirme kriteri 1,0 civarnda olsa bile ayrma yaplabilmektedir. Eik Konumu: Masalar genelde iki tiptir: (a) derinlik ve youn eik yap sistemi ile tanmlanan ve iri tanelerin zenginletirildii kum masalar, (b) ok ince taneli ve az younluklu malzemenin eikler zerinde kayarak uzaklatrlmasnn amaland ok az derinlie sahip lam masalardr. Eikler aras mesafe en byk tanenin boyutunun en az 3 kat olmaldr.

24

1. GR

Sultan MEK

Kapasite: Sallantl masann kapasitesi beslenecek malzemenin tane boyutu ve zgl arl ile ilemin (kaba zenginletirme veya temizleme) cinsine baldr. 1,7-1,2 mm boyutlarndaki cevherin zenginletirilmesinde normal boyutlardaki bir masann kapasitesi 2 t/sdir. lam masalarnda ise 0,1 t/ste kadar kapasite inmektedir. Hz ve Genlik: Ortalama hareket iri malzeme iin hz dakikada 230-285, ince malzeme iin ise 285-325 gidip-gelme arasndadr. Ortalama hareket genlii 19 mm olup 25 mmye kadar kabilmektedir. ri taneli malzeme iin uzun genlikdk hz, ince malzeme iin ise ksa genlik- yksek hz kullanlmaktadr. Kaba ayrmada uzun genlik-dk hz, temizlemede ise ksa genlik- yksek hz kullanlmaktadr. Masa Eimi: Sallantl masalarn eimi, cevher boyutuna, ayrlacak minerallerin zgl arlna, ayrma cinsine ve ykama su miktarna gre deimektedir. nce cevherler iin 1/48 - 1/24, iri cevherler iin 3/48 - 1/12 ve kaba zenginletirmede 1/6ya kadar eim kullanlmaktadr. Su Sarfiyat: Sallantl masalarda su tketimi beslenen malzemenin tane iriliine ve ilemin cinsine (kaba veya temizleme) gre deiir. Kaba

zenginletirmede 1,4 ton su/ton cevher, temizlemede ise 1,2 ton su/ton cevher kullanlmaktadr. lam masalarnda ise 10 ton su/ton cevhere kadar su harcamas kmaktadr. Masalarda ilave verilen su miktar yaklak tm su sarfiyatnn %25i kadardr. G Sarfiyat: Tek katl masalarda g tketimi 0,7-2,2 kws/ton arasnda deimekte, iki veya katl masalarda ise 2,3 kwh/t olarak belirlenmektedir. Bakm: lemin durmasna yol aan en byk neden masa eiklerinin ve kaplamann deitirilmesidir. Gnmzde kullanlan modern masalarn yzeyi kauuk veya maun ile kaplandndan mrleri en az 10 yl olmaktadr (Bayat, 2009).

25

1. GR

Sultan MEK

1.8.7. Multi Gravite Ayrcs (MGS) le Zenginletirme ngiliz Teknoloji Grubu desteiyle Richart Mozley tarafndan ince ve ok ince boyutlu minerallerin aynlmas amacyla gelitirilmi ve endstriyel lekte kullanm gerekletirilen bir gravite ayrcs olan multigravite cihaz, sallantl masa dzeninin bir tambur ekline dntrlerek kullanlmas prensibi ile tanmlanabilir. Bu tamburun belirli hzla dndrlmesiyle mineral tanelerine kar etkin olan yerekimi kuvvetinden daha byk bir merkezka kuvvetinin etkisi altnda tanelerin tambur yzeyinde yan kat bir tabaka oluturmas ve yardmc niteler aracl ile zenginletirme ilemi gerekletirilmektedir. rnein; Adanann Alada blgesinde Pnar Madencilik A..de MGS ile krom zenginletirme almalar yaplmaktadr. Cihaz bir yan ak ulu 0,6 m. uzunluunda 0,5 m apnda tambur eklinde bir gvdeye sahiptir (ekil 1.9). Tambur i yzeyi zerinde 6-24 G deerinde yerekimi kuvvetine edeer bir merkezka kuvveti oluturacak ekilde 150-300 dev/dk hzla saat ynnde dnmektedir. Ayn anda eksenel dorultuda 4-5,7 cm/sn frekansla 10-20 mm arasnda deien sinsoidal bir titreim hareketi de tambur hareketi zerine eklenmitir.

ekil 1.9. MGS nitesi ematik grnm (Chan ve ark, 1994)

26

1. GR

Sultan MEK

Tambur hareketini salayan eksantrik aft tarafndan tahrik edilen, tamburla ayn ynde, tambura gre biraz daha hzl dnen ve zerinde kreyiciler bulunan bir nite vardr. alma srasnda kreyiciler kat taneleri tamburun dar, ak d azna hareket ettirecek ekilde dizayn edilmitir. MGS nitesi %20 kat orannda 0,2 t/s kapasite ile alabilmektedir. MGS nitesinden ayrma ilemi ise uygun kat oranndaki pulp, belirli bir basnla hareketli tamburun orta noktasndan i yzeye beslenir. Bir anlamda besleme srasnda oluacak trblans etkisi azaltlmaktadr. Ykama suyu ise tamburun st k ucuna yakn bir noktadan verilir. Ar veya yksek zgl arlkl mineraller akkan tabaka iinde dibe kmekte, tambur yzeyine tutunmakta ve merkezka kuvvetinin etkisiyle adeta kat halde tabaka oluturmaktadr. Akkan tabakann st yzeyleri ise byk oranda kat taneler iermeyen sulu durumda hafif mineralleri kapsar (Yldrm ve ark, 1995). Gvdeye verilen titreim hareketiyle; akkan tabaka iindeki tanelere ek bir ayrma kuvveti uygulanm olmaktadr. zel olarak dizayn edilmi kreyicilerse tambur yzeyinde hareket ederlerken tambur yzeyinde oluan tabakay kremekte, bylece dereceli tabakalama salamaktadr. Tambur yzeyine tutunarak hareket eden yksek younluklu taneler kreyiciler tarafndan yukar doru tanarak st ktan, hafif younluklu taneler ise ykama suyu etkisiyle alt ktan alnr. MGS, drt yllk bir sre iinde gelitirilmi ve bu sre iinde deiik parametrelerin incelendii be prototip makine yaplmtr. Bu prototiplerde; Dikey, yatay, silindirik ve gittike daralan konik gvdeler Kesikli ve srekli ilem Dairesel ve eksenel titreim, asimetrik hareket Kreyici dizayn, ykama suyu gibi parametreler denenmitir.

MGS nitesi yukarda sz edilen prototipin stn zelliklerini bir arada toplamtr. Bunlar; Hafif konik yatay tambur, Srekli ilem, Eksenel titreim Tek bir kreyici sistem (Chan ve ark, 1994).

27

1. GR

Sultan MEK

C900 tipi Mozley firmasnn rettii Multi Gravity Seperator cihaznnn alma parametreleri u ekildedir: Tambur dnme hz Tambur salnm frekans Tambur salnm genlii Tambur eim as Ykama suyu miktar Besleme kapasitesi : 100 300 dev/dk : 4/4.8/5.7 dev/sn : 10/15/20 mm : 0-9o : 0 10 L/dk : maksimum 200 kg/s (kuru)

MGSnin Pilot apta Kullanm Pilot apta MGS (ekil 1.9), hafif, konik, ak kl, 0,5 m ap 0,6 m uzunluktaki bir tamburdan ibarettir. Tambur yzeyinde meydana getirilen 6 ile 24 G yerekimsel ekime eit, merkezka, kuvvet ile saat istikameti ynnde 150 ile 300 dev/dk arasnda deien hzla dndrlr. Tambur iine bir kreyici monte edilmitir. Bu, tamburla ayn istikamette fakat biraz daha hzl dner. Mekanizma, tamburun daha dar olan ak kna doru kelmi katlar kazmaktadr. MGSnin Endstriyel apta Kullanm Endstriyel apta MGS, pilot aptakinin geniletilmi bir eklidir (ekil 1.10). Tek bir krank mili ile titreim mekanizmasnn salanabilmesi iin srt srta monte edilmilerdir. Bir tambur tarafndan aa karlan titreim dierinden aa kan titreim ile dengelenir. Saatte 2 ton kat kapasitesine kadar dizayn edilirler.

28

1. GR

Sultan MEK

ekil 1.10. Mozley Multi Gravite Ayrc (Kdman, 2009) 1.8.7.1. MGS Tasarm zellikleri

Tambur: Paslanmaz elikten oluan silindirik gvde bir ucu kapatlm ve i yzeyi poliretan ile astarlanmtr. Astar ak d uca doru daralarak konik bir yap oluturur. Anmaya kar daha dayanml olan poliretan kaplama, ayn zamanda tamamen przsz bir yzey salamaktadr. Kreyiciler (skrayper): MGS'yi klasik gravite ayrmas yapan nitelerden ayran nemli unsurlardan birisi kreyicilerdir. Tambur iinde; tambur eksenine paralel ve birbirleri ile 90 al olacak ekilde yerletirilmi 4 adet kreyici kolu bulunmaktadr. Bu kollarn herbiri zerinde ise eit aralklarla yerletirilmi 65 cm uzunluunda 8-9 adet kreyici bulunmaktadr. Tambur ekseni ile 60olik a yapacak ekilde konumlandrlan kreyiciler tambur yzeyine "hemen hemen" temas edecek ekilde yerletirilmitir. Kreyici yzeyleri de tambur astar gibi poliretan ile kaplanmtr. Kreyicilerin bal olduu kol tamburdan %2,5 orannda daha hzl dnmektedir. Kreyiciler tambur yzeyinde hareket ederken, plp tabakasnn iinden geer, bylece taneleri tamburun ak st ucuna doru kreyerek tamaktadr. Bu kreme ileminde her bir kreyici, mineral tanelerini 35 mm meyil

29

1. GR

Sultan MEK

yukar hareket ettirir. Tamburun st k azna yakn bir noktadan verilen ykama suyu ise tabakay ykayarak hafif mineralleri alt ka doru tamaktadr. Sz edilen kreyici kollar uygun llerde endstriyel lekli nitede de bulunmaktadr. Hareket mekanizmas: Cihazlarda hareket mekanizmas mmkn olduunca basit tutulmutur. Elektronik ve mikro-prosesrlerden kanlmtr. Pilot lekli MGS nitesinde 0,5 kW lk 2 adet elektrik motoru kullanlmtr. Bu motorlardan birisi basit bir eksantrik ile titreim hareketini, dieri ise dili-zincir sistemi ile tambur ve kreyici'nin dnn salamaktadr. Endstriyel lekli MGS nitesinde, 2,2 kW lk bir motorla iki tamburun titreim hareketi, 2 adet 1,1 kW lk motorla ise tamburlarn ve kreyicilerin dn salanmaktadr. letme deikenleri: MGS nitesinde; tambur dn hz, titreim bykl, ykama suyu miktar, tambur eim a, besleme miktar ve hz ile pulpta kat oran nemli iletme parametreleri olmaktadr. Tambur dn hz: Tambur dn hz, ayrma ilemini iki ynden etkilemektedir. lk olarak, plp akn eksenel dorultuda tamburun alt k ucuna doru hzlandrr, ikinci olarak da tanelerin atalet ktlelerini arttrarak tambur yzeyine yapmasn ve adeta kat yzey olumasn salar. 300 dev/dk hzla dnen tambur iindeki bir taneye etki eden merkezka kuvveti 24 G kadar arttrlmakta, buna karn tane bykl baka bir deyile; MGS nitesinde dier klasik gravite ayrmas yapan nitelere gre 5 kez daha kk boyutlu tanelerin ayrlmas mmkn olmaktadr. Tamburun dn hznn arttrlmas ile (dier parametreler sabit) ar mineral miktar artarken, tenr dmektedir. Mineraller arasndaki younluk fark byk olduunda dk, younluk fark kk olduunda ise yksek "G" kuvvetinde ayrma uygun olmaktadr. Titreim Younluu: Tambur almas srasnda titreim frekans 3-6 dev/sn, titreim genlii ise 3,812,5 cm arasnda deitirilebilmektedir. Titreim sinuzoidal dalga formunda eksen dorultusunda olmaktadr. Titreim hareketi sonucu olarak; ayrma srasnda taneler zerine ek kesme (koparma) kuvveti uygulanm olmaktadr. Titreim younluunun arttrlmas (dier parametreler sabit) halinde ise verim derken, mineral ierikleri ykselmektedir.

30

1. GR

Sultan MEK

Ykama Suyu Miktar: Ykama suyu tamburun st k azna yakn bir noktadan verilmektedir. Ykama suyu miktar ve ak hz ayrmay nemli lde etkilemektedir. Ykama suyu miktar ayn zamanda plp younluuna da bal olmaktadr. Tambur Eim As: Tambur ekseni ile yatay arasndaki eim as, malzemenin zelliine bal olarak 0-5o arasnda deimektedir. nce boyutlu ve dk younluklu mineraller iin kk, iri boyutlu ve yksek younluklu mineraller iin ise byk eim alarnda allmaldr. Pulp Younluu, Besleme Hz: Beslenecek malzemenin pulp younluu %10-50 arasnda deimektedir. Daha yksek younluklarda ise ykama suyu miktarlar ile pulp younluu ayarlanabilmektedir. Ayrma kapasitesi tambur ap ile balantldr. Pilot lekli MGS nitesinde 0.2 t/s, endstriyel lekli iki tamburlu (twins drum) MGS nitesinde ise 2 t/s kapasiteye ulalmaktadr. Ayn miktardaki malzemenin klasik sallantl masada ayrlmas iin MGS'in yzeyinden 6 kat fazla bir ayrma yzeyine sahip olmas gerekmektedir (Chan ve ark, 1994).

1.8.8. Flotasyonla Manganez Zenginletirmesi

Dier zenginletirme yntemlerine oranla verimlilii nedeni ile flotasyon (kpkl yzdrme) yntemi son 2530 yldan beri btn dnya lkelerinde dk tenrl manganez cevherlerinin zenginletirilmesi amac ile zel bir dikkat toplamtr. Yurdumuzdaki manganez cevherlerinin byk bir ounluunun toprak grnl oksit cevheri tipinde olular, krma-tme ilemleri srasnda bol miktarda ince malzeme meydana getirmeleri, manganez mineralleri ile gang minerallerinin ok iyi karm olmalar ve tane serbestlemesi iin tme ileminin gerekli olmas nedeniyle, flotasyon yntemi zenginletirme yntemleri arasnda yurdumuz manganez oksit cevherlerinin deerlendirilmesinde en nemli yntem olarak ortaya kmaktadr.

31

1. GR

Sultan MEK

Mekanik zellik farkna, younluk farkna, manyetik zellik farkna dayal zenginletirme yntemi uygulanan tesislerin artklarndaki (lam art ve dier artklar), mangan kaaklarn azaltp tesisin genel verimini ykseltmek iin, bu artklardan flotasyon yntemiyle mangan konsantreleri kazanlr. Ayrca yukardaki yntemlerle zenginletirilemeyecek zellikte, mangan oluumu ieren cevherler ekonomik olmas kouluyla yalnz bana flotasyon yntemi ile

zenginletirilmektedirler.

1.8.8.1. Manganez Oksitler

Cevherler iindeki dalm oranlar ynnden oksit cevherleri flotasyon ynteminde n plana gemitir. Manganez oksitler genellikle sabun flotasyonu ile iyi sonu vermektedirler. Bu genelleme, cevher ok az miktarda gang lam veya zararl znebilir tuzlar ierdii zaman zellikle doru kabul edilebilmektedir. Ancak bu ideal durum, dnya manganez cevherlerinde seyrek grlmektedir (Ateok, 1977). Mangan oksitler gzenekli olduklarndan flotasyonlarnda fazla ya asidi ve sabun gerektirirler. Kristal yapdaki mangan oksitler, amorf yapdaki mangan oksitlere gre daha kolay yzerler. Ayrca mangan oksit mineralleri ince tanede serbestletiklerinden veya zenginletirmeye hazrlama aamasnda ok ince taneye ufalandklarndan flotasyonlarnda glkler ortaya kmaktadr (nal ve Ateok, 1994). Oksit flotasyonunda en byk sorun belirli gang mineralleri ve manganez minerallerinin lamlamaya ynelmesidir. Kil ve demir oksitler yaygn olarak manganez oksit mineralleriyle birliktedir ve lam olutururlar. 10 ya da 20 mikrondan daha ince boyutlu olan lam, flotasyona olumsuz ynde etki etmektedir. ncelikle bu sorunu ortadan kaldrmak iin lamszlatrma yapmak gerekir. lam alnm rnekte flotasyon selektivitesi daha da artar. Ancak lamszlatrma yararl olmasna karn, lamla birlikte giden manganez genellikle ok fazladr. Bu nedenle, zararl lam atmak iin yaplan lamszlatrma ilemi her zaman ekonomik olmayabilir. Oksit manganez cevherlerinden elde edilen lamlarn flotasyon ettleri eski S.S.C.B.'de geni bir ekilde yaplmtr (Ateok, 1977).

32

1. GR

Sultan MEK

Chkalov (eski S.S.C.B.) zenginletirme tesisinde manganez lamlarnn (20 mikron alt) flotasyonu; emlsol, motorin ve talloil (1:4:1) emlsiyonu ile salanmtr. Benzer bir alma Mkheidze T.A. ve arkadalarnca (S.S.C.B. 1972) 20 mikron boyutu altndaki manganez lamlarna uygulanm, emlsiyon karm iin, talloil, motorin ve alkali slfat kullanlmtr. Ancak manganez verimi konsantrede ok dktr (Mkheid, 1974). Ayrca son yllarn yeni bir geliimi olan elektroflotasyon yntemi, Glembotsky tarafndan 10 mikron altnda bulunan manganez lamlarna uygulanm, cevher iinde bulunan kil mineralleri

yzdrlmtr (Glembotsky, 1973). Genellikle manganez oksit flotasyonunda anyonik toplayclardan olan oleik asit kullanlmaktadr (Ateok, 1977). Bu toplayc emlsiyon durumunda ya da sabun olarak kullanlmaktadr. Ancak eitli aratrmaclar zaman zaman almalarnda petrol rnlerine de yer vermilerdir. Mangan oksitlerin flotasyonunda ntr pHtaki pulpa gaz ya ilave edilerek, mangan oksit minerallerindeki porlarn ya ile dolarak kapanmas salanr. Ya ile muamele edilmi cevherdeki mangan oksitleri ya asidi ve sabunla toplanarak yzdrlr. Kullanlan gaz ya gzenekleri kapatarak fazla toplayc sarfiyatn nledii gibi, fazla kpk oluumunu da engeller (Atak, 1974). laml manganez oksit cevherlerinin flotasyonu olduka yaygndr.

Arkansas'taki (A.B.D.) Batesville manganez cevherlerine ok yaygn biimde uygulanmtr. Chiatura (S.S.C.B.) manganez cevherlerinin byk bir ounluu flotasyon yntemi ile zenginletirilmektedir. %12,4 Mn ieren tvenan cevher, flotasyon sonucunda %28 Mn ierikli olarak %45 verimle kazanlmaktadr (Vitovtiv, 1974). Grushev (S.S.C.B.) ve Kba'da bulunan flotasyon tesislerinde, gang mineralleri olarak kuvars, silikatlar ve kil mineralleri ieren manganez oksit cevherleri baaryla zenginletirilmektedir. laml manganez oksitlerin flotasyonunda gang ierii nemli rol oynamaktadr. Kil, demir oksitler, silis ve silikat mineralleri ieren manganez cevherlerinin flotasyonu olduka basit saylr (Bondarenko, 1973). Gang mineralinin demir minerallerinden, manyetit ve hematit minerallerinin ise mangan minerallerinden ayrlmas olanakldr. Limonit ise genellikle

ayrlmayabilir. Limonit'in mangan minerallerinden flotasyon ilemi srasnda

33

1. GR

Sultan MEK

ayrlmaynn nedeni; her ikisinin de hidrate mineral olmalar gsterilebilir (Ateok, 1977). Kalsit gang ieren cevherlerin flotasyonu imdiki bilgilerle olanaksz grlmektedir. Bu tr manganez oksit cevherlerine ters flotasyon uygulanmaktadr. Manganez oksitlerin flotasyonu olanakszdr. Manganez oksitlerin flotasyonunda kalsit gang da, manganez mineralleri ile birlikte yzerler. Bu nedenle, ilk kademede ters flotasyon uygulanarak kalsit alnr. Daha sonra gerekirse, pH drlerek mangan oksitler ya asitleri ile yzdrlr. Manganez oksitlerden kalsit gangn flotasyonla seerek ayrmada, manganez oksitlerin yzmesini nlemek iin, yeterli miktarda sodyum hidroksit ve sodyum silikat kullanlr. Kalsitin flotasyonu iin emlsifiye edilmi oleik asit genellikle kullanlan toplaycdr (Ateok, 1977).

1.8.8.2. Karbonatlar

Manganez karbonat mineralleri zellikle rodokrozit ieren manganez cevherleri, oksitlerden ok daha fazla flotasyona uygundur. Bu cevherler genellikle zararl lam iermezler, daha basit flotasyon koullarnda kolaylkla kazanlabilirler. Anaconda, Montana (A.B.D.) cevherinde slfrler ve silikatlarla birlikte MnCO3 vardr. Flotasyonla mangan karbonat kolaylkla alnabilmektedir. Keza, Chiatursk (S.S.C.B.) mangan karbonat cevherleri petrol rafineri rnleri ile flotasyona tabi tutulmu ve olumlu sonular alnmtr (Eigeles, 1974). Rodokrozit flotasyonla kolayca zenginletirilerek yksek tenrl konsantreler retilebilmektedir. Na2CO3 (500 g/t) ile pH ayarlanan pulptaki gang mineralleri, (2.000 g/t) sodyum silikatla bastrlarak, (2.000 g/t) sabun ile rodokrozit yzdrlp yksek tenrl mangan konsantresi retilebilir. Cevherde metalik slfr mineralleri varsa, nce slfr mineralleri bakr slfatla canlandrlarak potasyum amil-ksantat (25 g/t) ile yzdrldkten sonra, mangan karbonat flotasyonu uygulanr (Gaudin ve Ergunalp, 1946).

34

1. GR

Sultan MEK

1.8.8.3. Silikatlar

Manganez silikat cevherleri genellikle flotasyona uygun deildir. Bu konuda yaynlanm bir almaya rastlanlamamtr. Ancak uygun koullarda katyonik toplayclarn rodonit'i (MnSiO3) silikat minerallerinden ve dier gang

minerallerinden seerek alabilecei bilinmektedir.

1.8.9. Manyetik zellik Farklarna Gre Manganez Zenginletirmesi

Dnya genelinde teknolojideki gelimeler ve artan rekabet koullarna ek olarak hzla artan pazar talebi, cevher endstrisinde daha kaliteli rnlerin daha dk maliyetle retilmesini zorunlu klmaktadr. Gnmzde bata endstriyel hammaddelerin zenginletirilmesi olmak zere pek ok sanayi kolunda kullanlan manyetik ayrclar, youn olarak yrtlen almalara bal olarak giderek daha yksek verimlerle altrlmakta ve artan kullanm alanlar bulmaktadr. Yksek alnganlkl veya yksek gradyanl manyetik ayrclar, kimya, biyokimya, evre, nkleer ve dier endstri kollarnda da karmak problemlere zmler getirebilmektedir. Bu kadar eski ve bu denli yaygn pratik kullanm alan bulmu yksek alan iddetli manyetik ayrma ynteminin fiziksel temellerinin, ayrmada etkili olan parametrelerin ve bu parametreler arasndaki ilikilerin incelenebilmesi ise son 20 senedir mmkn olmutur. Bir manyetik ayrcnn kullanlma amac, manyetik alnganlklar

ferromanyetiklerden diamanyetiklere kadar geni bir aralkta yer alan ve boyutlar milimetrelerden mikrometrelere kadar deiebilen taneleri kazanmak veya

uzaklatrmaktr. Bunun yannda, cevher hazrlamada manyetik alnganlklar arasnda fazla bir fark olmayan ancak aralarnda geni bir boyut fark bulunan ok farkl minerallerin de zenginletirilmesi gerekebilmektedir. Bu tr tanelerin kazanm iin farkl ekillerde oluturulan ve bir uygulamadan dierine etkin olarak uyarlanabilen manyetik alan iddetine gereksinim duyulmaktadr. Manyetik bir taneyi ayrabilmek iin gereken manyetik kuvvet sadece mineralin fiziksel zellikleri ve manyetik indksiyona deil, manyetik alan gradyannn byklne de baldr.

35

1. GR

Sultan MEK

Bu yzden yksek seimlilikte bir ayrm yapabilmek iin manyetik indksiyon ve alan gradyannn titizlikle belirlenmesi ve uygun ekilde ayarlanmas teknik ve ekonomik bir zorunluluktur. Demir cevherlerinin zenginletirilmesiyle artan manyetik ayrclarn kullanm, dk alnganlkl cevherlerin zenginletirilmesi ve dk alnganlkl gang minerallerinin cevherlerden uzaklatrlabilmesi gibi zorunluluklara yksek alnganlkl ve yksek gradyanl ayrclarn zenginletirilmesiyle ivme kazanmtr. Yksek alan iddetli yksek gradyanl rulo tip kuru manyetik ayrclar, mknats teknolojisindeki gelimelere paralel olarak birok sektrde tercih edilir olmutur. Baz cevherlerde, manganca fakir olan ferromanyetik duyarlla sahip minerallerle, manganca zengin paramanyetik duyarlla sahip mangan minerallerinin birlikte bulunduu grlr. Bu tip cevherlere yksek alan iddetinde manyetik zenginletirme uygulandnda fakir-zengin, ar-hafif mangan mineralleri topluca yksek kazanma verimleri ile konsantreye alnabilmektedir. Fakat bu konsantrelerin tenrleri fazla olmamaktadr. Byle cevherlere nce younluk farkna dayal zenginletirme uygulandnda younluklar yksek (3,5 g/cm3 ten fazla) mangan mineralleri konsantreye geerek zengin mangan konsantreleri oluturmaktadr. Fakat 3,3 g/cm3'ten daha dk younlua sahip, manganca fakir mangan mineralleri ata katklarndan younlua dayal zenginletirmesinin (jig, sallantl masa) kazanma verimleri yetersiz olmaktadr. Bu durumda nce younluk zenginletirmesiyle yksek mangan tenrl konsantre, sonra bu yntemin artklarn yksek alan iddetli manyetik zenginletirme uygulanarak biraz daha az tenrl bir konsantre retilerek, mangan kayplar ok dk dzeylere indirilmektedir. Manganez cevherlerinin manyetik zenginletirilmesi 500025000 Gauss iddetindeki yksek manyetik alanlarda gerekletirilir (Bayat, 2010). Manyetik ayrma ile ilgili son yeniliklerden biri de kalc mknatsla sahip yksek alan iddetli yksek gradyanl rulo tipi kuru manyetik ayrclarn gelitirilmesi olmutur. Bu ayrclar indklenmi tambur tipi ayrclara gre daha kuvvetli ve nisbeten iri taneler zerindeki etkili kullanmlar nedeniyle yaygn kullanm alan bulmu ve zellikle endstriyel hammaddelerin zenginletirmesinde tercih edilir olmutur (Arvidson, 1988).

36

1. GR

Sultan MEK

1.8.9.1. Kalc Mknatsl Rulo Tipi Manyetik Ayrc

Manyetik zenginletirme ileminde esas d kuvvet manyetik kuvvettir. Bir mineralin dierlerinden ayrlmas manyetik kuvvet ve dier etkili kart kuvvetlerin (yerekimi, hidrodinamik, eylemsizlik, srtnme ve merkezka kuvvetler) bileimine baldr. Manyetik kuvvetlerin deeri ve yn alan konfigrasyonuna ve tanelerin manyetik zelliklerine baldr. Kuru manyetik ayrma ileminde esas kart kuvvet, yerekimi kuvvetidir (Peter ve ark, 2001). Manyetik alan salayan rulo, bir seri Nd-Fe-B alaml mknats ve elik disk diziliminden meydana gelmektedir. Ekipmana hareketi salayan motor, manyetik ruloyu hareket ettirir. Dzenekte manyetik olmayan ikinci bir rulo mevcuttur. Her iki ruloyu kaplayan kevlardan mamul ince ve dayankl bir bant ise hareketi ilettii gibi, titreimli bir besleyiciden dklen malzemenin manyetik rulo zerine tanmasn salar. Bata manyetik kuvvet, merkezka kuvvet ve yerekimi kuvvetinin bilekesine gre yrngesi belirlenen taneler manyetik ruloyu terk ettikten sonra konumu ayarlanabilen bir blc bak marifetiyle manyetik rn, ara rn ve manyetik olmayan rn blmelerinden birinde toplanrlar. ekil 1.11de endstriyel lekli bir rulo tipi yksek alnganlkl manyetik ayrc ve ekil 1.12de bu ayrcnn kesit ekli gsterilmitir.

37

1. GR

Sultan MEK

ekil 1.11. Endstriyel lekli rulo tipi kuru manyetik ayrc (Hassoy, 2007)

ekil 1.12. Rulo tipi kuru manyetik ayrcnn temsili kesit grnm (Hassoy, 2007) Manyetik rulolar, kalnlklar 3 ile 12 mm arasnda deien Nd-Fe-B alaml kalc mknats disklerin yumuak elikten yaplm diskler arasnda dilimler eklinde birletirilmesiyle yaplrlar. Bu dizilim 1,7 Tesla civarnda bir manyetik alan iddeti salar (Arvidson, 1985). Curie scakl 300 oC civarnda olduu iin malzemenin 150 oCden dk scaklklarda beslenmesine de toleransldr (Rodewald, 1985).

38

1. GR

Sultan MEK

Nd-Fe-B alaml mknatslar dier mknats malzemelerinden daha yksek dayanma sahiptir. Ancak, neodyumun hzla oksitlenmesi nedeniyle uygun boya veya kaplama yntemleriyle korunmas gerekmektedir. Dier yandan, yaplan

almalarda kobalt ve alminyum gibi elementlerin Nd-Fe-B bileimlerine eklenmesinin mknatslarn manyetik ve scaklk zelliklerinin gelimesinde ve oksitlenme problemlerinin nne gemede faydal olaca bulunmutur (Mizoguchi ve ark, 1986). Manyetik alan gradyan ok yksek ve manyetik alan doygunluk seviyesine (yaklak 2 Tesla) ulaabildii iin tanelere etkiyen manyetik kuvvet de byktr. Besleme hz ve seimlilii indklenmi manyetik rulo ve apraz bantl manyetik ayrclara gre daha yksektir. Tanelerin yrngesini etkileyecek hava boluu gibi kstlamalar mevcut olmad iin taneler banttan aldklar yeterli ivme sayesinde dzgn ekilde hzlanabilirler. Ayrm koullar iyi kontrol edilebilen bu ayrclarda elektrostatik kuvvetlerin etkisi de dktr. Herhangi bir s retimi (Eddy akmlar) olmad iin havalandrmaya ihtiya duyulmamaktadr. Etkin bir toz korumas salamak iin ayrcnn zeri kapatlmaktadr (Arvidson, 1990). Rulo tipi manyetik ayrc zerindeki almalarnda tanelerin hareketini inceleyen Koop (1984) elik diskleri hava boluklu kabul ederek ayrma neden olan kuvvetleri ve mekanizmay aklamaya almtr. Koop (1984)a gre manyetik zellie sahip bir tane zerinde kuvvet mevcuttur; a) Yn rulo merkezine doru olan manyetik kuvvet b) Yn rulo merkezinden da doru olan merkezka kuvveti c) Yn rulo merkezinin izdm olan yerekimi kuvveti

1.8.9.1.(1). RE Manyetik Ayrclarn zellikleri

Rulo tipi kuru RE manyetik ayrclarn tasarm olduka basittir (ekil 1.13). Bu tr manyetik ayrclar, ndeki manyetik olmak zere iki rulo, malzeme aktarmn salayan ince ve dayankl bir bant, manyetik ve manyetik olmayan

39

1. GR

Sultan MEK

malzemeleri birbirinden ayran bir blc baktan olumaktadr. Besleme genellikle, ayarlanabilir bir titreimli besleyici tarafndan yaplmaktadr.

ekil 1.13. Rulo tipi manyetik ayrcnn yandan ematik grnm (Ekmeki, 1990) Rulo tipi yksek alan iddetli srekli mknatsl manyetik ayrclarn kalbi olan manyetik rulo ince (312 mm arasnda deien), Fe - Nd - B alaml srekli mknats disklerinin yumuak elikten yaplm diskler arasnda dilimler halinde sktrlmasyla yaplmtr (ekil 1.14) ve 1,7 Tesla civarnda bir manyetik alan iddeti yaratt belirlenmitir (Arvidson, 1985).

ekil 1.14. Permroll manyetik ayrcnn manyetik rulosu (Ekmeki, 1990)

40

1. GR

Sultan MEK

Rulo tipi manyetik ayrclar, manyetik rulo zerinden geen manyetik ya da zayf manyetik tanelerin yrngelerini manyetik kuvvet ile saptrarak manyetik olmayan tanelerden ayrrlar. Bu ilem srasnda tane zerine ayn anda manyetik kuvvet ve merkezka kuvvet etki ederken bileke kuvvetin yn ve byklne bal olarak tanelerin yrngeleri belirlenir (ekil 1.15).

ekil 1.15. Rulo manyetik ayrcda tanelere etkiyen kuvvetler (Ekmeki, 1990)

1.8.9.1.(2). alma Parametreleri

Rulo tipi manyetik ayrclarda, manyetik ayrmaya etki eden alma parametreleri; rulo dn hz, besleme tane boyu, blc bak ayar, bant kalnl, manyetik rulo konfigrasyonu ve aama says olarak sralanabilir. Bu tr manyetik ayrclar srekli manyetik alan iddetine sahip olduklarndan, manyetik ayrma ilemi bata rulo hz ve besleme tane boyu olmak zere, blc bak ayar, manyetik rulo konfigrasyonu, bant kalnl ve besleme hz ile kontrol edilmektedir.

41

1. GR

Sultan MEK

1.8.9.1.(3). Rulo Dn Hz Rulo tipi yksek alan iddetli srekli mknatsl manyetik ayrclar, genellikle, 40 dev/dk ile 500 dev/dk arasnda deien geni bir rulo dn hz aralna sahiptir. ok kuvvetli manyetik zellie sahip tanelerin ayrm sz konusu olduunda rulo dn hz 700 dev/dk deerine kadar kabilmektedir. Belli bir hzda dnen bant zerine beslenen tanelerin izgisel hzlaryla bantn izgisel hznn eit olduu kabul edilmektedir. Taneler manyetik rulo zerindeyken merkezka, yerekimi ve manyetik olmak zere kuvvetin etkisi altnda kalrlar (ekil 1.15). Bylece, besleme malzemesi iinde bulunan farkl manyetik alnganla sahip mineraller, etkisi altnda kaldklar bileke kuvvetin yn ve byklne bal olarak, manyetik ya da manyetik olmayan ksmlardan birine geerler. Manyetik ksma gemesi istenen minerallerin manyetik alnganlklar azaldka, zerlerine etkiyen merkezka kuvvetini azaltmak iin rulo dn hzn azaltmak gerekir.

1.8.9.1.(4). Besleme Tane Boyu

Daha nce de belirtildii gibi, rulo tipi manyetik ayrclarda manyetik ayrma ilemi, belli bir manyetik alnganla sahip tanelerin manyetik rulo zerinden geerken, yrngelerinin uygulanan manyetik kuvvet tarafndan saptrlmas ilkesine dayanmaktadr. Genel fizik yasalarna gre, iri tanelere etkiyen merkezka kuvvet ince tanelere etkiyenden daha byktr. Bu nedenle iri taneler ince tanelerden daha uzaa frlatlrlar. Verimli bir ayrmann gerekletirilebilmesi iin, besleme tane boyut aral bu faktrler gz nne alnarak belirlenmelidir. ri tane boyutlarnda (>5 mm) beslemedeki en iri tane boyutunun en ince tane boyutuna orannn 2:1 ya da daha az olmas istenir. rnein; 3020 mm, 2010 mm, 105 mm gibi. Daha ince tane boyutlarnda (