ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK ...

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİFEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜDÜŞÜK TENÖRLÜ MANGAN CEVHERLERİNİNZENGİNLEŞTİRİLMESİNİN ARAŞTIRILMASISultan ŞİMŞEKYÜKSEK LİSANS TEZİMADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALIBu Tez --/--/2011 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği/Oyçokluğu ileKabul Edilmiştir.………………..................... …………………………………. …….........................Prof. Dr. Oktay BAYAT Prof. Dr. Mehmet YILDIRIM Doç. Dr. Suphi URALDANIŞMAN ÜYE ÜYE………………...............................Yrd. Doç. Dr. Hüseyin VAPURÜYE………………………………………..……Yrd. Doç. Dr. Öner Yusuf TORAMANÜYEBu Tez Enstitümüz Maden Mühendisliği Anabilim Dalında hazırlanmıştır.Kod No:Prof. Dr. İlhami YEĞİNGİLEnstitü MüdürüBu Çalışma Ç. Ü. Araştırma Projeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir.Proje No: MMF2009YL64Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge ve fotoğrafların kaynakgösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

ÖZYÜKSEK LİSANS TEZİDÜŞÜK TENÖRLÜ MANGAN CEVHERLERİNİNZENGİNLEŞTİRİLMESİNİN ARAŞTIRILMASISultan ŞİMŞEKÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİFEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜMADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALIDanışmanJüri:Prof. Dr. Oktay BAYATYıl: 2011, Sayfa : 103:Prof. Dr. Oktay BAYAT:Prof. Dr. Mehmet YILDIRIM:Doç. Dr. Suphi URAL:Yrd. Doç. Dr. Hüseyin VAPUR:Yrd. Doç. Dr. Öner Yusuf TORAMANBu çalışmada, Antalya ve Yahyalı-Kayseri bölgelerinden alınan mangancevherlerinin; Sallantılı masa, MGS (Multi Gravity Seperator), PERMROLL kurumanyetik ayırma, Flotasyon ve Kimyasal liç yöntemleri uygulanarakzenginleştirilebilirliği araştırılmıştır. Yapılan XRD analizleri sonucunda, Antalyanumunesinin başlıca; Kuvars, Manganit ve Pirolusit mineralleri, Kayserinumunesinin ise başlıca; Kuvars, Hematit, Götit, Todorokit, Mangan Oksitminerallerini içerdiği tespit edilmiştir.Deneysel çalışmalar sonucunda bu cevherlerlerden satılabilir konsantreüretmek mümkün olmamıştır. Ancak MGS deneysel çalışmasında tespit edilenoptimum koşullarda (-0,106 mm tane boyutu, 4 o eğim, 3 L/dk yıkama suyu, 2.2 L/dkbesleme hızı ve 180 dev/dk tambur dönme hızı) yapılan deneyler sonucunda Antalyanumunesinden %41,24 Mn ve %78,71 verim ile MGS konsantresi elde edilmiştir.Kayseri numunesi kullanılarak yapılan kimyasal liç deneysel çalışmasında isebelirlenen optimum koşullarda (1/12 katı oranı, 0,4 M H 2 O 2 , 3 M HCl derişiminde,95 o C sıcaklıkta, 1/12 katı oranında ve 120 dk liç süresi) yapılan deneylerin sonucunagöre Mn’ı çözeltiye alma verimi %99,18 olarak tespit edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Mangan cevheri, Sallantılı masa, MGS, PERMROLL kurumanyetik ayırıcı, Kimyasal liçI

ABSTRACTMSc. THESISINVESTIGATION OF LOW GRADE MANGANESE ORESENRICHMENTSultan ŞİMŞEKÇUKUROVA UNIVERSITYINSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCESDEPARTMENT OF MINING ENGİNEERINGSupervisor : Prof. Dr. Oktay BAYATYear: 2011, Pages: 103Jury : Prof. Dr. Oktay BAYAT: Prof. Dr. Mehmet YILDIRIM: Assoc. Prof. Dr. Suphi URAL: Assist. Prof. Dr. Hüseyin VAPUR: Assist. Prof. Dr. Öner Yusuf TORAMANIn this study, processing of manganese ores taken from Antalya and KayseriYahyalı areas was investigated applying Shaking Tables, MGS (Multi GravitySeperator), PERMROLL Dry Magnetic Seperator, Flotation and Chemical Leachingmethods. Sample characterization by XRD showed that the presence of a variety ofminerals 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 obtainedapplying the methods mentioned above. However, at the optimum conditions (-0,106mm particle size, 180 rpm speed, 4 o incline degree, 2.2 L/min feed rates, 15% pulpdensity) 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 H 2 O 2 , 3 M HCl rate, 95 o Ctemperature, 1/12 pulp density and 120 minutes leaching time) of chemical leachingfor Kayseri sample, leaching yield was 99.18%.Key Words: Manganese ore, Shaking Table, MGS, PERMROLL Dry MagneticSeparator, Chemical LeachingII

TEŞEKKÜRDeneysel çalışmalarda bana gerekli çalışma ortamı sağlayan ve bilgileriylebana yol gösteren danışman hocam Prof. Dr. Oktay BAYAT’a teşekkür ederim.Ayrıca; deneysel çalışmalarda ihtiyaç duyduğum her konuda bana yardımcıoldukları için başta Çukurova Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, MadenMühendisliği Bölüm Başkanı Prof. Dr. Adem ERSOY olmak üzere tüm bölümçalışanlarına,Deneysel çalışmalarda laboratuarlarını bana açtıkları, gerekli cihazlarıkullanmamı sağladıkları için Dokuz Eylül Üniversitesi, Maden MühendisliğiBölümüne, Doç. Dr. Tayfun ÇİÇEK ve arkadaşlarına,Deneysel çalışmalarda laboratuarlarını bana açtıkları, gerekli cihazlarıkullanmamı sağladıkları için İstanbul Teknik Üniversitesi, Cevher HazırlamaMühendisliği Bölümüne, Prof. Dr. M. Sabri ÇELİK ve çalışanlarına,Tezimin her aşamasında yardım ve desteğini esirmeyen Teknisyen ErtuğrulÇANAKÇI’ya,Tezimin her aşamasında yardım ve desteğini esirmeyen Arş. Gör. MahmutALTINER, Seda DEMİRCİ, Güler BAYAR, Zehra ALTINÇELEP, Soner TOP,Burçin KAYMAKOĞLU ve Esma EKİCİ’ye,Bugüne kadarki hayatım boyunca her an yanımda olduklarını bildiğim,benden maddi manevi desteklerini hiç esirgemeyen aileme teşekkürü bir borç bilirim.III

İÇİNDEKİLERSAYFAÖZ .............................................................................................................................IABSTRACT ............................................................................................................ IITEŞEKKÜR ........................................................................................................... IIIİÇİNDEKİLER ....................................................................................................... IVÇİZELGELER DİZİNİ ........................................................................................ VIIIŞEKİLLER DİZİNİ ................................................................................................. XSİMGELER VE KISALTMALAR ....................................................................... XII1. GİRİŞ ................................................................................................................... 11.1. Genel Bilgiler................................................................................................ 31.2. Önemli Mangan Yatakları ve Oluşumları ....................................................... 61.2.1. Volkanik ve Volkano-Sedimanter Birimler İçindeki ManganYatakları .............................................................................................. 61.2.2. Ofiyolitik ve Epiofiyolitik Kayaçlar ile İlgili Yataklar .......................... 61.2.3. Taneli Tortul Kayaçlarla İlişkili (Nikopol Tipi) Mn Yataklar ................ 71.2.4. Karbonatlı Kayaçlarla İlişkili (Morocco Tipi) Mn Yatakları ................. 71.2.5. Okyanus Tabanlarındaki Güncel Mn’li Yumrular ................................. 71.2.6. Bataklık ve Göl Ortamlarında Oluşmuş Mangan Yatakları.................... 81.2.7. Kimyasal Kalıntı Tipi Mn Yatakları ..................................................... 81.3. Türkiye Mangan Yatakları ............................................................................. 91.4. Mangan Rezervleri ....................................................................................... 101.4.1. Dünya Mangan Rezervleri .................................................................. 101.4.2. Türkiye Mangan Rezervleri ................................................................ 111.5. Manganezin Ekonomik Önemi ..................................................................... 131.6. Kullanım Alanları ........................................................................................ 181.7. Mangan Konsantrelerinde Aranan Özellikler ................................................ 191.8. Mangan Cevherlerini Zenginleştirme Yöntemleri ......................................... 201.8.1. Elle Ayıklama ile Manganez Zenginleştirmesi .................................... 211.8.2. Mekanik Özellik Farklarına Dayalı Zenginleştirme ............................. 211.8.3. Yıkama Tesislerinde Manganez Zenginleştirmesi ............................... 21IV

1.8.4. Ufalama Sınıflandırma ile Manganez Zenginleştirmesi ....................... 211.8.5. Gravite ile Manganez Zenginleştirmesi ............................................... 221.8.6. Sallantılı Masalarla Zenginleştirme..................................................... 221.8.7. Multi Gravite Ayırıcısı (MGS) ile Zenginleştirme .............................. 261.8.7.1. MGS Tasarım Özellikleri ....................................................... 291.8.8. Flotasyonla Manganez Zenginleştirmesi ............................................. 311.8.8.1. Manganez Oksitler ................................................................. 321.8.8.2. Karbonatlar ............................................................................ 341.8.8.3. Silikatlar ................................................................................ 351.8.9. Manyetik Özellik Farklarına Göre Manganez Zenginleştirmesi ........... 351.8.9.1. Kalıcı Mıknatıslı Rulo Tipi Manyetik Ayırıcı ......................... 371.8.9.1.(1). RE Manyetik Ayırıcıların Özellikleri ................... 391.8.9.1.(2). Çalışma Parametreleri .......................................... 411.8.9.1.(3). Rulo Dönüş Hızı .................................................. 421.8.9.1.(4). Besleme Tane Boyutu .......................................... 421.8.9.1.(5). Bölücü Bıçak Ayarı .............................................. 431.8.9.1.(6). Manyetik Rulo Konfigürasyonu ........................... 431.8.9.1.(7). Besleme Hızı........................................................ 441.8.9.1.(8). Aşama Sayısı. ...................................................... 441.8.9.2. RE Manyetik Ayırıcıların Avantajları. .................................... 451.8.10. Kalsinasyon Kavurması ile Manganez Zenginleştirmesi ................... 451.8.11. Liç ile Manganez Zenginleştirme ...................................................... 461.8.11.1. Liç Yöntemleri ................................................................... 461.8.11.1.(1). Yığma Liçi .................................................... 461.8.11.1.(2). Yığın Liçi ...................................................... 471.8.11.1.(3). Yerinde Liç ................................................... 491.8.11.1.(4). Tank Liçi ....................................................... 512. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR ................................................................................... 533. MATERYAL VE METOD ................................................................................. 593.1. Manganez Numunesinin Hazırlanması ......................................................... 593.2. Kimyasal Analiz .......................................................................................... 59V

3.3. Sallantılı Masa Deneyleri ............................................................................. 613.4. MGS Deneyleri ............................................................................................ 623.5. Flotasyon Deneyleri ..................................................................................... 633.6. Manyetik Ayırma Deneyleri ......................................................................... 653.7. Liç Deneyleri ............................................................................................... 684. ARAŞTIRMA BULGULARI ............................................................................. 714.1. Numunelerin Karakterizasyonu .................................................................... 714.2. Sallantılı Masa Deneyleri ............................................................................. 744.3. MGS Deneyleri ............................................................................................ 754.4. Flotasyon Deneyleri ..................................................................................... 794.5. Manyetik Ayırma Deneyleri ......................................................................... 824.6. Liç Deneyleri ............................................................................................... 834.6.1. Yates Deneysel Düzen Tekniği ........................................................... 834.6.2. Deney Sonuçları ve Anova Analizi ..................................................... 864.6.3. Optimizasyon Deneyleri ..................................................................... 92SONUÇLAR VE ÖNERİLER ................................................................................ 95KAYNAKLAR ....................................................................................................... 97ÖZGEÇMİŞ ......................................................................................................... 103VI

VII

ÇİZELGELER DİZİNİSAYFAÇizelge 1.1. Cevher hazırlama ve zenginleştirme proseslerinin sınıflandırılması ....... 2Çizelge 1.2. Önemli Manganez mineralleri ............................................................... 4Çizelge 1.3. Dünya Manganez üretimi, rezervleri ve baz rezervleri ......................... 11Çizelge 1.4. Türkiye Manganez cevheri rezervleri .................................................. 12Çizelge 1.5. ABD’de Manganezin kullanım alanları ............................................... 19Çizelge 1.6. Yerinde liç yönteminin olumlu ve olumsuz yönleri.............................. 50Çizelge 1.7. Yağmurlama ve enjeksiyon yöntemleri ................................................ 51Çizelge 3.1. Yates liç deney sıralama düzeneği ....................................................... 70Çizelge 4.1. XRD analizi sonucunda Antalya numunesinde tespit edilenbileşikler ........................................................................................... 71Çizelge 4.2. XRD analizi sonucunda Kayseri numunesinde tespit edilenbileşikler ........................................................................................... 72Çizelge 4.3. Antalya numunesi (tüvanan cevher) kimyasal bileşimi ........................ 72Çizelge 4.4. Kayseri numunesi (tüvanan cevher) kimyasal bileşimi ......................... 73Çizelge 4.5. Sallantılı masa ürünleri kimyasal bileşimleri ....................................... 75Çizelge 4.6. Antalya numunesi ( -0,106 mm) MGS sonuçları .................................. 76Çizelge 4.7. Kantitatif faz (mineralojik) analizi sonuçları ........................................ 76Çizelge 4.8. Antalya numunesi MGS konsantresi kimyasal bileşimi........................ 77Çizelge 4.9. Antalya numunesi MGS artık kimyasal bileşimi .................................. 77Çizelge 4.10. Kayseri Numunesi (-0,106 mm) MGS sonuçları ................................ 79Çizelge 4.11. 1 No’lu deney koşullarına göre yapılan flotasyon deney sonuçları ..... 80Çizelge 4.12. 1 No’lu deney koşullarına göre yapılan Kümülatif flotasyon deneysonuçları ........................................................................................... 81Çizelge 4.13. 2 No’lu deney koşullarına göre yapılan flotasyon deney sonuçları ..... 81Çizelge 4.14. 2 No’lu deney koşullarına göre yapılan Kümülatif flotasyondeney sonuçları ................................................................................. 82Çizelge 4.15. (-2,8 +1) mm tane boyutunda yapılan kuru manyetik ayırmadeney sonuçları ................................................................................. 82VIII

Çizelge 4.16. (-1 +0,5) mm tane boyutunda yapılan kuru manyetik ayırma deneysonuçları ........................................................................................... 83Çizelge 4.17. (-0,5 +0,150) mm tane boyutunda yapılan kuru manyetik ayırma deneysonuçları ........................................................................................... 83Çizelge 4.18. Değişken parametrelerin değer aralıkları ........................................... 84Çizelge 4.19. Değişkenlerin Yates tekniğine göre sıralanışı .................................... 85Çizelge 4.20. Mangan numunesi deney sonuçları ve ANOVA analizi ..................... 89Çizelge 4.21. Yarı kantitatif element analizi sonucunda liç artığından eldeedilen sonuçlar .................................................................................. 91Çizelge 4.22. XRD analizi sonucunda liç artığındaki tespit edilen bileşikler............ 92Çizelge 4.23. Optimizasyon Parametrelerinin Belirlenmesi ..................................... 93Çizelge 4.24. Optimizasyon Deney Sonuçları ....................................................... 93IX

ŞEKİLLER DİZİNİSAYFAŞekil 1.1. Manganit ................................................................................................... 5Şekil 1.2. Pirolusit .................................................................................................... 5Şekil 1.3. Psilomelan ................................................................................................ 5Şekil 1.4. Rodokrozit ................................................................................................ 5Şekil 1.5. Braunit ...................................................................................................... 6Şekil 1.6. Todorokite ............................................................................................... 6Şekil 1.7. Akan su tabakasında katı hareketi üzerindeki eşik etkisi ......................... 23Şekil 1.8. Wilfley Tipi Sallantılı Masa .................................................................... 24Şekil 1.9. MGS ünitesi şematik görünümü .............................................................. 26Şekil 1.10. Mozley Multi Gravite Ayırıcı ................................................................ 29Şekil 1.11. Endüstriyel ölçekli rulo tipi kuru manyetik ayırıcı ................................. 38Şekil 1.12. Rulo tipi kuru manyetik ayırıcının temsili kesit görünümü .................... 38Şekil 1.13. Rulo tipi manyetik ayırıcının yandan şematik görünümü ....................... 40Şekil 1.14. Permroll manyetik ayırıcının manyetik rulosu ....................................... 40Şekil 1.15. Rulo manyetik ayırıcıda tanelere etkiyen kuvvetler ............................... 41Şekil 1.16. Yığma (Dump) liç işleminin şematik görünümü .................................... 47Şekil 1.17. Yığın (Heap) Liç işleminin şematik görünümü ...................................... 48Şekil 1.18. Enjeksiyon yöntemi ............................................................................... 50Şekil 1.19. Tesis çapında kullanılan liç tankları ....................................................... 51Şekil 3.1. Numune hazırlama akım şeması .............................................................. 60Şekil 3.2. Wilfley Laboratuar Tipi Sallantılı Masa .................................................. 61Şekil 3.3. Deneylerde kullanılan MGS cihazı ......................................................... 62Şekil 3.4. (1. grup) flotasyon deneyleri akım şeması ............................................... 64Şekil 3.5. (2. grup) flotasyon deneyleri akım şeması ............................................... 65Şekil 3.6. Deneylerde kullanılan manyetik ayırıcı ................................................... 66Şekil 3.7. (-2,8 +1) mm tane boyundaki Permroll deneyinin akım şeması ................ 67Şekil 3.8. (-1+0,5) mm tane boyundaki permroll deneyinin akım şeması ................. 67Şekil 3.9. (-0,5+0,150) mm tane boyundaki permroll deneyinin akım şeması .......... 68Şekil 3.10. Liç karışımı ........................................................................................... 69X

Şekil 3.11. Liç çözeltisi ........................................................................................... 69Şekil 3.12. Liç kalıntı.............................................................................................. 69Şekil 4.1. Antalya tüvanan cevher XRD analizi grafiği ........................................... 73Şekil 4.2. Kayseri tüvanan cevher XRD analizi grafiği ............................................ 74Şekil 4.3. MGS konsantresi XRD analizi grafiği .................................................... 78Şekil 4.4. MGS artık XRD analizi grafiği ............................................................... 78Şekil 4.5. Mangan kimyasal liç deney sonuçları ile hesaplanan değerler arasındakiilişki ....................................................................................................... 91Şekil 4.6. Liç artığı XRD analizi grafiği .................................................................. 92XI

SİMGELER VE KISALTMALARMnNiCuCoFePAsPbZnH 2 O 2HClH 2 SO 4HNO 3Na 2 SiO 3Na 2 CO 3NaOHNaCNCa(OH) 2: Mangan: Nikel: Bakır: Kobalt: Demir: Fosfor: Arsenik: Kurşun: Çinko: Hidrojen peroksit: Hidroklorik asit: Sülfürik asit: Nitrik asit: Sodyum silikat: Sodyum karbonat: Sodyum hidroksit: Sodyum siyanür: Kalsiyum hidroksit°C : Santigrat derecedkdev/dkdev/sn: Dakika: Devir/dakika: Devir/saniyeXII

DPTgkgmcmmmmg/Lt/skg/skWkwh/tg/tgr/cm 3L/dkg/cm 3mLt/m 3µg/LMGSMTAXRDXRF: Devlet Planlama Teşkilatı: Gram: Kilogram: Metre: Santimetre: Milimetre: Miligram/litre: Ton/saat: Kilogram/saat: Kilovat: Kilovat saat/ton: Gram/ton: Gram/santimetreküp: Litre/dakika: Gram/santimetreküp: Mililitre: Ton/metreküp: Mikrogram/litre: Multi Gravite Ayırıcı: Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü: X-Ray Diffraction: X-Ray fluorescenceXIII

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEK1. GİRİŞGelişmekte ve sanayileşmekte olan her ülkenin ekonomisini doğrudanetkileyen faktörlerin en başında gelen madencilik faaliyetlerinin amacı çeşitli sanayidallarının ihtiyaç duyduğu mineralleri bulup yer üstüne çıkartmak ve tüketicininhizmetine sunmaktır. Yeraltında ve yerüstünde bulunan cevherler bazen yüksektenörlü olabilirler; bu gibi cevherler çok basit işlemler uygulanarak çeşitli endüstridallarına ve metalürjik tesislere doğrudan satılabilirler. Diğer taraftan, birçok yenibulunan veya bilinen rezervler vardır ki tenörleri bu endüstriyel tesislerin şartlarınauymadığı için henüz ekonomik olarak işletilememektedirler. Gelecekte eğer yüksektenörlü cevherler tükenmeye yüz tutar ve dünya piyasalarının belirli minerallere karşıtalepleri çeşitli sebeplerle (harp, ekonomik bloke, yeni sanayiler, vb.) artarsa düşüktenörlü cevherlerin işletilmeleri söz konusu olacaktır ve düşük tenörlü mineraller içincevher zenginleştirme tesisine şiddetle ihtiyaç duyulacaktır. Kısaca, cevherzenginleştirme, topraktan çıkartılan cevherin özellikle gang minerallerinden oluşan"Artık'' (tailings) kısmını atarak, genel olarak kıymetli mineralini bir araya toplamakve yüksek tenörlü bir "Konsantre" (Concentrate) elde etme tekniği olarak tarifedilebilir (Orel ve İmre, 1967).Maden cevherleri ocaktan elde edildikten sonra ergitilmeye (izabe) veyasanayiinin diğer bölümlerine satılır. Zengin maden cevherlerinin azalması vesanayinin standart ham maddeler talep etmesi neticesinde düşük tenörlü cevherlerinyapısında bulunan kıymetli minerallerin ayrılarak, standart şartlara uygunkonsantreler halinde sanayiye arz edilmesi gerekmektedir. Bu amaçla yapılanişlemlere, cevher hazırlama veya zenginleştirme (veya maden zenginleştirme)işlemleri denilmektedir (Tolun, 1960). Cevher hazırlama ve zenginleştirmeişlemlerini Çizelge 1.1’de gösterildiği şekilde sınıflamak mümkündür.1

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKÇizelge 1.1. Cevher hazırlama ve zenginleştirme proseslerinin sınıflandırılması(Bayat, 2009)A. Boyut küçültmeveserbestleştirmeB. ZenginleştirmeC. Yardımcı İşlemler1. Kırma2. Öğütme1. Ayıklama(a) Yüzdürme - (i) Ağır sıvı ayırımı2. Özgül ağırlık farkı Batırma(ii) Ağır ortam ayırımı(gravite) ile(i) Jigzenginleştirme yapanprosesler(b) Su ilezenginleştirmeprosesleri(ii) Masa(iii) Koni(iv) Sınıflandırıcılar1- Hidrolik2- Mekanik3- Siklon(c) Hava ilezenginleştirmeprosesleri(i) Masa(ii) Elutriatör(iii) Siklon3. Manyetik ayırma (a) Kuru (i) Düşük alan şiddetli(ii) Yüksek alan şiddetli(b) Yaş(i) Düşük alan şiddetli(ii) Yüksek alan şiddetli(iii)Yüksek dönüşümlüşiddetli4. Elektrostatik ayırma5. Flotasyon6. Seçimli flokülasyon (salkımlaştırma)7. Amalgamasyon8. Pirometalurji9. Hidrometalurji1. Sınıflama2. Katı - Sıvı Ayırımı3. Dağıtma4. Karıştırma5. Numune alma6. Malzeme işleme7. Otomatik kontrol8. Aglomerasyon(a) Kavurma(b) Klorürleme(c) Kalsinasyon(a) Liç(b) Çökeltme(c) İyon değişimi(d) Sıvı - sıvı ayırımı(a) Eleme(b) Klasifikasyon(a) Şlam atımı(b) Sedimantasyon(c) Santrifüj(d) Filtrasyon(e) Kurutma(a) Sinterleme(b) Peletleme(c) Klinkerleme(d) Yumrulaştırma(e) Sertleştirme-katılaştırma2

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEK1.1. Genel BilgilerMangan (Mn), atom numarası 25, atom ağırlığı 54,94 olan bir elementtir.Mangan, doğal olarak oksit, karbonat ve silikat hâlinde dağılmış olarak bulunan,metalik bir elementtir. En önemli bileşiği MnO 2 ’dir. Yer kürede ortalama %0,1oranında bulunan mangan günümüz teknolojisinin vazgeçilmezhammaddelerindendir. Özellikleri;• Mangan, gümüş parlaklığında, sert ve kırılgan bir metaldir.• Toz haline getirilebilir.• Bileşiklerinde +1, +2, +3, +4, +5, +6 ve +7 değerliklerini alabilir. +2değerlikli oksidi oldukça bazik olup, zayıf asitlerde, mangan tuzlarını verecekşekilde çözünür.• MnO, daha yüksek oksidasyon sayısındaki oksitlerin, indirgenatmosferde, ısı ile kısmen indirgenmesiyle veya metalin oksitlenmesiyle eldeedilir.• Manganın, +2 ve +6 değerlikli tuzları, çözeltiler içinde, diğertuzlardan daha kararlıdır.Mangan’ın Mn +2 , Mn +3 ve Mn +4 olmak üzere üç önemli iyonu bulunmaktadır.En yaygın iyonu Mn+2 olup derin ortam koşullarında Fe +2 iyonuna, yüzeysel ortamkoşullarında ise Ca +2 iyonuna benzer özellikler ve dağılımlar göstermektedir.Manganın clark sayısı, çeşitli kayaç türlerindeki ve ortamlardaki bollukları aşağıdakigibi belirlenmiştir (Krauskopf, 1979; Rose ve Burt., 1979).Clark sayısıUltramafik kayaçlardaMafik kayaçlardaGranitik kayaçlardaKireçtaşlarındaŞeylerdeTopraktaBitki külü: 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/L3

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKAkarsularDeniz suyunda: 15 µg/L: 50 µg/LAyrıca; Saf mangan normal hava şartlarına karşı dayanıklıdır, ergimenoktasının (1244 o C) üstündeki sıcaklıklarda oksijen, kükürt ve fosforla kolaycabileşikler yapar. Bu nedenle metallerin reoksidasyonunda vekükürtsüzleştirilmesinde de kullanılır. Başta demir olmak üzere, silisyum, bakır,alüminyum, magnezyum, çinko, titan ile çeşitli özelliklerde alaşımlar yapar.Bunlardan en çok kullanılanları ferromangan (%78 Mn), silikamangan (%65–70 Mn)alaşımlarıdır.Mangan, mağmanın kristallenmesi sırasında Fe +2 iyonu ile birlikte mafikminerallerin yapısına girmekte ve özellikle amfibol grubu minerallerin ve biyolitlerinyapısında zenginleşmektedir.Doğada bileşiminde manganez bulunan 300’den fazla mineral vardır. Buminerallerden başlıcaları Çizelge 1.2’de verilmiştir.Çizelge 1.2. Önemli Manganez mineralleri (DPT, 1996)Mineralin KimyasalYoğunlukRenk Mn% SertlikAdı Formulü(ton/m 3 )Pirolusit MnO 2 Çelik grisi-siyah 63.2 6–7 5Ramsdellit MnO 2 Koyu gri-siyah 63 3 4.7Polianit MnO 2 Siyah-çelik grisi - 6 – 6,5 5Manganit Mn 2 O 3 .H 2 O Siyah-çelik grisi 62 4 4,3Kriptomelan KMn 8 O 16 Siyah-çelik grisi 45 – 60 5 – 6 4,3Psilomelan BaMn 9 O 18 2H 2 O Siyah-koyu gri 35 – 60 5 – 6 4,4 – 4,7Hausmanit Mn 3 O 4 Kahverengi-siyah 72 4.8 4,7 - 5Braunit 3Mn 2 O 3 .MnSiO 3 Kahverengi-siyah 50 – 60 6 – 6,5 4,7 – 4,9Bixbit (Mn,Fe) 2 O 3 Siyah 30 – 40 6 5Jakopsit MnFe 2 O 4 Siyah 24 6 4,8Hollandit BaMn 8 O 16 Siyah–çelik grisi 24 6 4,5 – 5Koronadit PbMn 8 O 16 Siyah-çelik grisi 24 5,2 – 5,6 4,5 – 5Rodokrosit MnCO 3Kırmızı-pembekahve48 3,5 – 4,5 3,3 – 3,6Rodonit MnSiCO 3 Pembe 42 5,5 – 6,5 3,4 – 3,6Alabandit MnS Demir siyahıDeğişken(63,2)3,5 - 4 3,95Wad Değişik Siyah-esmer siyahDeğişken(63,2)5 - 6 3 – 4,284

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKPirolusit, Manganit, Rodokrosit, Wad, Kriptomelan, Hollandit, Koronadit vePsilomelan yüzeysel koşullarda oluşan manganez mineralleridir. Rodonit ve Braunitmetamorfizma geçirmiş Mn yataklarında izlenebilmektedir. Derin ortam koşullarındaHausmanit ile birlikte ender olarak Jakopsit minerali de gözlenir.Manganez cevheri içerdiği manganez miktarına göre; manganezli demir(%5–10 Mn), demirli manganez (%10–35 Mn) ve manganez cevheri (%35’den fazlaMn) olarak sınıflandırılırlar. Kullanım alanlarına göre; metalürjik manganez cevheri(%46–48 Mn), batarya sanayi manganez cevheri (%78–85 MnO 2 ), kimya sanayimanganez cevheri (%74–84 MnO 2 ) ve diğer amaçlarda kullanılan manganez cevheriolarak sınıflandırılır (DPT, 1996).Şekil 1.1. Manganit (mta.gov.tr)Şekil 1.2. Pirolusit (mta.gov.tr)Şekil 1.3. Psilomelan (mta.gov.tr)Şekil 1.4. Rodokrozit (mta.gov.tr)5

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKŞekil 1.5. Braunit (mta.gov.tr)Şekil 1.6. Todorokite (webmineral.com)1.2. Önemli Mangan Yatakları ve Oluşumları1.2.1. Volkanik ve Volkano-Sedimanter Birimler İçindeki Mangan YataklarıAndezitik ve bazaltik volkanik kayaçların yer aldığı volkanik ve volkanosedimanterbirimler içinde, yaygın olarak küçük boyutlu mangan yataklarıgözlenmektedir. Genellikle hidrotermal süreçlerin etkisi belirgin olup, gerek su altıvolkanizması sırasında sinjenetik olarak, gerekse daha sonraları epijenetik olarakgelişen sıcak sulu çözeltilerce çevredeki volkanik kayaçlardan çözülen Mniyonlarının Eh’ın yükseldiği ve asitiklerinin azaldığı yerlerde oksitli minerallerşeklinde çökelmesi sonucu oluştukları düşünülebilir. Genellikle düzensiz dış şekillive masif içyapılı kütleler şeklindedirler. Ancak yer yer, tabakalı, stratabound,stokvork ve damar tipi gibi değişik yataklanma şekilleri gösterebilmektedirler. Mnminerallerinin çökelimi volkanik kütlelerin üst seviyelerinde olabileceği gibi, Mniyonlarının hareketliliklerinin yüksek olması nedeniyle volkanik kütlenin birazuzağında tortul kayaçlar içinde de gelişebilmektedir (Bayat, 2010).1.2.2. Ofiyolitik ve Epiofiyolitik Kayaçlar ile İlgili YataklarOfiyolitik karışıklarla kaplı sahaların, özellikle bazaltik ve gabroik kayaçlarınhâkim olduğu kesimlerinde, hidrotermal süreçlerden kimyasal kalıntı tipi süreçlerekadar oldukça değişik süreçlerle oluşmuş, küçük boyutlu zenginleşmeler şeklinde6

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKmangan yatakları gözlenmektedir. Hidrotermal süreçlerle oluşmuş olanları, volkanosedimantergörünümlü olmayıp, genellikle düzensiz dış şekilli ve devamlılıkları fazlaolmayan zenginleşmeler şeklindedirler. Kimyasal kalıntı tipi yatakları ise, çok dahadüzensiz dış şekilli ve devamlılıkları fazla olmayan, demir içerikleri yüksek, örtülerşeklindedirler (Bayat, 2010).1.2.3. Taneli Tortul Kayaçlarla İlişkili (Nikopol Tipi) Mn YataklarBu yataklar özellikle Mn içeriği yüksek andezitik ve granitoyitik kayaçlarlakaplı bölgelerle kıyısı olan sığ sulu, denizel (deniz kıyısı) ortamlardaoluşmaktadırlar. Bu yataklarda Mn cevherleşmesi, yan kayaçların tabakalanmadüzlemleri ile uyumlu bantlar ve tabakalar şeklindedir. Kalınlıkları genellikle çokince (1 m’den az) devamlılıkları ise çok fazladır (100’lerce km). Bazen birden fazlabant veya mercek üst üste gelebilmektedir (Bayat, 2010).1.2.4. Karbonatlı Kayaçlarla İlişkili (Morocco Tipi) Mn YataklarıBu Mn yatakları karbonatlı ve karasal detritik kayaçlardan oluşan kırmızırenkli birimler içinde gözlenmektedirler. Bu yatakların tipik örnekleri Fas’tagözlendiği için “Morocco Tipi” Mn yatakları olarak adlanmaktadırlar. Tipkesitlerinde en altta kırmızı renkli karasal taban seviye, orta manganlı karbonat(Dolomit - Kireçtaşı - Kil taşı - Jips) seviyesi ve en üstte kırmızı renkli karasal örtüseviyesi şeklinde üç farklı seviye olarak ayırmak mümkündür (Bayat, 2010).1.2.5. Okyanus Tabanlarındaki Güncel Mn’lı Yumrularİlk olarak 1872–1876 yılları arasında yapılan osenografik incelemelersırasında saptanan bu yumrular, günümüzde henüz işletilemeyen oldukça büyük birpotansiyel durumundadır.Yapılan incelemeler, deniz tabanındaki sedimanlar içinde derinliğe bağlıolarak yumruların zenginleşmesinde önemli bir farklılaşmanın bulunmadığını7

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKgöstermektedir. Ayrıca nodüllerin oluşumunun 1 milyon yıl kadar sürdüğü ve bu süreiçinde deniz tabanında açıkta kaldıkları düşünülmektedir. Akıntılarla olan ilişkileriise, ortama Eh’ı yüksek suların getirilmesi ve sediman çökelme oranının düşürülmesişeklinde açıklanmaya çalışılmaktadır.Yumrular, genellikle değişken veya disk şekilli, ender olarak ta küreselşekillidir. Yüzeyleri oldukça pürüzlü, içleri ise kolloform yapılıdır. Büyüklükleri1 cm ile 10’larca cm arasındadır.Yapılan kimyasal analiz çalışmaları yumruların ortalama Mn içeriklerinin%15 ile %19 arasında değiştiğini, ayrıca Fe içeriklerinin %23’e kadar, Niiçeriklerinin %0,85’e kadar, Cu içeriklerinin %0,71’e kadar ve Co içeriklerinin%0,29’a kadar çıkabildiğini göstermektedir (Bayat, 2010).1.2.6. Bataklık ve Göl Ortamlarında Oluşmuş Mangan YataklarıHer ne kadar Tersiyer ve daha yaşlı örnekleri varsa da bu yatakların büyükçoğunluğu güncel oluşumlar şeklindedir. Kuzey yarım kürenin buzullarla ilişkilitundra bölgelerinde oluşmuşlardır. Genellikle küçük boyutlu ve ekonomik açıdanfazla önemli olmayan yerel zenginleşmeler şeklindedirler (Bayat, 2010).1.2.7. Kimyasal Kalıntı Tipi Mn YataklarıMagmatik kristallenme sırasında Mn minerallerinin oluşumu çok ender olup,Mn mafik minerallerin yapısına girerek tutuklanmaktadır. Bu mineralleri içerenmafik ve ultramafik kayaçların tutuklanması sırasında Fe ve Al üst seviyelerdetutuklanırken, hareketliliği daha yüksek olan manganın genellikle ortamdanuzaklaştığı, ancak Eh’ın oksidan, pH’ ın ise bazik olduğu bozunma bölgelerinde Mniyonlarının da bozunma zonunun taban seviyelerinde oksitli minerallerini oluşturarakkalıntı tipi oluşumlar şeklinde zenginleşebildiği görülmektedir. Bu tip Mnyataklarının en iyi örnekleri Brezilya’da, Güney ve Batı Afrika’da ve Hindistan’dabulunmaktadır (Bayat, 2010).8

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEK1.3. Türkiye Mangan YataklarıTürkiye manganez potansiyeli olarak %0,11’lik bir paya sahiptir.Türkiye’deki yataklarda Mn tenörü fazla yüksek değildir. Demirli-mangan (%10–35Mn) cevherleri rezervlerin büyük bir bölümünü oluşturur. Manganlı demir cevheridemirçelik fabrikalarında sinterde kullanılarak manganez cevheri kullanımındantasarruf sağlar. Türkiye’de manganlı demir (%5–10 Mn) cevheri de bulunmaktadır.Türkiye’de bulunan manganez cevheri, genelde metalurjik manganez cevherigrubunda değerlendirilebilir.Zonguldak Ereğli çevresindeki manganezler Üst Kretase andezitvolkanizmasına bağlı volkano-sedimanter oluşumlardır. Cevherleşme Üst Kretaseaglomeralarının üzerindeki tüfit ve kumtaşları içerisindedir. Bu bölgedeki çok sayıdazuhurlardan en önemlisi Ereğli- Ramazanlı-Kızlamba sahasıdır.Kastamonu-Tosya çevresindeki cevherleşmeler Liyas ve Liyas öncesi yaşlıvolkanik ve sedimanter kayaç istifinde, daha çok pelajik kireçtaşı ve çörtleriçerisinde yeralan volkano sedimanter oluşumlardır.Doğu Karadeniz bölgesindeki cevherleşmeler Üst Kretase dasit ve andezitvolkanizmasına bağlı olarak oluşmuş volkano sedimanter kökenlidir. Yörede çoksayıda zuhur vardır.Güneydoğu Anadolu yöresindeki cevherleşmeler, radyolaritler içerisinde veradyolaritler ile ardalanmalı olarak oluşmuş volkano sedimanter karakterdekioluşuklardır.Ankara çevresindeki cevherleşmeler Üst Kretase yaşlı ofiyolit karmaşığınınradyolaritleri ve Tersiyer volkanizmasının tüfleri içinde volkano sedimanter olarakoluşmuşlardır, önemsizdirler.Trakya bölgesindeki manganez cevherleşmeleri Eosen yaşlı kireçtaşlarıüzerine transgressif olarak gelmiş Oligosen yaşlı marnlar içerisinde sedimanterolarak oluşmuşlardır. En önemlileri İstanbul-Çatalca Binkılıç ve İnceğiz sahalarıdır.Ancak tenörleri düşüktür.Erzincan çevresindeki cevherleşmeler daha çok hidrotermal kökenli yataklarolup bu yataklarda ülkemizin en kaliteli Mn cevheri vardır. Çöpler, Dilli ve Kekik9

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKpınarı zuhurları bunların en önemlileridir. Ancak bunlardan Çöpler ve Kekikpınarında cevher bitmiştir.Bursa-Bilecik ve Balıkesir bölgesinde volkanodesimanter ve metamorfik Mncevherleşmeleri yer almaktadır. Ancak ekonomik değerleri yoktur.Güneybatı Anadolu bölgesi, sedimanter kökenli yatakların bulunduğu enönemli bölgedir. Buradaki manganez yataklarının birçoğu geçmiş yıllardaişletilmiştir. Yörede bulunan Denizli-Tavas-Ulukent yatağı 4 milyon tonluk rezervleTürkiye’nin en büyük yatağıdır (DPT, 1996).Ülkemizde mangan madenciliği diğer metalik madenlere göre oldukça düşükolup bilinen yataklar genellikle küçük boyutlu ve kalitesi düşük yataklar şeklindedir.Ülkemizdeki Mn yataklarını:• Ofiyolitik karışıklar içindeki Mn yatakları,• Toros Kuşağı’ndaki karbonat istifi içinde siyah şeyllerle ilişkiliyataklar,• Doğu Karadeniz Bölgesi’ndeki volkanitlerle ilişkili yataklar ve• Trakya havzasındaki sedimanter yataklar şeklinde gruplamakmümkündür.1.4. Mangan Rezervleri1.4.1. Dünya Mangan RezervleriDünya manganez rezervleri Çizelge 1.3’de verilmiştir. Toplam manganez bazrezervleri yaklaşık 5 milyar ton olup, bu rezervlerin %90’ı Güney Afrika veUkrayna’da bulunmaktadır.Ayrıca, okyanus diplerindeki nodüller de çok önemli manganez kaynaklarıdır.Manganez statik rezervi ise 79 yıl olarak verilmektedir (USGS, 2004).10

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKÇizelge 1.3. Dünya Manganez üretimi, rezervleri ve baz rezervleri (metal içeriği)(USGS, 2004)Cevher Üretimi2002 2003Rezerv(ton)Baz Rezerv(ton)Avustralya 983 990 32.000 82.000Brezilya 1.300 950 18.000 51.000Çin 900 900 40.000 100.000Gabon 810 1.000 20.000 160.000Hindistan 630 630 34.000 50.000Meksika 88 85 4.000 9.000Güney Afrika 1.504 1.630 370.000 4.000.000Ukrayna 940 830 140.000 520.000Diğer Ülkeler 955 985 Az AzTOPLAM 8.100 8.000 300.000 5.000.0001.4.2. Türkiye Mangan RezervleriÇizelge 1.4’te Türkiye manganez rezervleri yer almaktadır. Türkiyemanganez rezervleri görünür+muhtemel 4.561.750 ton olup en önemli manganezrezervi 4 milyon ton ile Denizli Tavas’ta bulunmaktadır. Ayrıca, ülkemizde belirlibölgelerde yaygın olarak manganez cevher yatakları bulunmaktadır. Ancak tenör verezervleri Dünya manganez yatakları ile kıyaslandığında küçüktür (DPT, 2001).11

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKÇizelge 1.4. Türkiye Manganez cevheri rezervleri (DPT, 2001)RezervYatak Adı İli ve İlçesi Görünür +Muhtemel(x1.000 ton)Tenör(%Mn)Metalİçeriği(ton)AçıklamaDokuz tekne Adana-Selimiye 76.5 20.0 15.30 25 Fe + 18.14 SiO 2Kontromtaşı Artvin-Ardanuç 10.0 38.5 3.85 6.30 Fe + 1.38 SiO 2Paşalık Artvin-Ardanuç 8.0 21.0 1.68 13.0 Fe + 19,0 SiO 2Baçlı Artvin-Borçka 20.0 42.17 8.43 5.6 Fe + 10 SiO 2Seçkiyat Artvin-Borçka 28.8 34.09 9.82 1.67 Fe + 21,5 SiO 2Korucular Artvin-Borçka 187.5 42.8 8.02Korucular Artvin-Borçka 202.5 22.9 4.64Çavdarlı Artvin-Şavşat 30.0 31.78 9.53 8.99 Fe + 10,2 SiO 2Ulukent Denizli-Tavas 4.000 33.86 1354.4 5.53 Fe + 18.2SiO 2Çağırgangözü Denizli-Tavas 5.0 57.85 2.89Erdoğmuş Denizli-Tavas 9.2 40–45 3.86DilliErzincan-Kemaliye24.0 43.93 10.54 0.73 Fe + 2.58 SiO 2Dostallı Gaziantep-Burç 2.5 45.3 1.13 22.30 SiO 2Karlıca Gaziantep-Burç 8.4 34.73 2.91Mendos Muğla-Fethiye 23.0 49.35 11.35Zülfikar Gaziantep-Burç 30.0 32.62 9.78 36.29 SiO 2Y.Kalecik Gaziantep- 9.0 30–48 3.6 15.40 SiO 2MusabeyliK.Mustafapaşa Gaziantep- 145.0 53.65 7.78 21.50 SiO2MusabeyliSuçıkan Muğla-Fethiye 5.0 32.9 1.65Çancıkorun Rize-Fındıklı 5.0 46.90 2.35 4.70 SiO 2Çayırdüzü Rize-4.5 40.0 1.8ÇamlıhemşinÇubuklu Trabzon-Araklı 18.0 45.0 8.1Kızırnas Trabzon-Araklı 3.6 49.23 1.77Çağlayan Trabzon-Maçka 1.5 45.3 0.68 4 FeKüçükyaz Trabzon-Maçka 37.5 51.0 1.92 3 FeOcaklı Trabzon-Maçka 28.0 35.0 9.80 3 FeKızlamba Zonguldak-Ereğli 19.0 35.0 6.65Düzpelit Zonguldak-Ereğli 5.0 25.0 1.25TOPLAM 4.561.75 15.7612

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEK1.5. Manganezin Ekonomik ÖnemiGünümüzdeki manganez madenciliği ve endüstrisi çeşitli nedenler ile oldukçageri kalmış ve kaderine terk edilmiştir. Manganez madenciliği ile günümüzde yalnızözel sektör ilgilenmektedir. Bu madencilik konusuna devletin ilgisi oldukça azdır.Yapılmış olan çeşitli araştırmalar ekonomik olan manganez mineralleriningenellikle oksitlerden ibaret olduğunu ortaya koymuş ve bunların pirolusit,psilomelan, manganit ve wad olduğunu belirlemiştir.Manganez cevherleri genellikle kripto-kristalin, masif ve amorf bileşiklerhalinde toprağımsı görünümdedirler. Renkleri çoğunlukla kahverengi – siyah’tır.Türkiye gelişim düzeyi içinde ortaya çıkacak yüksek tenörlü manganez oksitcevheri (metalürjik cevherler, kimyevi dereceli cevherler ve batarya endüstrisineuygun dereceli cevherler) ihtiyacını mümkün olduğu kadar yurt içinden karşılamayagayret edecektir. Türkiye, bir ölçüde buna öncelikle bu döviz dar boğazındamecburdur. Aynı zamanda kalkınması için gerekli sermaye birikiminin önemli birbölümü ancak kendi öz kaynaklarının kullanımı şeklinde mümkün olacaktır.Türkiye’de bilinen manganez yatakları yurdun hemen hemen her yöresinedağılmış olan küçük rezervli yataklardır. Çeşitli dezavantajları nedeniyle bu düşükmanganez oksit yataklarının %90’ı çalıştırılmamakta olup ancak %10’unun özelsektör işleticileri tarafından sadece zengin Mn içeren kısımları alınmakta, diğerkısımları atılmaktadır. Keza; birkaç küçük işletmede ise, tenör yükseltmek gayesi iletriyaj yöntemi tatbik edilmekte ve çıkarılan cevherin ortalama %90’ı zayiedilmektedir.Manganez genelde metalürji, kimya ve batarya endüstrisinde kullanılanönemli bir cevherdir. Çelik yapımında kullanılan yardımcı metallerin en önemliolanıdır; oksijeni ve kükürdü giderme amaçları için çeliğe manganez katılır. Böyleceçelik haddelenme ve dövülme özelliklerini kazanır. Ayrıca manganez; çeliğe yüksekbir çekme mukavemet ve uzama kabiliyeti kazandırır. Bu nedenle, özelliklemanganezli çelikler; demiryolu raylarında, bağlantılarında, kesişme noktalarında,makaslarda ve bunun gibi yerlerde kullanılır.13

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKKimya endüstrisinde manganez önemli bir yer tutar. Kimya laboratuarlarındageniş bir şekilde kullanımı olan KMnO 4 bunun en güzel örneğidir.Yine, pil endüstrisinde de manganez cevherinin yeri önemlidir. Pilinçalışmasında anot karbon kutbun çevresinde sıvanmış olarak bulunan MnO 2 birpolarizatör görevi görmektedir. Anotta bulunan MnO 2 , pilde akımın devamlılığınısağlar. Doğada doğal olarak bulunup ta O 2 verebilen ve MnO 2 ’den daha ekonomikolan bir madde bulunamamıştır.Türkiye’de uzun yıllardan beri manganez yatakları aranmış ve halenaranmaktadır. MTA Enstitüsü ve bazı araştırmacıların çalışmaları sonucu, bugünekadar ortaya çıkarılmış olan rezervler hemen hemen yurdun her yöresine dağılmışolarak göze çarpmaktadır. Halen var olan bilgiler; birkaç kısa araştırma ileprospeksiyon yapan araştırmacıların izlenimlerini kısaca veren yüzeysel raporlardanoluşmaktadır. Elde olunan bilgiler, yurdumuzda halen bilinen bütün manganez yataktiplerinin var olduğunu ortaya koymuştur. Ancak özellikle tenörlerin ve bazıdurumlarda da rezervlerin düşüklüğü nedeniyle birçok manganez sahası işleticileritarafından terk edilmiştir.Günümüzde Türkiye’de manganez madenciliği ile uğraşan ve mali yöndenönemsiz sayılabilecek 35’e yakın özel firma bulunmaktadır. Bu sayı, dış satım vetüketim olanaklarına göre yıldan yıla değişmektedir. Söz konusu bu işletmelerdeüretim genellikle açık ocak işletmesi şeklinde yapılmaktadır. Cevherlerin istenilentenöre getirilebilmesi için daha çok elle ayıklama yöntemi kullanılmaktadır. Türkiye’de mevcut tüm ocaklarda işletme yaz aylarında yapılabilmektedir. Fakat birkaç yeraltı ve yerüstü işletmesi hariç, kış aylarında üretim yapılamamaktadır.Türkiye’de manganez madenciliği, yurdumuzun manganez gereksiniminikarşılayamamaktadır. Bunun nedenleri;• Yurdumuzda manganez işleten şirketler genellikle mali yönden zayıf,yatırım yapmaktan çekinen küçük şirketlerdir.• Yurt içi tüketicileri uzun vadeli anlaşmalardan sakınmaktadırlar.Bağlantılar genellikle yıllık yapılmaktadır. Bu durum ise, işletmeciyiolumsuz yönde etkilemekte ve uzun vadeli yatırımlardan kaçınmaktadır.14

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKBugünkü durumda dünyanın en büyük manganez üreticisi Sovyetler Birliğiolup Ukrayna ve Kafkasya’daki önemli yataklardan, dünya üretiminin yarısınıoluşturan 18 milyon ton/yıl civarında manganez üretilmektedir. Söz konusu cevherlerortalama %28–33 oranında Mn içerirler. Diğer önemli manganez yataklarıHindistan’ın merkez bölgesinde, Altın Sahilinde, Güney Afrika’da, Brezilya’da veFas’ta işletilmektedir.Dünyadaki manganez cevherlerinin büyük bir çoğunluğu ortalama %30 Mniçerdiklerinden; metalürji, kimya ve pil endüstrisi için gereken Mn içerikli cevherler,cevher hazırlama ve metalürji yöntemleri ile elde edilmektedir. Dünyada manganoksit cevherlerinin ortalama %10-12’si kimya ve pil, %10’u ise metalürjiendüstrisinde kullanılmaktadır. Bu rakamlar yurdumuz tüketim değerlerine deuymaktadır.Yurdumuzdaki manganez oksit cevherlerinin ortalama Mn içeriği %30–35civarındadır. Demir-çelik endüstrisinde yüksek fırına gerekli durumlarda ilave edilenmanganez cevheri gereksinimi doğrudan doğruya bu tür (%35’lik) cevherlerdenkarşılanabilmektedir.Metalürji endüstrisinin diğer alanlarının, istediği koşullardaki manganezcevherleri, doğrudan yurdumuzda bulunan yüksek içerikli tüvanan cevherlerden yada elle ayıklama yoluyla içerikleri yükseltilen cevherlerden sağlanmaktadır. Halenkimya ve batarya endüstrisinin istediği içerikteki manganez cevherlerinin %80’i veferromangan tüketimimizin ise tamamı yurt dışından dış alımla karşılanmaktadır.Türkiye manganez madenciliği öncelikle iç tüketim ve dış satım etkenlerinebağlıdır. Genel olarak manganez cevherlerinin en çok kullanıldığı sektör, %90-95’eyaklaşan bir oranla demir-çelik endüstrisidir. Geri kalan %5-10’u kimya ve bataryaendüstrisine düşmektedir. Bu nedenle, Türkiye manganez gereksinimi ve tüketimi,ham demir üretimine doğrudan doğruya bağlıdır.Ülkemizde ferromangan gereksiniminin tümü, halen dış alımlakarşılanmaktadır. Bu endüstri kolunda tüketilen ferromanganın çok az bir miktarıyerli üretimdir. Ancak bu miktar dikkate alınamayacak kadar az bir rakamdır.Yurdumuzda, 1979–1980 rakamlarına göre, tüketilen ferromanganın çok az birmiktarı yerli üretimdir ve yine bu miktar dikkate alınamayacak kadar azdır.15

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKYurdumuzda, 1979–1980 rakamlarına göre, tüketilen ferromangan için %40–45 Mnbazına göre gerekli olan manganez cevheri gereksinimi yılda, büyük bir yaklaşımla30–40 bin ton civarındadır.Ayrıca yurdumuzda kimya ve batarya endüstri kollarında gereksinim duyulanmanganez cevheri miktarı, %50–55 Mn bazına göre 5–6 bin ton civarındadır.Türkiye manganez üretiminin geleceği ve dolayısıyla manganez dış satımıiçin uluslararası manganez pazarının durumu büyük önem taşımaktadır. Bugünküdünya manganez pazarını şu şekilde tanımlamak olanaklıdır:i. Dünya manganez ticareti tamamen büyük üretici ülkelerin hâkimiyetialtında bulunmaktadır. Sovyetler Birliği, Güney Afrika Cumhuriyeti, Brezilya,Hindistan, Çin ve Gana 1975 yılına kadarki rakamlara göre ortalama yıllıküretimlerin %80’ini vermişlerdir. Ayrıca, ortalama 1 milyon ton manganez üretimiile bu büyük üreticiler grubuna son yıllarda Avustralya’da girmiştir.ii. Son yıllardaki dünya manganez işletmeciliğindeki gelişim; cevherkalitesinin düzeltilmesi, işletme ve ocakların büyümesi, küçük işletmelerin buyüzden kapanması yönünde olmuştur. Hemen hemen hepsinde açık işletmelerlemanganez çıkarılan bu büyük ocaklar, yalnızca çok sayıdaki küçük işletmeleriezmekle ve onların kapasitelerini yüklenmekle kalmamışlar, son yılların yükselendünya manganez gereksinimini ve tüketimini karşılamayı başarmışlardır.iii. Bilinen dünya manganez rezervleri, üretim eşit kaldığı takdirde 80–100yıldan kısa bir süre gereksinmeye yetecektir.iv. Dünya manganez pazarındaki ticaret daha çok kısa vadeli anlaşmalarlaolmaktadır. Ellerindeki cevher kalitesi yüksek olan büyük şirketler, manganezpazarlarını ellerinde tutmaktadırlar.v. Üretimin genellikle tüketime göre fazla olması nedeniyle dünya manganezpazar bir “alıcı pazar” karakterini taşır ve bu durum daha uzun bir süre bu özelliğinitaşıyacağını göstermektedir. Sık sık manganez fiyatlarının düşmesi bu olayıdoğrulamaktadır.vi. Gerek metal halindeki manganez ve gerekse ferromangan, son yıllardaalıcılar tarafından tüvenan manganez cevherlerine göre daha çok tercih edilmektedir.Halen manganez cevheri satan ülkeler için, manganezi cevher olarak değilde, metal16

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKhaline getirdikten sonra ya da ferromangan ürettikten sonra satışa çıkarmazorunluluğu doğmuştur. Bugün hiçbir ülke %40–45 Mn içeriğinden daha az manganiçeren ve aktivitesi belirli bir değerin altında olan manganez cevherlerini satınalmamaktadır.Türkiye hiçbir zaman ve hiçbir şekilde rekabet şansına sahip değildir. Bunedenle, Türkiye’nin öncelikle kendi manganez gereksinimini kendi karşılamakamacına yönelmesi zorunluluğu doğmaktadır. Bugünkü Türkiye manganezmadenciliği yıllık %35 Mn bazına göre (Demir-çelik, ferromangan, kimya ve pilendüstrileri toplamı olmak üzere) yaklaşık olarak 100.000 ton tahmin edilen kendigereksinimini karşılayabilecek durumda bile değildir. Nedenleri de şu şekildesıralanabilir:i. Şimdiki durumda var olan yataklarımızda bulunan manganezcevherlerimizin Mn içeriği kabul edilebilir sınırlarda olmayıp, doğrudan kullanmaolasılığı bulunmamaktadır.ii. Yurdumuzda manganez madenciliğini ellerinde tutan firmalar,kapasitelerinin çok küçük olması nedeniyle genellikle manganez madenciliğini ancaken uygun koşullar (yüksek fiyat, az masraf gibi) altında yapabilmektedirler.iii. Manganez üreticilerine, tüketiciler tarafından uzun vadeli ve sabit biralım miktarı garantilenmediği için, işletme ve yatırım planlaması bu üreticilerin maligüçlerinin dışında bulunmaktadır. Hiçbir manganez üreticisi uzun vadeli bir yatırımayönelmemektedir.Bu bilgiler çerçevesinde sonuç olarak şunları söyleyebiliriz;i. Bilinen manganez yatakları içinde rezervleri ve yatak özelliklerinedeniyle, yurdumuzun gittikçe artan Mn gereksinimini karşılayabilecek durumdaolan şimdilik Trakya manganez yataklarıdır. Diğer manganez yatakları, genellikleküçük rezervlere sahip, yurdumuzun hemen hemen her yöresine dağılmış bulunanyataklardır. Bu durumda, Türkiye’deki manganez prospeksiyon çalışmalarınıbitirilmemiş olan Trakya’ya yönetmek zorunlu görülmektedir.ii. Türkiye şimdilik manganez cevheri ithal edici bir ülkedir. Bu nedenledaha önce de belirtilen etkenler ışığında öncelikle iç tüketim göz önüne alınarakplanlamalar yapılmalıdır.17

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKiii. Bugünkü Türkiye manganez madenciliği, şimdiki mali olanaklarınınve genel üretim/tüketim potansiyeli ile bu gereksinimi karşılayabilecek güçte vekapasitede değildir. Bazı önlemler alınarak öngörülen üretim hedeflerine ulaşmakolanaklıdır. Ancak bu suretle manganez madenciliğinde uzun vadeli üretim planlarıyapılabilir, yatırım kararları alınabilir ve rasyonel çalışma olanakları hazırlanabilir.iv. Genel olarak, endüstride kullanılabilme olanakları çerçevesinde,Trakya manganez cevherleri zenginleştirilmesi gerekmektedir. Bu nedenle, TrakyaBölgesinde merkezi uygun bir yerde zenginleştirme tesisi kurulması gerekmektedir.Bu tesiste, Demir-çelik, ferromangan, kimya ve batarya endüstri kollarındakullanılabilecek nitelikte manganez konsantreleri üretilebilecektir.v. Türkiye ferromangan gereksiniminin tümünü dışarıdan sağlamaktadır.Bir ferromangan tesisinin kurulması, Türkiye için zorunlu hale gelmiştir. Trakyamanganez cevherlerinin cevher hazırlama yöntemleri ile kolaylıkla %45 Mn içeriğinegetirilebileceği düşünülürse bir ferromangan tesisi için hammadde sorunu manganezcevheri açısından yok demektir.vi. Bir ferromangan tesisinin kuruluşunda, ucuz elektrik enerjisi, enuygun kuruluş yeri ve özellikle demir-çelik endüstrisinin gelişimi göz önündetutulmalıdır (Atak, 1974; CYANAMID, 1980; Bayat, 2010).1.6. Kullanım AlanlarıTürkiye’de manganez kullanım alanları Dünyadaki kullanım alanlarıylaparalellik göstermektedir. Ülkemizde tüketilen manganezin %95’e yakını parçamanganez cevheri ve alaşımları şeklinde demir-çelik sanayinde kullanılır. Manganayrıca çelik üretimi sırasında ham demir içinden oksijen ve kükürdün atılmasını dakolaylaştırmaktadır. Mangan, çeliğin sertliğini ve dayanımını artırmakta ve bunedenle manganlı çelikler, makine dişlisi, otomobil jantı, demir yolu çivisi, silahnamlusu, koruyucu zırh levhaları, köprü ve binalar için özel yapı malzemesiyapımında kullanılmaktadır. Metalürji dışında geriye kalan %5 kadarı ise kimyasanayinde, kuru pil yapımında, uranyum üretimi, cam ve seramik endüstrisi, kimyaendüstrisinde, elektrolitik çinko üretimi, boya, cila, cam, ziraatta toprak ıslahında,18

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKyemlerde katkı maddesi olarak ve daha sayamadığımız birçok alandakullanılmaktadır. Manganezin kullanım alanları ve oranları Çizelge 1.5’te verilmiştir.Çizelge 1.5. ABD’de Manganezin kullanım alanları (DPT, 2001)Ürün / Alan Oranı (%)Manganez MetalÇelik (Alaşım Çelikleri Dâhil) 19Alüminyumlu Alaşımlar 68Diğer Alaşımlar 13Ferro ManganezÇelik (Alaşım Çelikleri Dâhil) 97Pik Demirler 3Manganezin belli başlı kullanım alanlarında ikamesi bulunmamaktadır.Hurdadan manganez kazanımı da önemsiz düzeydedir. Ancak, demirli ve demirsizhurdanın ve çelik hurdasının işlemi sırasında ikincil bileşen olarak önemli miktardamanganez kazanılır.Dünya mangan rezervleri yaklaşık 5 milyar ton civarında olup, bu rezervlerin%90’ı Güney Afrika ve Ukrayna’da bulunmaktadır (DPT, 2001).1.7. Mangan Konsantrelerinde Aranan ÖzelliklerDünyada yıllık tüketilen yaklaşık 25 milyon ton mangan cevherinin; %90’ımetalurji sanayinde geri kalanı ise batarya üretiminde ve kimya sanayindekullanılmaktadır. En çok kullanılan mangan çeşitleri ferromangan (%78 Mn),silikomangan (%65–70) alaşımlarıdır. Diğer yandan, genel mangan çelikleri %1,5 veözel mangan çelikleri %14'ün üzerinde mangan içerir (DPT, 2001).Metalürjik Mangan Konsantreleri:Mn: %44'ten fazla (%44–60 Mn)Mn/Fe: 6'dan fazlaFosfor: %0,15–0,2'den az (her % Mn için %0,003'denaz fosfor)19

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKCu+Pb+ZnAl 2 O 3 +SiO 2Tane iriliği: %0,1–0,3'den az: %15'den az: 100 mm'den ince olmalıdır.pH ve Kimyasal Konsantreler:Kuru pil, kimyasal madde, renksiz cam yapımında kullanılan Mnkonsantreleri, aktif oksijeni fazla peroksitli bilhassa pirolusit, manganit ve vernaditiçermelidir.Bu konsantrelerde;MnO 2 : En az %70-85Mn : En az %53Fe : En fazla %3SiO 2 : En fazla %3–5Al 2 O 3 : En fazla %3P : En fazla %0,1–0,2Ni, Co, As : En fazla %0,051.8. Mangan Cevherlerini Zenginleştirme YöntemleriMangan konsantrelerini zenginleştirmekteki amaçlar; Mn tenörünü ve Mn-Feoranını yükseltmek ve istenilmeyen zararlı elementleri (fosfor, silis, Al 2 0 3 , Cu, Zn,Pb, As) konsantreden uzaklaştırmaktır. Mangan, demir-mangan, manganlı demircevherlerinden; oluşum şekillerine göre basit zenginleştirme yöntemleriyle (ufalama,eleme, klasifikasyon, akıntıda yıkama, elle ayıklama) satılabilir konsantrelerüretilebilmektedir. Fakat bu basit yöntemlerin Mn kazanma verimleri %60–80civarında olmaktadır. Bu nedenle bu yöntemler, rezervin yeterli olması hallerindegravite zenginleştirmesi, manyetik zenginleştirme, flotasyon yöntemleriyledesteklenmektedir.20

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEK1.8.1. Elle Ayıklama ile Manganez ZenginleştirmesiElle ayıklama yöntemi iri tanede serbestleşebilen, yüksek mangan tenörlücevherlerin zenginleştirilmesinde, küçük kapasiteli ocaklarda, işçiliğin ucuz olduğuyörelerde uygulanmaktadır. Konsantre tenörleri cevher yapısına ve çalışanlarındurumuna bağlı olarak değişmektedir. Mn kazanma verimleri düşüktür. Yatırımmaliyetleri yok denecek kadar azdır. İleri aşamadaki cevher zenginleştirmeişlemlerine yardımcı ön zenginleştirme işlemi olarak da uygulanmaktadır (Önal veAteşok, 1994).1.8.2. Mekanik Özellik Farklarına Dayalı ZenginleştirmeKil minerallerini yan kayaç olarak içeren mangan cevherlerine veya kırılganmangan mineralleri içeren ve yan kayacı zor kırılan mineralleri içeren cevherlereuygulanmaktadır.1.8.3. Yıkama Tesislerinde Manganez ZenginleştirmesiKilli, topraklı kayaç su ile yıkanıp aşındırılarak, ince gang yıkamayalaklarından taşınırken, ağır Mn mineralleri yalakların altlarından alınır. Yumuşakve kırılgan mangan minerallerini içeren cevherlerde şlamdaki mangan kayıplarıbüyük boyutlara ulaşabilir. Cevherdeki iri taneli gang mineralleri konsantreyikirletmekte ve tenörü düşürmektedir. Yatırım maliyeti az bir zenginleştirme yöntemiolmasına rağmen, zenginleştirmede istenilen başarı elde edilememektedir.1.8.4. Ufalama Sınıflandırma ile Manganez ZenginleştirmesiKırma-öğütme-sınıflandırma işlemleri sonucu gang minerallerinin ve manganminerallerinin farklı tane sınıflarında toplanmaları halinde uygulanmaktadır. Bolkilli, pirolusit, vernadit minerallerinin zenginleştirilebilmesiyle, satılabilirkonsantreler üretilebilmektedir. Ayrıca ileri aşamadaki zenginleştirme işlemlerinde21

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEK(gravite, manyetik, flotasyon zenginleştirmesi) zarar verecek şlamın atımında bir önzenginleştirme yöntemi olarak uygulanmaktadır (Önal ve Ateşok, 1994).1.8.5. Gravite ile Manganez ZenginleştirmesiEkonomik mangan minerallerinin çoğunun yoğunlukları 3 g/cm 3 ’tenyüksektir. Yoğunluk farkına dayalı zenginleştirme yöntemleri iri tanede serbestleşentaneleri zenginleştirebildiklerinden ve iri taneli konsantrelerde metalurji sanayindetercih edildiklerinden gravite zenginleştirilmesi mangan cevherlerinde yaygın olarakkullanılmaktadır. Bilhassa pirolusit, braunit, hausmanit, mangan cevherlerine gravitezenginleştirmesi uygulamaktadır. Ayrıca oluşum nedeniyle yoğunlukları 3,2 g/cm 3ten fazla olan wad, psilomelan ve rodokrozit cevherleri de zenginleştirilebilmektedir.Serbestleşme tane irilikleri ve cevher hazırlamada ulaştıkları, tane iriliklerine, tesiskapasitelerine bağlı olarak aşağıdaki yöntemler kombine olarak uygulanabilmektedir(Önal ve Ateşok, 1994).• Ağır ortamda yüzdürme batırma 50 – 5 mm• Jiglerde zenginleştirme 30 – 1 mm• Ağır ortam siklonlarında zenginleştirme 10 – 20 mm• Humphrey spirallerinde zenginleştirme 6 – 0,3 mm• Sallantılı masalarda zenginleştirme 2 – 0,05 mm• MGS -0,01 mm1.8.6. Sallantılı Masalarla ZenginleştirmeTabaka halinde akışkan ortamda ayırma yapan ve ayırıcı yüzeyi hareketli olanbir cihazdır (Şekil 1.7). Sallantılı masalar, krom cevherlerinin gravite yöntemi ilezenginleştirilmesinde günümüzde en çok kullanılan aygıtlardır. Sallantılı masa esasolarak üzerinde tabaka halinde akışkan akışı olan dikdörtgen, paralel kenar,dikdörtgene yakın yamuk veya V şeklinde bir yüzeydir. Uygun bir mekanizma ile22

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKmasanın uzun ekseni doğrultusunda ve geriye doğru olan hareketi daha hızlı olmaküzere ileri – geri hareket ettirilir (Gence, 1985).Sallantılı masa yüzeyindeki ayırmanın etkinliğini arttırmak için masa yüzeyieşiklerle kaplanır. Eşiklerin yükseklikleri mekanizma kenarından konsantre kenarınadoğru azalarak konsantre kenarında sıfır olmaktadır (Aydın, 2001).Endüstride kullanılan sallantılı masalar; iri cevher ve ince cevher (şlam)masası olmak üzere iki gruba ayrılırlar. İri cevher masaları yüksek ve sık eşikli, şlammasaları ise alçak ve seyrek eşikli bazen de eşiksizdir (Şekil 1.8). Eşikler akışkoşullarını değiştirir ve eşikler arasında engelli çöküş klasifikasyonu olur. Bununsonucunda hem etkili bir ayırma yapılabilir hem de masa kapasitesi artar (Önal,1985).Şekil 1.7. Akan su tabakasında katı hareketi üzerindeki eşik etkisi (Bayat, 2009)23

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKŞekil 1.8. Wilfley Tipi Sallantılı Masa (ÇÜ, Maden Müh. Bölümü Cevher HazırlamaLaboratuarı)Sallantılı masalarda maksimum performansa ulaşmak için dikkat edilmesigereken faktörler:Besleme Malı: Masalarda hem boyut hem de yoğunluğa göre bir ayırım sözkonusu olduğundan besleme malını önceden bir tane sınıflandırmasına tabii tutmaksallantılı masanın kapasitesini ve verimini artıracaktır. En büyük tane iriliği kömüriçin yaklaşık 18 mm ve cevher için 1,7 mm olan malzeme sallantılı masalarda işlemetabi tutulabilir. Alt boyut ise yüksek özgür ağırlığa sahip cevherlerin bazıuygulamalarında 0,025 mm’ye kadar inmektedir.Özgül Ağırlık: Sallantılı masalar pulp halinde aralarında yeterli özgül ağırlıkfarkı bulunan mineralleri birbirinden ayırmada kullanılmaktadır. Zenginleştirmekriteri 1,25’in üzerinde olan herhangi iki mineral birbirinden başarılı bir şekildeayrılabilmektedir. Ancak mineraller arasında şekil farkı mevcutsa, zenginleştirmekriteri 1,0 civarında olsa bile ayırma yapılabilmektedir.Eşik Konumu: Masalar genelde iki tiptir: (a) derinlik ve yoğun eşik yapısistemi ile tanımlanan ve iri tanelerin zenginleştirildiği kum masaları, (b) çok incetaneli ve az yoğunluklu malzemenin eşikler üzerinde kayarak uzaklaştırılmasınınamaçlandığı çok az derinliğe sahip şlam masalarıdır. Eşikler arası mesafe en büyüktanenin boyutunun en az 3 katı olmalıdır.24

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKKapasite: Sallantılı masanın kapasitesi beslenecek malzemenin tane boyutuve özgül ağırlığı ile işlemin (kaba zenginleştirme veya temizleme) cinsine bağlıdır.1,7-1,2 mm boyutlarındaki cevherin zenginleştirilmesinde normal boyutlardaki birmasanın kapasitesi 2 t/s’dir. Şlam masalarında ise 0,1 t/s’te kadar kapasiteinmektedir.Hız ve Genlik: Ortalama hareket iri malzeme için hızı dakikada 230-285,ince malzeme için ise 285-325 gidip-gelme arasındadır. Ortalama hareket genliği19 mm olup 25 mm’ye kadar çıkabilmektedir. İri taneli malzeme için uzun genlikdüşükhız, ince malzeme için ise kısa genlik- yüksek hız kullanılmaktadır. Kabaayırmada uzun genlik-düşük hız, temizlemede ise kısa genlik- yüksek hızkullanılmaktadır.Masa Eğimi: Sallantılı masaların eğimi, cevher boyutuna, ayrılacakminerallerin özgül ağırlığına, ayırma cinsine ve yıkama su miktarına göredeğişmektedir. İnce cevherler için 1/48 - 1/24, iri cevherler için 3/48 - 1/12 ve kabazenginleştirmede 1/6’ya kadar eğim kullanılmaktadır.Su Sarfiyatı: Sallantılı masalarda su tüketimi beslenen malzemenin taneiriliğine ve işlemin cinsine (kaba veya temizleme) göre değişir. Kabazenginleştirmede 1,4 ton su/ton cevher, temizlemede ise 1,2 ton su/ton cevherkullanılmaktadır. şlam masalarında ise 10 ton su/ton cevhere kadar su harcamasıçıkmaktadır. Masalarda ilave verilen su miktarı yaklaşık tüm su sarfiyatının %25’ikadardır.Güç Sarfiyatı: Tek katlı masalarda güç tüketimi 0,7-2,2 kws/ton arasındadeğişmekte, iki veya üç katlı masalarda ise 2,3 kwh/t olarak belirlenmektedir.Bakım: İşlemin durmasına yol açan en büyük neden masa eşiklerinin vekaplamanın değiştirilmesidir. Günümüzde kullanılan modern masaların yüzeyikauçuk veya maun ile kaplandığından ömürleri en az 10 yıl olmaktadır (Bayat,2009).25

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEK1.8.7. Multi Gravite Ayırıcısı (MGS) İle Zenginleştirmeİngiliz Teknoloji Grubu desteğiyle Richart Mozley tarafından ince ve çokince boyutlu minerallerin aynlması amacıyla geliştirilmiş ve endüstriyel ölçektekullanımı gerçekleştirilen bir gravite ayırıcısı olan multigravite cihazı, sallantılı masadüzeninin bir tambur şekline dönüştürülerek kullanılması prensibi ile tanımlanabilir.Bu tamburun belirli hızla döndürülmesiyle mineral tanelerine karşı etkin olanyerçekimi kuvvetinden daha büyük bir merkezkaç kuvvetinin etkisi altında tanelerintambur yüzeyinde yan katı bir tabaka oluşturması ve yardımcı üniteler aracılığı ilezenginleştirme işlemi gerçekleştirilmektedir. Örneğin; Adana’nın Aladağ bölgesindePınar Madencilik A.Ş.’de MGS ile krom zenginleştirme çalışmaları yapılmaktadır.Cihaz bir yanı açık uçlu 0,6 m. uzunluğunda 0,5 m çapında tambur şeklindebir gövdeye sahiptir (Şekil 1.9). Tambur iç yüzeyi üzerinde 6-24 G değerindeyerçekimi kuvvetine eşdeğer bir merkezkaç kuvveti oluşturacak şekilde 150-300dev/dk hızla saat yönünde dönmektedir. Aynı anda eksenel doğrultuda 4-5,7 cm/snfrekansla 10-20 mm arasında değişen sinüsoidal bir titreşim hareketi de tamburhareketi üzerine eklenmiştir.Şekil 1.9. MGS ünitesi şematik görünümü (Chan ve ark, 1994)26

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKTambur hareketini sağlayan eksantrik şaft tarafından tahrik edilen, tamburlaaynı yönde, tambura göre biraz daha hızlı dönen ve üzerinde küreyiciler bulunan birünite vardır. Çalışma sırasında küreyiciler kat taneleri tamburun dar, açık dış ağzınahareket ettirecek şekilde dizayn edilmiştir. MGS ünitesi %20 katı oranında 0,2 t/skapasite ile çalışabilmektedir.MGS ünitesinden ayırma işlemi ise uygun katı oranındaki pulp, belirli birbasınçla hareketli tamburun orta noktasından iç yüzeye beslenir. Bir anlamdabesleme sırasında oluşacak türbülans etkisi azaltılmaktadır. Yıkama suyu isetamburun üst çıkış ucuna yakın bir noktadan verilir. Ağır veya yüksek özgül ağırlıklımineraller akışkan tabaka içinde dibe çökmekte, tambur yüzeyine tutunmakta vemerkezkaç kuvvetinin etkisiyle adeta katı halde tabaka oluşturmaktadır. Akışkantabakanın üst yüzeyleri ise büyük oranda katı taneler içermeyen sulu durumda hafifmineralleri kapsar (Yıldırım ve ark, 1995).Gövdeye verilen titreşim hareketiyle; akışkan tabaka içindeki tanelere ek birayırma kuvveti uygulanmış olmaktadır. Özel olarak dizayn edilmiş küreyicilersetambur yüzeyinde hareket ederlerken tambur yüzeyinde oluşan tabakayı küremekte,böylece dereceli tabakalaşma sağlamaktadır. Tambur yüzeyine tutunarak hareketeden yüksek yoğunluklu taneler küreyiciler tarafından yukarı doğru taşınarak üstçıkıştan, hafif yoğunluklu taneler ise yıkama suyu etkisiyle alt çıkıştan alınır.MGS, dört yıllık bir süreç içinde geliştirilmiş ve bu süreç içinde değişikparametrelerin incelendiği beş prototip makine yapılmıştır. Bu prototiplerde;• Dikey, yatay, silindirik ve gittikçe daralan konik gövdeler• Kesikli ve sürekli işlem• Dairesel ve eksenel titreşim, asimetrik hareket• Küreyici dizaynı, yıkama suyu gibi parametreler denenmiştir.MGS ünitesi yukarıda sözü edilen prototipin üstün özelliklerini bir aradatoplamıştır. Bunlar;• Hafif konik yatay tambur,• Sürekli işlem,• Eksenel titreşim• Tek bir küreyici sistem (Chan ve ark, 1994).27

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKC900 tipi Mozley firmasının ürettiği Multi Gravity Seperator cihazınınnçalışma parametreleri şu şekildedir:• Tambur dönme hızı : 100 – 300 dev/dk• Tambur salınım frekansı : 4/4.8/5.7 dev/sn• Tambur salınım genliği : 10/15/20 mm• Tambur eğim açısı : 0-9 o• Yıkama suyu miktarı : 0 – 10 L/dk• Besleme kapasitesi : maksimum 200 kg/s (kuru)MGS’nin Pilot Çapta KullanımıPilot çapta MGS (Şekil 1.9), hafif, konik, açık çıkışlı, 0,5 m çap 0,6 muzunluktaki bir tamburdan ibarettir. Tambur yüzeyinde meydana getirilen 6 ile 24 Gyerçekimsel çekime eşit, merkezkaç, kuvvet ile saat istikameti yönünde 150 ile 300dev/dk arasında değişen hızla döndürülür.Tambur içine bir küreyici monte edilmiştir. Bu, tamburla aynı istikamettefakat biraz daha hızlı döner. Mekanizma, tamburun daha dar olan açık çıkışına doğruçökelmiş katıları kazımaktadır.MGS’nin Endüstriyel Çapta KullanımıEndüstriyel çapta MGS, pilot çaptakinin genişletilmiş bir şeklidir (Şekil1.10). Tek bir krank mili ile titreşim mekanizmasının sağlanabilmesi için sırt sırtamonte edilmişlerdir. Bir tambur tarafından açığa çıkarılan titreşim diğerinden açığaçıkan titreşim ile dengelenir. Saatte 2 ton katı kapasitesine kadar dizayn edilirler.28

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKŞekil 1.10. Mozley Multi Gravite Ayırıcı (Kıdıman, 2009)1.8.7.1. MGS Tasarım ÖzellikleriTambur: Paslanmaz çelikten oluşan silindirik gövde bir ucu kapatılmış ve içyüzeyi poliüretan ile astarlanmıştır. Astar açık dış uca doğru daralarak konik bir yapıoluşturur. Aşınmaya karşı daha dayanımlı olan poliüretan kaplama, aynı zamandatamamen pürüzsüz bir yüzey sağlamaktadır.Küreyiciler (skrayper): MGS'yi klasik gravite ayırması yapan ünitelerdenayıran önemli unsurlardan birisi küreyicilerdir. Tambur içinde; tambur eksenineparalel ve birbirleri ile 90° açılı olacak şekilde yerleştirilmiş 4 adet küreyici kolubulunmaktadır. Bu kolların herbiri üzerinde ise eşit aralıklarla yerleştirilmiş 65 cmuzunluğunda 8-9 adet küreyici bulunmaktadır. Tambur ekseni ile 60 o ’lik açı yapacakşekilde konumlandırılan küreyiciler tambur yüzeyine "hemen hemen" temas edecekşekilde yerleştirilmiştir. Küreyici yüzeyleri de tambur astarı gibi poliüretan ilekaplanmıştır. Küreyicilerin bağlı olduğu kol tamburdan %2,5 oranında daha hızlıdönmektedir. Küreyiciler tambur yüzeyinde hareket ederken, pülp tabakasınıniçinden geçer, böylece taneleri tamburun açık üst ucuna doğru küreyerektaşımaktadır. Bu küreme işleminde her bir küreyici, mineral tanelerini 35 mm meyil29

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKyukarı hareket ettirir. Tamburun üst çıkış ağzına yakın bir noktadan verilen yıkamasuyu ise tabakayı yıkayarak hafif mineralleri alt çıkışa doğru taşımaktadır. Sözüedilen küreyici kollar uygun ölçülerde endüstriyel ölçekli ünitede de bulunmaktadır.Hareket mekanizması: Cihazlarda hareket mekanizması mümkün olduğuncabasit tutulmuştur. Elektronik ve mikro-prosesörlerden kaçınılmıştır. Pilot ölçekliMGS Ünitesinde 0,5 kW lık 2 adet elektrik motoru kullanılmıştır. Bu motorlardanbirisi basit bir eksantrik ile titreşim hareketini, diğeri ise dişli-zincir sistemi iletambur ve küreyici'nin dönüşünü sağlamaktadır. Endüstriyel ölçekli MGS ünitesinde,2,2 kW lık bir motorla iki tamburun titreşim hareketi, 2 adet 1,1 kW’ lık motorla isetamburların ve küreyicilerin dönüşü sağlanmaktadır.İşletme değişkenleri: MGS Ünitesinde; tambur dönüş hızı, titreşimbüyüklüğü, yıkama suyu miktarı, tambur eğim açışı, besleme miktarı ve hızı ilepulpta katı oranı önemli işletme parametreleri olmaktadır.Tambur dönüş hızı: Tambur dönüş hızı, ayırma işlemini iki yöndenetkilemektedir. İlk olarak, pülp akışını eksenel doğrultuda tamburun alt çıkış ucunadoğru hızlandırır, ikinci olarak da tanelerin atalet kütlelerini arttırarak tamburyüzeyine yapışmasını ve adeta katı yüzey oluşmasını sağlar.300 dev/dk hızla dönen tambur içindeki bir taneye etki eden merkezkaçkuvveti 24 G kadar arttırılmakta, buna karşın tane büyüklüğü başka bir deyişle; MGSünitesinde diğer klasik gravite ayırması yapan ünitelere göre 5 kez daha küçükboyutlu tanelerin ayrılması mümkün olmaktadır. Tamburun dönüş hızının arttırılmasıile (diğer parametreler sabit) ağır mineral miktarı artarken, tenör düşmektedir.Mineraller arasındaki yoğunluk farkı büyük olduğunda düşük, yoğunluk farkı küçükolduğunda ise yüksek "G" kuvvetinde ayırma uygun olmaktadır.Titreşim Yoğunluğu: Tambur çalışması sırasında titreşim frekansı 3-6dev/sn, titreşim genliği ise 3,8–12,5 cm arasında değiştirilebilmektedir. Titreşimsinuzoidal dalga formunda eksen doğrultusunda olmaktadır. Titreşim hareketi sonucuolarak; ayırma sırasında taneler üzerine ek kesme (koparma) kuvveti uygulanmışolmaktadır. Titreşim yoğunluğunun arttırılması (diğer parametreler sabit) halinde iseverim düşerken, mineral içerikleri yükselmektedir.30

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKYıkama Suyu Miktarı: Yıkama suyu tamburun üst çıkış ağzına yakın birnoktadan verilmektedir. Yıkama suyu miktarı ve akış hızı ayırmayı önemli ölçüdeetkilemektedir. Yıkama suyu miktarı aynı zamanda pülp yoğunluğuna da bağlıolmaktadır.Tambur Eğim Açısı: Tambur ekseni ile yatay arasındaki eğim açısı,malzemenin özelliğine bağlı olarak 0-5 o arasında değişmektedir. İnce boyutlu vedüşük yoğunluklu mineraller için küçük, iri boyutlu ve yüksek yoğunluklu mineralleriçin ise büyük eğim açılarında çalışılmalıdır.Pulp Yoğunluğu, Besleme Hızı: Beslenecek malzemenin pulp yoğunluğu%10-50 arasında değişmektedir. Daha yüksek yoğunluklarda ise yıkama suyumiktarları ile pulp yoğunluğu ayarlanabilmektedir. Ayırma kapasitesi tambur çapı ilebağlantılıdır.Pilot ölçekli MGS ünitesinde 0.2 t/s, endüstriyel ölçekli iki tamburlu (twinsdrum) MGS ünitesinde ise 2 t/s kapasiteye ulaşılmaktadır. Aynı miktardakimalzemenin klasik sallantılı masada ayrılması için MGS'in yüzeyinden 6 kat fazla birayırma yüzeyine sahip olması gerekmektedir (Chan ve ark, 1994).1.8.8. Flotasyonla Manganez ZenginleştirmesiDiğer zenginleştirme yöntemlerine oranla verimliliği nedeni ile flotasyon(köpüklü yüzdürme) yöntemi son 25–30 yıldan beri bütün dünya ülkelerinde düşüktenörlü manganez cevherlerinin zenginleştirilmesi amacı ile özel bir dikkattoplamıştır.Yurdumuzdaki manganez cevherlerinin büyük bir çoğunluğunun toprakgörünüşlü oksit cevheri tipinde oluşları, kırma-öğütme işlemleri sırasında bolmiktarda ince malzeme meydana getirmeleri, manganez mineralleri ile gangminerallerinin çok iyi karışmış olmaları ve tane serbestleşmesi için öğütme işleminingerekli olması nedeniyle, flotasyon yöntemi zenginleştirme yöntemleri arasındayurdumuz manganez oksit cevherlerinin değerlendirilmesinde en önemli yöntemolarak ortaya çıkmaktadır.31

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKMekanik özellik farkına, yoğunluk farkına, manyetik özellik farkına dayalızenginleştirme yöntemi uygulanan tesislerin artıklarındaki (şlam artığı ve diğerartıklar), mangan kaçaklarını azaltıp tesisin genel verimini yükseltmek için, buartıklardan flotasyon yöntemiyle mangan konsantreleri kazanılır. Ayrıca yukarıdakiyöntemlerle zenginleştirilemeyecek özellikte, mangan oluşumu içeren cevherlerekonomik olması koşuluyla yalnız başına flotasyon yöntemi ilezenginleştirilmektedirler.1.8.8.1. Manganez OksitlerCevherler içindeki dağılım oranları yönünden oksit cevherleri flotasyonyönteminde ön plana geçmiştir. Manganez oksitler genellikle sabun flotasyonu ile iyisonuç vermektedirler. Bu genelleme, cevher çok az miktarda gang şlamı veya zararlıçözünebilir tuzlar içerdiği zaman özellikle doğru kabul edilebilmektedir. Ancak buideal durum, dünya manganez cevherlerinde seyrek görülmektedir (Ateşok, 1977).Mangan oksitler gözenekli olduklarından flotasyonlarında fazla yağ asidi vesabun gerektirirler. Kristal yapıdaki mangan oksitler, amorf yapıdaki manganoksitlere göre daha kolay yüzerler. Ayrıca mangan oksit mineralleri ince tanedeserbestleştiklerinden veya zenginleştirmeye hazırlama aşamasında çok ince taneyeufalandıklarından flotasyonlarında güçlükler ortaya çıkmaktadır (Önal ve Ateşok,1994).Oksit flotasyonunda en büyük sorun belirli gang mineralleri ve manganezminerallerinin şlamlaşmaya yönelmesidir. Kil ve demir oksitler yaygın olarakmanganez oksit mineralleriyle birliktedir ve şlamı oluştururlar. 10 ya da 20mikrondan daha ince boyutlu olan şlam, flotasyona olumsuz yönde etki etmektedir.Öncelikle bu sorunu ortadan kaldırmak için şlamsızlaştırma yapmak gerekir. Şlamıalınmış örnekte flotasyon selektivitesi daha da artar. Ancak şlamsızlaştırma yararlıolmasına karşın, şlamla birlikte giden manganez genellikle çok fazladır. Bu nedenle,zararlı şlamı atmak için yapılan şlamsızlaştırma işlemi her zaman ekonomikolmayabilir. Oksit manganez cevherlerinden elde edilen şlamların flotasyon etütlerieski S.S.C.B.'de geniş bir şekilde yapılmıştır (Ateşok, 1977).32

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKChkalov (eski S.S.C.B.) zenginleştirme tesisinde manganez şlamlarının (20mikron altı) flotasyonu; emülsol, motorin ve talloil (1:4:1) emülsiyonu ilesağlanmıştır. Benzer bir çalışma Mkheidze T.A. ve arkadaşlarınca (S.S.C.B. 1972)20 mikron boyutu altındaki manganez şlamlarına uygulanmış, emülsiyon karışımıiçin, talloil, motorin ve alkali sülfat kullanılmıştır. Ancak manganez verimikonsantrede çok düşüktür (Mkheid, 1974). Ayrıca son yılların yeni bir gelişimi olanelektroflotasyon yöntemi, Glembotsky tarafından 10 mikron altında bulunanmanganez şlamlarına uygulanmış, cevher içinde bulunan kil mineralleriyüzdürülmüştür (Glembotsky, 1973). Genellikle manganez oksit flotasyonundaanyonik toplayıcılardan olan oleik asit kullanılmaktadır (Ateşok, 1977). Bu toplayıcıemülsiyon durumunda ya da sabun olarak kullanılmaktadır. Ancak çeşitliaraştırmacılar zaman zaman çalışmalarında petrol ürünlerine de yer vermişlerdir.Mangan oksitlerin flotasyonunda nötr pH’taki pulpa gaz yağı ilave edilerek, manganoksit minerallerindeki porların yağ ile dolarak kapanması sağlanır. Yağ ile muameleedilmiş cevherdeki mangan oksitleri yağ asidi ve sabunla toplanarak yüzdürülür.Kullanılan gaz yağı gözenekleri kapatarak fazla toplayıcı sarfiyatını önlediği gibi,fazla köpük oluşumunu da engeller (Atak, 1974).Şlamlı manganez oksit cevherlerinin flotasyonu oldukça yaygındır.Arkansas'taki (A.B.D.) Batesville manganez cevherlerine çok yaygın biçimdeuygulanmıştır. Chiatura (S.S.C.B.) manganez cevherlerinin büyük bir çoğunluğuflotasyon yöntemi ile zenginleştirilmektedir. %12,4 Mn içeren tüvenan cevher,flotasyon sonucunda %28 Mn içerikli olarak %45 verimle kazanılmaktadır (Vitovtiv,1974). Grushev (S.S.C.B.) ve Küba'da bulunan flotasyon tesislerinde, gangmineralleri olarak kuvars, silikatlar ve kil mineralleri içeren manganez oksitcevherleri başarıyla zenginleştirilmektedir. Şlamlı manganez oksitlerin flotasyonundagang içeriği önemli rol oynamaktadır. Kil, demir oksitler, silis ve silikat mineralleriiçeren manganez cevherlerinin flotasyonu oldukça basit sayılır (Bondarenko, 1973).Gang mineralinin demir minerallerinden, manyetit ve hematit minerallerininise mangan minerallerinden ayrılması olanaklıdır. Limonit ise genellikleayrılmayabilir. Limonit'in mangan minerallerinden flotasyon işlemi sırasında33

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKayrılmayışının nedeni; her ikisinin de hidrate mineral olmaları gösterilebilir (Ateşok,1977).Kalsit gangı içeren cevherlerin flotasyonu şimdiki bilgilerle olanaksızgörülmektedir. Bu tür manganez oksit cevherlerine ters flotasyon uygulanmaktadır.Manganez oksitlerin flotasyonu olanaksızdır. Manganez oksitlerin flotasyonundakalsit gangı da, manganez mineralleri ile birlikte yüzerler. Bu nedenle, ilk kademedeters flotasyon uygulanarak kalsit alınır. Daha sonra gerekirse, pH düşürülerekmangan oksitler yağ asitleri ile yüzdürülür. Manganez oksitlerden kalsit gangınıflotasyonla seçerek ayırmada, manganez oksitlerin yüzmesini önlemek için, yeterlimiktarda sodyum hidroksit ve sodyum silikat kullanılır. Kalsitin flotasyonu içinemülsifiye edilmiş oleik asit genellikle kullanılan toplayıcıdır (Ateşok, 1977).1.8.8.2. KarbonatlarManganez karbonat mineralleri özellikle rodokrozit içeren manganezcevherleri, oksitlerden çok daha fazla flotasyona uygundur. Bu cevherler genelliklezararlı şlam içermezler, daha basit flotasyon koşullarında kolaylıkla kazanılabilirler.Anaconda, Montana (A.B.D.) cevherinde sülfürler ve silikatlarla birlikte MnCO 3vardır. Flotasyonla mangan karbonat kolaylıkla alınabilmektedir. Keza, Chiatursk(S.S.C.B.) mangan karbonat cevherleri petrol rafineri ürünleri ile flotasyona tabitutulmuş ve olumlu sonuçlar alınmıştır (Eigeles, 1974).Rodokrozit flotasyonla kolayca zenginleştirilerek yüksek tenörlü konsantrelerüretilebilmektedir. Na 2 CO 3 (500 g/t) ile pH’ı ayarlanan pulptaki gang mineralleri,(2.000 g/t) sodyum silikatla bastırılarak, (2.000 g/t) sabun ile rodokrozit yüzdürülüpyüksek tenörlü mangan konsantresi üretilebilir. Cevherde metalik sülfür minerallerivarsa, önce sülfür mineralleri bakır sülfatla canlandırılarak potasyum amil-ksantat(25 g/t) ile yüzdürüldükten sonra, mangan karbonat flotasyonu uygulanır (Gaudin veErgunalp, 1946).34

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEK1.8.8.3. SilikatlarManganez silikat cevherleri genellikle flotasyona uygun değildir. Bu konudayayınlanmış bir çalışmaya rastlanılamamıştır. Ancak uygun koşullarda katyoniktoplayıcıların rodonit'i (MnSiO 3 ) silikat minerallerinden ve diğer gangminerallerinden seçerek alabileceği bilinmektedir.1.8.9. Manyetik Özellik Farklarına Göre Manganez ZenginleştirmesiDünya genelinde teknolojideki gelişmeler ve artan rekabet koşullarına ekolarak hızla artan pazar talebi, cevher endüstrisinde daha kaliteli ürünlerin dahadüşük maliyetle üretilmesini zorunlu kılmaktadır. Günümüzde başta endüstriyelhammaddelerin zenginleştirilmesi olmak üzere pek çok sanayi kolunda kullanılanmanyetik ayırıcılar, yoğun olarak yürütülen çalışmalara bağlı olarak giderek dahayüksek verimlerle çalıştırılmakta ve artan kullanım alanları bulmaktadır.Yüksek alınganlıklı veya yüksek gradyanlı manyetik ayırıcılar, kimya,biyokimya, çevre, nükleer ve diğer endüstri kollarında da karmaşık problemlereçözümler getirebilmektedir. Bu kadar eski ve bu denli yaygın pratik kullanım alanıbulmuş yüksek alan şiddetli manyetik ayırma yönteminin fiziksel temellerinin,ayırmada etkili olan parametrelerin ve bu parametreler arasındaki ilişkilerinincelenebilmesi ise son 20 senedir mümkün olmuştur.Bir manyetik ayırıcının kullanılma amacı, manyetik alınganlıklarıferromanyetiklerden diamanyetiklere kadar geniş bir aralıkta yer alan ve boyutlarımilimetrelerden mikrometrelere kadar değişebilen taneleri kazanmak veyauzaklaştırmaktır. Bunun yanında, cevher hazırlamada manyetik alınganlıklarıarasında fazla bir fark olmayan ancak aralarında geniş bir boyut farkı bulunan çokfarklı minerallerin de zenginleştirilmesi gerekebilmektedir. Bu tür tanelerin kazanımıiçin farklı şekillerde oluşturulan ve bir uygulamadan diğerine etkin olarakuyarlanabilen manyetik alan şiddetine gereksinim duyulmaktadır. Manyetik birtaneyi ayırabilmek için gereken manyetik kuvvet sadece mineralin fiziksel özelliklerive manyetik indüksiyona değil, manyetik alan gradyanının büyüklüğüne de bağlıdır.35

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKBu yüzden yüksek seçimlilikte bir ayırım yapabilmek için manyetik indüksiyon vealan gradyanının titizlikle belirlenmesi ve uygun şekilde ayarlanması teknik veekonomik bir zorunluluktur. Demir cevherlerinin zenginleştirilmesiyle artanmanyetik ayırıcıların kullanımı, düşük alınganlıklı cevherlerin zenginleştirilmesi vedüşük alınganlıklı gang minerallerinin cevherlerden uzaklaştırılabilmesi gibizorunluluklara yüksek alınganlıklı ve yüksek gradyanlı ayırıcılarınzenginleştirilmesiyle ivme kazanmıştır. Yüksek alan şiddetli yüksek gradyanlı rulotip kuru manyetik ayırıcılar, mıknatıs teknolojisindeki gelişmelere paralel olarakbirçok sektörde tercih edilir olmuştur.Bazı cevherlerde, manganca fakir olan ferromanyetik duyarlılığa sahipminerallerle, manganca zengin paramanyetik duyarlılığa sahip manganminerallerinin birlikte bulunduğu görülür. Bu tip cevherlere yüksek alan şiddetindemanyetik zenginleştirme uygulandığında fakir-zengin, ağır-hafif mangan mineralleritopluca yüksek kazanma verimleri ile konsantreye alınabilmektedir. Fakat bukonsantrelerin tenörleri fazla olmamaktadır. Böyle cevherlere önce yoğunluk farkınadayalı zenginleştirme uygulandığında yoğunlukları yüksek (3,5 g/cm 3 ’ten fazla)mangan mineralleri konsantreye geçerek zengin mangan konsantrelerioluşturmaktadır. Fakat 3,3 g/cm 3 'ten daha düşük yoğunluğa sahip, manganca fakirmangan mineralleri atığa kaçtıklarından yoğunluğa dayalı zenginleştirmesinin (jig,sallantılı masa) kazanma verimleri yetersiz olmaktadır. Bu durumda önce yoğunlukzenginleştirmesiyle yüksek mangan tenörlü konsantre, sonra bu yöntemin artıklarınıyüksek alan şiddetli manyetik zenginleştirme uygulanarak biraz daha az tenörlü birkonsantre üretilerek, mangan kayıpları çok düşük düzeylere indirilmektedir.Manganez cevherlerinin manyetik zenginleştirilmesi 5000–25000 Gauss şiddetindekiyüksek manyetik alanlarda gerçekleştirilir (Bayat, 2010).Manyetik ayırma ile ilgili son yeniliklerden biri de kalıcı mıknatıslığa sahipyüksek alan şiddetli yüksek gradyanlı rulo tipi kuru manyetik ayırıcılarıngeliştirilmesi olmuştur. Bu ayırıcılar indüklenmiş tambur tipi ayırıcılara göre dahakuvvetli ve nisbeten iri taneler üzerindeki etkili kullanımları nedeniyle yaygınkullanım alanı bulmuş ve özellikle endüstriyel hammaddelerin zenginleştirmesindetercih edilir olmuştur (Arvidson, 1988).36

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEK1.8.9.1. Kalıcı Mıknatıslı Rulo Tipi Manyetik AyırıcıManyetik zenginleştirme işleminde esas dış kuvvet manyetik kuvvettir. Birmineralin diğerlerinden ayrılması manyetik kuvvet ve diğer etkili karşıt kuvvetlerin(yerçekimi, hidrodinamik, eylemsizlik, sürtünme ve merkezkaç kuvvetler) bileşiminebağlıdır. Manyetik kuvvetlerin değeri ve yönü alan konfigürasyonuna ve tanelerinmanyetik özelliklerine bağlıdır. Kuru manyetik ayırma işleminde esas karşıt kuvvet,yerçekimi kuvvetidir (Peter ve ark, 2001).Manyetik alanı sağlayan rulo, bir seri Nd-Fe-B alaşımlı mıknatıs ve çelik diskdiziliminden meydana gelmektedir. Ekipmana hareketi sağlayan motor, manyetikruloyu hareket ettirir. Düzenekte manyetik olmayan ikinci bir rulo mevcuttur. Her ikiruloyu kaplayan kevlardan mamul ince ve dayanıklı bir bant ise hareketi ilettiği gibi,titreşimli bir besleyiciden dökülen malzemenin manyetik rulo üzerine taşınmasınısağlar. Başta manyetik kuvvet, merkezkaç kuvvet ve yerçekimi kuvvetininbileşkesine göre yörüngesi belirlenen taneler manyetik ruloyu terk ettikten sonrakonumu ayarlanabilen bir bölücü bıçak marifetiyle manyetik ürün, ara ürün vemanyetik olmayan ürün bölmelerinden birinde toplanırlar.Şekil 1.11’de endüstriyel ölçekli bir rulo tipi yüksek alınganlıklı manyetikayırıcı ve Şekil 1.12’de bu ayırıcının kesit şekli gösterilmiştir.37

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKŞekil 1.11. Endüstriyel ölçekli rulo tipi kuru manyetik ayırıcı (Hassoy, 2007)Şekil 1.12. Rulo tipi kuru manyetik ayırıcının temsili kesit görünümü (Hassoy, 2007)Manyetik rulolar, kalınlıkları 3 ile 12 mm arasında değişen Nd-Fe-B alaşımlıkalıcı mıknatıs disklerin yumuşak çelikten yapılmış diskler arasında dilimler şeklindebirleştirilmesiyle yapılırlar. Bu dizilim 1,7 Tesla civarında bir manyetik alan şiddetisağlar (Arvidson, 1985). Curie sıcaklığı 300 o C civarında olduğu için malzemenin150 o C’den düşük sıcaklıklarda beslenmesine de toleranslıdır (Rodewald, 1985).38

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKNd-Fe-B alaşımlı mıknatıslar diğer mıknatıs malzemelerinden daha yüksekdayanıma sahiptir. Ancak, neodyumun hızla oksitlenmesi nedeniyle uygun boya veyakaplama yöntemleriyle korunması gerekmektedir. Diğer yandan, yapılançalışmalarda kobalt ve alüminyum gibi elementlerin Nd-Fe-B bileşimlerineeklenmesinin mıknatısların manyetik ve sıcaklık özelliklerinin gelişmesinde veoksitlenme problemlerinin önüne geçmede faydalı olacağı bulunmuştur (Mizoguchive ark, 1986).Manyetik alan gradyanı çok yüksek ve manyetik alan doygunluk seviyesine(yaklaşık 2 Tesla) ulaşabildiği için tanelere etkiyen manyetik kuvvet de büyüktür.Besleme hızı ve seçimliliği indüklenmiş manyetik rulo ve çapraz bantlı manyetikayırıcılara göre daha yüksektir. Tanelerin yörüngesini etkileyecek hava boşluğu gibikısıtlamalar mevcut olmadığı için taneler banttan aldıkları yeterli ivme sayesindedüzgün şekilde hızlanabilirler.Ayırım koşulları iyi kontrol edilebilen bu ayırıcılarda elektrostatikkuvvetlerin etkisi de düşüktür. Herhangi bir ısı üretimi (Eddy akımları) olmadığı içinhavalandırmaya ihtiyaç duyulmamaktadır. Etkin bir toz koruması sağlamak içinayırıcının üzeri kapatılmaktadır (Arvidson, 1990).Rulo tipi manyetik ayırıcı üzerindeki çalışmalarında tanelerin hareketiniinceleyen Koop (1984) çelik diskleri hava boşluklu kabul ederek ayırıma neden olankuvvetleri ve mekanizmayı açıklamaya çalışmıştır. Koop (1984)’a göre manyetiközelliğe sahip bir tane üzerinde üç kuvvet mevcuttur;a) Yönü rulo merkezine doğru olan manyetik kuvvetb) Yönü rulo merkezinden dışa doğru olan merkezkaç kuvvetic) Yönü rulo merkezinin izdüşümü olan yerçekimi kuvveti1.8.9.1.(1). RE Manyetik Ayırıcıların ÖzellikleriRulo tipi kuru RE manyetik ayırıcıların tasarımı oldukça basittir (Şekil 1.13).Bu tür manyetik ayırıcılar, öndeki manyetik olmak üzere iki rulo, malzemeaktarımını sağlayan ince ve dayanıklı bir bant, manyetik ve manyetik olmayan39

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKmalzemeleri birbirinden ayıran bir bölücü bıçaktan oluşmaktadır. Besleme genellikle,ayarlanabilir bir titreşimli besleyici tarafından yapılmaktadır.Şekil 1.13. Rulo tipi manyetik ayırıcının yandan şematik görünümü (Ekmekçi, 1990)Rulo tipi yüksek alan şiddetli sürekli mıknatıslı manyetik ayırıcıların kalbiolan manyetik rulo ince (3–12 mm arasında değişen), Fe - Nd - B alaşımlı süreklimıknatıs disklerinin yumuşak çelikten yapılmış diskler arasında dilimler halindesıkıştırılmasıyla yapılmıştır (Şekil 1.14) ve 1,7 Tesla civarında bir manyetik alanşiddeti yarattığı belirlenmiştir (Arvidson, 1985).Şekil 1.14. Permroll manyetik ayırıcının manyetik rulosu (Ekmekçi, 1990)40

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKRulo tipi manyetik ayırıcılar, manyetik rulo üzerinden geçen manyetik ya dazayıf manyetik tanelerin yörüngelerini manyetik kuvvet ile saptırarak manyetikolmayan tanelerden ayırırlar. Bu işlem sırasında tane üzerine aynı anda manyetikkuvvet ve merkezkaç kuvvet etki ederken bileşke kuvvetin yönü ve büyüklüğünebağlı olarak tanelerin yörüngeleri belirlenir (Şekil 1.15).Şekil 1.15. Rulo manyetik ayırıcıda tanelere etkiyen kuvvetler (Ekmekçi, 1990)1.8.9.1.(2). Çalışma ParametreleriRulo tipi manyetik ayırıcılarda, manyetik ayırmaya etki eden çalışmaparametreleri; rulo dönüş hızı, besleme tane boyu, bölücü bıçak ayarı, bant kalınlığı,manyetik rulo konfigürasyonu ve aşama sayısı olarak sıralanabilir. Bu tür manyetikayırıcılar sürekli manyetik alan şiddetine sahip olduklarından, manyetik ayırmaişlemi başta rulo hızı ve besleme tane boyu olmak üzere, bölücü bıçak ayarı,manyetik rulo konfigürasyonu, bant kalınlığı ve besleme hızı ile kontroledilmektedir.41

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEK1.8.9.1.(3). Rulo Dönüş HızıRulo tipi yüksek alan şiddetli sürekli mıknatıslı manyetik ayırıcılar,genellikle, 40 dev/dk ile 500 dev/dk arasında değişen geniş bir rulo dönüş hızıaralığına sahiptir. Çok kuvvetli manyetik özelliğe sahip tanelerin ayırımı söz konusuolduğunda rulo dönüş hızı 700 dev/dk değerine kadar çıkabilmektedir.Belli bir hızda dönen bant üzerine beslenen tanelerin çizgisel hızlarıyla bantınçizgisel hızının eşit olduğu kabul edilmektedir. Taneler manyetik rulo üzerindeykenmerkezkaç, yerçekimi ve manyetik olmak üzere üç kuvvetin etkisi altında kalırlar(Şekil 1.15). Böylece, besleme malzemesi içinde bulunan farklı manyetik alınganlığasahip mineraller, etkisi altında kaldıkları bileşke kuvvetin yönü ve büyüklüğüne bağlıolarak, manyetik ya da manyetik olmayan kısımlardan birine geçerler. Manyetikkısıma geçmesi istenen minerallerin manyetik alınganlıkları azaldıkça, üzerlerineetkiyen merkezkaç kuvvetini azaltmak için rulo dönüş hızını azaltmak gerekir.1.8.9.1.(4). Besleme Tane BoyuDaha önce de belirtildiği gibi, rulo tipi manyetik ayırıcılarda manyetik ayırmaişlemi, belli bir manyetik alınganlığa sahip tanelerin manyetik rulo üzerindengeçerken, yörüngelerinin uygulanan manyetik kuvvet tarafından saptırılması ilkesinedayanmaktadır. Genel fizik yasalarına göre, iri tanelere etkiyen merkezkaç kuvvetince tanelere etkiyenden daha büyüktür. Bu nedenle iri taneler ince tanelerden dahauzağa fırlatılırlar. Verimli bir ayırmanın gerçekleştirilebilmesi için, besleme taneboyut aralığı bu faktörler göz önüne alınarak belirlenmelidir.İri tane boyutlarında (>5 mm) beslemedeki en iri tane boyutunun en ince taneboyutuna oranının 2:1 ya da daha az olması istenir. Örneğin; 30–20 mm, 20–10 mm,10–5 mm gibi. Daha ince tane boyutlarında (

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKİri tane boyundaki (+10 mm) ayırmalarda besleme malzemesinde %5–7arasında değişen oranlarda nem içeriğine izin verilebilmektedir. Daha ince tanelimalzemelerin ise nem içeriğinin daha az olması gerekmektedir.Örneğin; -1+0,074 mm tane boyu aralığındaki cam kumu için maksimum %1nem içeriğine izin verilebilmektedir (Wells, 1984). Eğer tesis koşullarında manyetikayırıcıya beslenen malzeme sıcak ise kalsine manyezitin zenginleştirilmesi, enazından son laboratuar deneylerinin benzer koşullarda yapılması gerekir. Bazen,özellikle ince taneli malzemelerde, malzemenin akış özelliği değişebilir ve tanelerarasındaki elektrostatik etkileşim ayırma verimini düşürebilir.1.8.9.1.(5). Bölücü Bıçak AyarıManyetik ayırıcıya beslenen malzeme, yatayla 90–114° arasında değişenaçılarda ayarlanabilen bir bölücü bıçak yardımıyla manyetik ve manyetik olmayankısımlara ayrılabilir (Şekil 1.13).Uygulamaların %90'ından daha fazlasında manyetik ve manyetik olmayankısımlara geçen malzemeler gözle ayırt edilebildiğinden, bölücü bıçak kolaylıklaayarlanabilmektedir. Ürün veriminin yüksek olması istendiğinde, rulo dönüş hızıyükseltilir ve bölücü bıçak ayarı rulodan en uzak konuma getirilir. Rulo dönüş hızıdeğiştikçe bölücü bıçak konumunun da değişmesi gerekir.1.8.9.1.(6). Manyetik Rulo KonfigürasyonuMıknatıs diskleri arasındaki uzaklık azaldıkça manyetik kuvvet çizgilerininetki alanı daralır (Şekil 1.14). Bu nedenle, ortalama besleme tane boyuna görekullanılacak manyetik rulo konfigürasyonu da değişir. Endüstride kullanılanmanyetik ayırıcıların manyetik rulo konfigürasyonu rulo boyunca aynıdır ve dahaönce optimum konfigürasyonun deneyler ile belirlenmiş olması gerekir.Manyetik rulo konfigürasyonunun manyetik ayırmaya etkisini incelemekamacıyla bazı laboratuvar ölçekli manyetik ayırıcıların ruloları birkaç konfigürasyonbir arada bulunacak şekilde üretilmiştir.43

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKMıknatıs kalınlığı azaldıkça çelik disk kalınlığı da azalmakta ve böylecemanyetik akım çizgilerinin etki alanı daralmaktadır. Bu nedenle iri tane ayırımında,genellikle; 12:3 konfigürasyonu kullanılırken, ince taneli malzemeler için diğerkonfigürasyonlar kullanılmaktadır.1.8.9.1.(7). Besleme HızıManyetik ayırmaya etki eden diğer bir parametre de besleme hızıdır. Verimlibir ayırma için bant üzerine beslenen malzemenin tek tabakalı (monolayer) olmasınadikkat edilmelidir. Böylece, kalın tabakalı beslemede karşılaşılan mekanik sıkışma(manyetik olmayan tanelerin manyetik taneler altında sıkışıp yanlışlıkla manyetikkısma geçmesi) olayı önlenmiş olur.Bu duruma, genellikle, demir cevherleri, ilmenit, krom vb. manyetik mineralyüzdesi yüksek olan cevherlerin zenginleştirilmesinde karşılaşılmaktadır.Besleme hızı, rulo dönüş hızına ve besleme malzemesinin ortalama taneboyutuna bağlıdır. Yüksek manyetik özelliğindeki minerallerin zenginleştirilmesindeya da ön zenginleştirme amacına yönelik kullanımlarda yüksek besleme hızlarındaçalışabilmektedir.Besleme hızı literatürde, genellikle ton/saat/rulo uzunluğu (m) cinsinden ifadeedilmekte ve standart rulo uzunluğu 1 m olarak kabul edilmektedir.1.8.9.1.(8). Aşama SayısıÖn zenginleştirme amacıyla yapılan manyetik ayırmalarda tek aşamalı ayırmayeterli olmaktadır. Ancak, sağlıklı bir ayırmanın yapılabilmesi için, beslemedebulunan manyetik malzeme ağırlıkça %40'dan daha fazla olmamalıdır (Davy, 1990).Bu nedenle, fazla miktarda manyetik mineral içeren malzemelerde optimumkoşullarda ve bütün zenginleştirme göz önüne alındığında daha ekonomik bir ayırmaiçin çok aşamalı manyetik ayırmanın gerekli olduğu görülebilir. Beslemeninmanyetik mineral içeriği az olduğunda bile, iki ya da üç aşamalı manyetik ayırmauygulanmalıdır. Çok gerekli durumlarda altı aşamaya kadar çıkılabilir. Üretilen44

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKmanyetik ayırıcıların ana iskeleti modüler olduğundan herhangi bir montajproblemiyle karşılaşılmamaktadır.1.8.9.2. RE Manyetik Ayırıcıların AvantajlarıRE manyetik ayırıcılar endüstride, genellikle, endui silindirli (Inducedelectromagnetic roll separator, IMR) kuru manyetik ayırıcıların yerinekullanılmaktadır. RE manyetik ayırıcıların IMR manyetik ayırıcılara göre avantajlarıaşağıda sıralanmıştır (Arvidson, 1990; Davy, 1990).i. Yüksek kapasite,ii. Manyetik alan oluşturmak için herhangi bir güç kaynağına gerek yoktur,iii. Boyutları küçük ve hafiftir. Mevcut tesislerde bile önemli bir değişikliğegerek kalmadan kolaylıkla yerleştirilebilir,iv. Bakım masrafları çok azdır,v. Manyetik rulonun üstü açık olduğundan çok geniş besleme tane boyuaralığında çalışabilmektedir,vi. Ton başına maliyet daha düşüktür.1.8.10. Kalsinasyon Kavurması ile Manganez ZenginleştirmesiKalsinasyon kavurması daha ziyade, mangan karbonat ve mangan hidratminerallerinin bulunduğu konsantrelere uygulanır. Böylece karbon dioksiti (CO 2 ) vebünye suyu uzaklaştırılan konsantrelerin mangan tenörleri yükseltilmektedir.Ayrıca bol kalsit ve çok az kuvars içeren iri taneli MnO 2 cevherlerindenyalnız kalsit kalsine edilip, su ile muamele edildikten sonra Ca(OH) 2 şlamı atılarakmangan konsantresi de üretilebilir. Bunun için cevher yapısının uygun olması vekalsine edilen üründeki mangan minerallerinin işlem sırasında şlam inceliğineulaşmaması gerekir (Bayat, 2010).45

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEK1.8.11. Liç ile Manganez ZenginleştirmeEndüstriyel liç metotları düşük değerli cevherlerde uygulama alanıbulmaktadır. Liç metodunun en basit yolu cevheri yığmak, liç çözeltisini yığınüzerinden dağıtmak ve yığının altından süzülen yüklü liç çözeltisini toplamaktır.Sülfürlü cevherlerin oksidasyonu yavaş olduğundan bu işlem liç çözeltisi metaliçeriği olarak yeterli miktara ulaşıncaya kadar devam eder (Bosecker, 1997).Teknik uygulamalar özellikle bakır ve uranyum cevherleri için uygulamaalanı bulmaktadır (Naveke 1986). Endüstriyel liç prosesleri; dump (yığma) liçi, heap(yığın) liçi, yerinde liç olmak üzere üç farklı teknik uygulamadır (Bosecker, 1997).Saf mangan metali ve pil üretiminde kullanılacak konsantre üretmeye yönelik biryöntemdir. Bu yöntemde zengin cevher pH derecesinin 4 olduğu bir ortamda sülfürikasitle çözündürülür, çözünmeyenden süzülerek arındırılan MnSO 4 çözeltisi pHderecesinin 8 olduğu bir ortamda NaOH ile Mn(OH) 2 olarak çöktürülür (Zhuo veark., 2009).1.8.11.1. Liç Yöntemleri1.8.11.1.(1). Yığma LiçiEn eski liç prosesidir. Açık ocak madenciliği ile çıkarılan düşük tenörlücevherlere uygulanır. İlk olarak yığma yapılacak alan, bu doğal meyiller de olabilirasfalt, çimento veya kille kaplanarak geçirimsiz hale getirilir ve liç çözeltisininsızıntı yapması önlenmiş olur (Torma ve Bosecker, 1982). Eski yığmalar 200 myüksekliğinde ve 50–100 bin ton cevher alırken günümüzde liç yığmalarınınyüksekliği 10–20 m iken boyu birkaç yüz metre, eni 40 metreyi bulmaktadır. Birkaçyüz bin ton cevher içermektedirler. Bu havalandırmayı kolaylaştırmaktadır(Telefoncu, 1995). Yığma liçinin şematik görünümü Şekil 1.16’da gösterilmiştir.Yığmanın üzeri sürekli olarak liç çözeltisi ile spreylenir veya geçici olarak liççözeltisi ile doldurulur. Cevhere bağlı olarak liç çözeltisi su, asitli su veya ferriksülfat çözeltisi olabilir. Sirkülasyondan önce süzülmüş halde olan liç sıvısı, bakteri46

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKve ferrik demirin tekrar üretilmesi için bir oksidasyon havuzundan geçirilir ve tekraryığına pompalanır (Bosecker, 1997). Yığma liçi çok yavaş işleyen bir prosestir. Buyüzden 10–20 yıl kadar sürebilir. Diğer yandan da basit ve ucuz bir uygulamadır. Azçalışma gerektirir (Naveke, 1986).Şekil 1.16. Yığma (Dump) liç işleminin şematik görünümü (Telefoncu, 1995)1.8.11.1.(2). Yığın LiçiYığın liçi, yığma liçine benzer ilkelerle uygulanır. Fakat yığın liçinde dahaince tane boyutunda cevherler kullanılır. Eğer yığın liçi yapılacak cevherin taneboyutu büyükse cevhere boyut küçültme için bazı ön hazırlıklar uygulanır. Yığın liçidüz bir zemin üzerinde yapıldığı gibi eğimli bir yamaç üzerinde deyapılabilmektedir. Geçirgen olmayan ve özel çözelti toplama kanalları bulunanzemin üzerine yığılan cevher üzerinden çözelti püskürtülür. Tabandan süzülen çözeltitoplama havuzundan tekrar cevhere gönderilmeden önce oksidasyon havuzundangeçirilir (Habashi, 1999). Bazı yıgın liç proseslerinde, oksijenin yığının altkısımlarına ulaşabilmesi için borular yerleştirilmelidir. Yığın liçinin şematikgörünümü Şekil 1.17’de gösterilmiştir.47

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKŞekil 1.17. Yığın (Heap) Liç işleminin şematik görünümü (Bosecker, 1997)Yığın liçinde uygulanan teknik şöyledir:i. Önce liç işleminin yapılacağı alan hazırlanır. Bu alan genellikle madensahalarında veya bunların yakınında hazırlanır ve geçirimsiz bir zeminden(asfalt/plastik levhalarla kaplı) oluşmaktadır. Geçirimli olursa liç çözeltisicevhere temas etmeden liç alanından uzaklaşır.ii. Cevher ocaktan liç yapılacak bu alana taşınır.iii. Genellikle –15 cm boyutuna ufaltılmış cevher, bu geçirimsiz tabakanınüstüne yığılır ve üst kısmı düzlenir.iv. Kaçak çözeltilerin engellenmesi, liç çözeltisinin değerli metalle temasıiçin bu yığınların üzerine lağım (drenaj) kanalları açılır.v. Çözücü pompalar yardımıyla yığının üst kısmına, sulama veyayağmurlama şeklinde verilir.vi. Drenaj yoluyla toplanan çözelti yine pompalar yardımıyla yığının üzerinetekrar geri beslenir.Yığın liçinde “Kısa Devre” kavramı: Eğer liç alanına yığılan cevherin taneboyut aralığı genişse ve yığıldığı alanda homojen değilse (yani iri ve ince tanelerinyığındaki dağılımı düzgün değilse) yığına beslenen liç çözeltisi iri tanelerinaralarındaki boşluklardan akarak yığını terk eder, yani Kısa Devre yapar. Liççözeltisi yığının tamamına temas etmemiş olur. Bu durumu engellemek için48

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKaglomerasyon işlemi uygulanır. Yığın liçinde bakterilerden geniş şekildeyararlanılmaktadır.Yığın liçine olumsuz etki eden etmenler:• Killerin varlığı• Boyut küçültme sırasında oluşan çok ince taneler• Ferrik hidroksit veya bazik çökelekler• Buharlaşmadan dolayı liç çözeltisine meydana gelen bazı kayıplar• Kanal oluşumu (kısa devre) sebebiyle verim düşer ve liç süresi azalır.Aglomerasyon (briketleme veya peletleme): Aglomerasyon, düşük tenörlü,killi veya şlamlı altın cevherlerinin yığın liçi ile çözündürülmesi öncesinde, kireçveya portland çimento ile aglomera edilmesi işlemidir.Aglomerasyonda tanelerin birbirlerine yapışma performansını artırmakamacıyla, cevher tanecikleri arasına bağlayıcı özelliği olan bazı maddeler ilave edilir.Bentonit en çok kullanılan bağlayıcıdır (Sivas-Divriği’de manyetit cevherininpeletlenmesinde kullanılmaktadır). Bentonit dışında kireç, çimento veya peridurisimli organik polimer vb. bağlayıcılar da kullanılmaktadır.Kırılmış cevher + su / NaCN + bağlayıcı = aglomeratAglomerasyonun olumlu yanı liç veriminin %60 ve daha yüksek değerlereulaşması ve olumsuz yanı ise Altın’ın aktif karbonla kazanımı sırasında Ca(OH) 2sorunu oluşturmasıdır.1.8.11.1.(3). Yerinde LiçYerinde liç genellikle terk edilmiş maden ocaklarında uygulanır. Galeriler suile doldurulur ve kendiliğinden suya geçmeyen cevher de basınçlı su ile yıkanır.Galerilerin dibinde biriken su yüzeye pompalanır. Düşük tenörlü cevherlergeleneksel madencilik yöntemleriyle zenginleştirilemezler. Fakat yerinde liç işlemiile zenginleştirilebilirler. Yerinde liçin şematik olarak görünümü Şekil 1.18’dagösterilmiştir.49

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKŞekil 1.18 Enjeksiyon yöntemi (Akdağ, 1992)Uygun liç çözeltisi açılan deliklerden çatlaklı cevher yatağına enjekte edilir.Reaksiyonun gerçekleşebilmesi için yeterli zaman geçtikten sonra kuyulardatoplanan yüklü çözelti yeryüzüne pompalanır. Yerinde liç yönteminde yüklüçözeltinin sızmaması için gang kayacının geçirimsiz, cevherin ise yeterli orandageçirimli olması gerekmektedir (Bosecker, 1997).Çizelge 1.6. Yerinde liç yönteminin olumlu ve olumsuz yönleri (Akdağ, 1992)Olumlu yönleriDaha az çevre kirlenmesiOlumsuz yönleriYer altı suları kirlenebilir.Düşük ilk yatırım ve işletme maliyeti Kurulan ekipmana kıyasla düşük metalkazanımıDüşük enerji gereksinimiGeleneksel yöntemlerle işletilemeyencevherlere uygulanabilirlikKalıcı saha bozuklukları daha azCevher kaynakları ve rezervlerde artışMetal ekstraksiyon verimi düşükYöntem karmaşık bir süreç içeriyorMetal ekstraksiyon süresi uzunDetaylı veritabanı henüz oluşmamış50

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKÇizelge 1.7. Yağmurlama ve enjeksiyon yöntemleri (Akdağ 1992)(a) Yağmurlama yöntemi(b) Enjeksiyon yöntemiYüzeye yakın cevherlerde uygulanır. Genellikle yüzeye yakın olmayan, derincevherlerde uygulanır.Cevherin yüzeye yakın kısmına liççözeltisi verilir. Cevher yatağının içinedoğru açılmış olan toplama (üretim)kuyularından yüklü liç çözeltisi alınır.Yeryüzündeki zenginleştirme tesisinebeslenir.*Cevher yatağına doğru enjeksiyon kuyuları vetoplama(üretim) kuyuları açılır. Enjeksiyonkuyularından çözücü reaktif verilir. Toplamakuyularından ise yüklü liç çözeltisi alınır veyeryüzündeki zenginleştirme tesisine beslenir.** Tesise gelen yüklü çözelti sementasyon işlemine tabi tutulur. Yani yüklü çözelti içindeki değerlimetal (sıvı faz) değişik yöntemlerle katı faza alınır. Sıyrılmış çözelti ise liç çözeltisi hazırlama tankınagönderilir ve daha sonra; yağmurlama yönteminde yağmurlama sistemine, enjeksiyon sisteminde iseenjeksiyon kuyularına geri beslenir.1.8.11.1.(4). Tank LiçiMetal kazanımının yüksek olması sebebiyle süspansiyon liçinin teknikboyutta uygulanmasına olanak veren biyoreaktörler geliştirilmiştir (Telefoncu, 1995).Bu yöntemle çinko sülfürlü cevher konsantrelerinden %80 civarında çinko kazanımıelde edilmiştir. Tank liçi; yığma, yığın ve yerinde liç tekniklerinden yapımı veişletilmesi açısından çok daha pahalıdır. Fakat metal kazanım oranı daha yüksektir.Altın cevherlerinin biyoliçinde başarılı bir şekilde uygulanmaktadır (Şekil 1.19.)(Bosecker, 1997).Şekil 1.19. Tesis çapında kullanılan liç tankları (Akdağ 1992)51

1. GİRİŞ Sultan ŞİMŞEKTank liçi;• Genellikle yüksek tenörlü cevherlere veya konsantrelere uygulanır.• Cevherin liç öncesi –0,5 mm boyutuna ufalanmış olması gerekir. Katıtanelerin çökmesini engellemek, liç çözeltisinin değerli metalle temasınıartırmak, ortamdaki iyon transferini ve ortama gaz transferini kolaylaştırmakiçin karıştırma yapılmaktadır.• Metalin tamamına yakını yaklaşık 1–10 saat arasında çözeltiye alınabildiğiiçin çok tercih edilen bir yöntemdir.Tank liçi işlemleri 2 sınıfta incelenir:• Normal basınçta yapılan liç• Yüksek basınçta yapılan liç52

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Sultan ŞİMŞEK2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALARAteşok (1977) tarafından yapılan çalışmada Trakya-Binkılıç, Erzincan veUşak yöresi oksitli manganez cevherlerine flotasyon yöntemi uygulanmış ve %78MnO 2 tenörlü konsantrenin kazanılabileceği ancak Uşak bölgesi cevherlerininflotasyon yöntemine uygun olmadığı bildirilmiştir.Ateşok (1977) yaptığı çalışmada madencilik sektöründe bir sorun teşkil edenince taneli cevherlerin özellikleri ortaya konularak, son 10 yıl içinde ince tanelicevherlerin zenginleştirilmesinde kullanılan değiştirilmiş (modifiye) flotasyonyöntemleri araştırılmıştır. Rodokrozit ve kuvars minerallerinin flotasyon özelliklerisaptanmış ve rodokrozit'in klasik flotasyonu yapılmıştır. Rodokrozit + kuvarskarışımı kullanılarak laboratuvar çapında dizayn edilen bir elektroflotasyonhücresinde rodokrozit'in elektroflotasyon yöntemi ile zenginleştirilmesineçalışılmıştır. Elektroflotasyon yönteminde önemli bir yeri olan köpüğün ve kullanılanelektrotların özellikleri saptanarak, elektroflotasyon yönteminde; mekanik karıştırmahızının, pulp yoğunluğunun, akım yoğunluğunun, hücre yüksekliğinin, ortam pH'ınınve pülp ısısının zenginleştirme üzerine etkileri incelenmiştir. Ayrıca,elektroflotasyonla klasik flotasyonun arasındaki farklar ortaya konularak, ikiyöntemin tartışılması yapılmıştır.El Hazek ve ark. (2006), Mısır’ın Sinai bölgesinden alınan düşük tenörlümanganez cevherlerinden (%8,52 Mn) indirgeyici olarak H 2 O 2 kullanılmış vehidroklorik asit liçi yapılarak manganın geri kazanılması araştırılmıştır. XRDsonuçlarına göre cevher kriptomelan, kalkopanit, pirolisit ve kredneritminerallerinden oluşmaktadır. Ayrıca hematit, götit gibi demir minerallerinden ve azmiktarda pirit bulunmaktadır. Optimum koşullarda; 0,4 M H 2 O 2 ve 2 M HClkullanılarak 60-95 o C sıcaklıkta 1/12 katı sıvı oranında deneyler yapılmış ve >%97verimle kazanılmıştır. Bunun yanı sıra Fe verimi %14’ü geçmez iken %81 verimleAl, %98 verimle Zn kazanılmıştır.Hariprasad ve ark. (2007), indirgeyici olarak talaş tozu kullanılarak sülfürikasit liçi yapılarak manganezin geri kazanımı araştırılmıştır. Deneylerde pulpyoğunluğu, asit miktarı, sıcaklık ve talaş tozunun etkileri incelenmiştir. Sonuç olarak53

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Sultan ŞİMŞEKoptimum koşullarda 8 saat liç süresinde, %5 H 2 SO 4 konsantrasyonunda, %10 pulpyoğunluğunda ve %5 talaş tozu kullanılarak yapılan deneylerde %98 verimlemanganez kazanılmıştır.Zhang ve ark. (2007), nikel lateritlerinin atık sularından çeşitli yöntemlerlemanganezin geri kazanımı araştırılmış ve bu yöntemler karşılaştırılmıştır. Metodlarsolvent ekstraksiyonu, iyon değişimi, hidroksit ile çöktürme, sülfit ile çöktürme veoksidatif çöktürmeden oluşmaktadır. Deneyler sırasında reaktif maliyetleri,reaktiflerin seçicilik özellikleri ve üretim kalitelerinin etkileri karşılaştırılmaktadır.Bu metotlar arasında SO 2 , O 2 karışımı gibi ucuz oksidantlarla yapılanoksidatif çöktürme manganezin geri kazanımında yüksek seçiciliği ile gelecektekiaraştırma ve geliştirme için önerilen, umut verici bir yöntemdir. Solventekstraksiyonunda ucuz ayırıcılarla çözeltiden manganez kazanımı diğer değerlimetaller ile birlikte olmaktadır. Karbonat ile çöktürme manganez kazanımındahidrojen ile çöktürmeye göre daha seçicidir. Sülfit ile çöktürme ve iyon değişimisaflığı bozan metallerden mangan kazanımı için yararlı bir yöntemdir.Zhang ve ark. (2007), yüksek tenörlü manganez cevherleri pirometalurjikişlemlerle genellikle uygun metalik alaşım formlarında üretilmektedir. Düşük tenörlümanganez cevherleri geleneksel pirometalurjik proseslerden (indirgeme, kavurma,eritme) geçirilir, bunu takiben hidrometalurjik işlemler uygulanarak kimyasalmanganezdioksit, elektrolitik manganez ya da elektrolitik manganezdioksitüretilmektedir. Düşük tenörli mangan cevherleri için çeşitli liç prosesleri üzerindeçalışılmakta ve araştırılmaktadır. Liç prosesleri ferrodemir, sülfürdioksit, kuprikbakır, hidrojenperoksit, nitrikasit, organik indirgeyiciler, biyo ve elektroindirgeyicileri kapsamaktadır. Bu prosesler arasında sülfürdioksit ve ferrodemir liçiucuz olmakla birlikte pilot tesislerde işletilmek için oldukça umut vericidir. Liçsolüsyonundan bakır, nikel, kobalt gibi minerallerden demir ve manganezin gerikazanılması zordur. Sonuç olarak, nikel lateritlerinin atık sulardan manganez 1–5g/L Mn olarak ucuz maliyetli bir şekilde kazanılmaktadır.Shen ve ark. (2007), solvent ekstraksiyonu ve oksidatif asit liçi kullanılarakderin denizel mangan nodüllerinden Mn, Co ve Ni geri kazanımı araştırılmıştır.Sonuçta liç sırasında pirotinin kullanılması Mn, Co ve Ni geri kazanımını54

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Sultan ŞİMŞEKH 2 SO 4 , 60 g melas, 0,147 mm’nin altında malzeme kullanılarak 90 o C’de 120 dakikaliç süresinde deneyler yapılmış ve %97 verimle Mn kazanılmıştır. Bunun yanı sıra%21,5 verimle Al ve %32,4 verimle Fe kazanılmıştır.Cheng ve ark. (2008), düşük tenörlü mangandioksit cevherleri indirgeyiciolarak mısır sapı kullanılmış ve kavurma, sülfirik asit liçi yapılarak manganın gerikazanımı araştırılmıştır. Deneylerde mısır sapı miktarı, kavurma sıcaklığı, kavurmasüresi, cevherin tane boyutu, liç sıcaklığı, sülfirik asit konsantrasyonu ve karışımınhızının etkileri incelenmiştir. Optimum koşullarda; 500 o C sıcaklıkta 80 dakikakavurma süresinde, 3 mol/L sülfirik asit konsantrasyonunda, 50 o C sıcaklıkta, 40dakika liç süresinde ve 400 dev/dk karıştırma hızında deneyler yapılmıştır. %90,2verimle mangan kazanılmıştır.Sayılgan ve ark. (2009), çeşitli asitlerle liç işlemi yapılarak manganın gerikazanımı araştırılmıştır. Askorbik asit (AA), sitrik asit (CA) ve oksalik asit (OA)kullanılmış ve test edilmiştir. Sodyum hidroksit (NaOH) ve potasyum hidroksit(KOH) çöktürücü olarak kullanılmıştır. Sonuçta 90 o C sıcaklıkta pH 9-10’da sitrikasit (CA) ve askorbik asitin (AA) mangan kazanımında etkili olduğu görülmüştür.Zhang ve ark. (2009), tipik nikel lateritlerinden hidrometalurjik işlemleryapılarak manganın geri kazanımı araştırılmıştır. Hidroksit kullanılarak yapılançöktürme sonucunda hidroksitin fakir seçiciliğinden dolayı manganez kazanımısağlanamamıştır. Karbonat kullanılarak yapılan çöktürme sonucunda ise çok azmiktarda mangan kazanılmıştır. Fakat manganezle birlikte yüksek oranda kalsiyumve magnezyum kazanıldığı için bu yöntem tercih edilmemiştir. Deneysel çalışmalarsonunda olumlu sonuç optimum koşullarda (pH 6–7) hava ile oksidatif çöktürmeyapılarak elde edilmiştir.Furlani ve ark. (2009), bitmiş çinko alkali pillerden karbonhidrat kullanılarakmanganezin asit liçi ile geri kazanımı araştırılmıştır. Monosakkarin ve disakkarinkullanılmış ve test edilmiştir. Laktoz kullanılarak yapılan deney sonuçları ANOVAtesti ile analiz edilmiş ve sülfirik asit konsantrasyonu, sıcaklık ve laktoz asitkonsantrasyonu etken parametre olarak belirlenmiştir.Lasheen ve ark. (2009), Mısır’ın Sinai bölgesinde Um-Bogma’daki %37,5Mn tenörlü cevherden liç yöntemi ile manganezin geri kazanımı araştırılmıştır.56

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Sultan ŞİMŞEKHNO 3 ve melas kullanılarak liç deneyleri yapılmıştır. Optimum koşullardaparametreler 2,7 M HNO 3 , %20 melas, 95 o C ve liç süresi 2 saat olarakbelirlenmiştir. Manganez %98 verimle kazanılmıştır ve demir miktarı %12,9’ugeçmemektedir. Metal değerleri arasındaki ilişki (Cu, Co, Zn, Ni, Cr) ve gerikazanım verileri incelenmiştir. Çöktürme işlemi yapılarak majör gang minerallerialındıktan sonra liç çözeltisinden mangandioksit (Mn 2 O 3 , Mn 3 O 4 ) elde edilmiştir.Tian ve ark. (2009), düşük tenörlü mangandioksit cevherlerinden indirgeyiciolarak mısır koçanı kullanılmış ve sülfirik asit liçi yapılarak manganın geri kazanımıaraştırılmıştır. Deneylerde mısır koçanı miktarı sülfürik asit konsantrasyonu, liçsüresi ve malzeme miktarının etkileri incelenmiştir. Optimum koşullarda; 75 µmboyutunda 10 g mangandioksit cevheri 3 g mısır koçanı kullanılarak, 1,9 mol/Lsülfürik asit konsantrasyonunda 85 o C sıcaklıkta, 60 dakika liç süresi uygulanarakdeneyler yapılmış ve %92,8 verimle mangan kazanılmıştır. Demir kazanma verimi%24,6’yı geçmemektedir.57

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Sultan ŞİMŞEK58

3. MATERYAL VE METOD Sultan ŞİMŞEK3. MATERYAL VE METOD3.1. Manganez Numunesinin HazırlanmasıBu çalışmada kullanılan manganez cevheri Kayseri ili Yahyalı ilçesinden veAntalya’daki manganez yataklarından iki ayrı numune halinde temin edilmiştir.Maden yatağından çıkarılan manganez cevherinden yaklaşık 100 kg alınarakÇukurova Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Maden Mühendisliği,Cevher Hazırlama Laboratuarlarına getirilmiş ve iri boyuttaki malzeme (-20 cm)çeneli kırıcıdan geçirilerek tamamı 1 mm’nin altına indirilmiştir. Numune hazırlamaakım şeması Şekil 3.1’de verilmektedir.Numune hazırlama aşamalarında öğütme işlemi bilyalı değirmendeyapılmıştır. Çalışma koşulları; 20 dakika öğütme süresi, 1 kg öğütülecek malzeme,1/15 malzeme şarj oranıdır (15 kg çeşitli tane iriliklerinde bilye) (4, 3, 2 ve 1 cm).Numune hazırlama aşamalarında eleme işlemi yaş olarak farklı elekaçıklıklarındaki eleklerde yapılmıştır.3.2. Kimyasal AnalizÖğütülmüş ve kurutulmuş numuneden ± 0,0002 g hassasiyette 0,5 g örnek250 mL’lik behere tartılır. Üzerine 20 mL asit karışımı (1 hacim HNO 3 + 3 hacimHCl) ilave edilir. Beherin ağzı bir saat camıyla kapatılır. Isıtıcı levha üzerindeçözününceye kadar bekletilir. Çözünme işlemi tamamlandıktan sonra örnek ısıtıcılevhadan alınıp soğumaya bırakılır. Soğumuş örnek üzerine 100–150 mL saf sueklenip kaynama noktasına kadar tekrar ısıtılır. Örnek içinde çözünmeyen taneler varise bunlar muhtemelen silisyumdur ve mavi bant filtre kâğıdından 500 mL’likbalonjojeye süzülür (A-çözeltisi). Bu çözeltide Kalsiyum, Magnezyum, Demir,Alüminyum, Sodyum, Potasyum, Mangan v.s. analizleri yapılır. Filtre kâğıdı sıcaksaf su ile en az üç defa yıkanır (her yıkamada bir önceki yıkamaya ait sukalmamalıdır). Filtre kâğıdı silisyum analizi için saklanır.59

3. MATERYAL VE METOD Sultan ŞİMŞEKTüvanan Cevher (- 20 mm)100 kgNumune Azaltma(Konileme-Dörtleme)Kırma(Çeneli kırıcı)- 1 mmÖğütme(Seramik Bilyalı Değirmen)Karakterizasyon Testleri (Elek Analizi, Kimyasal Analiz, XRD)Sallantılı Masa MGS Flotasyon Manyetik Ayırma LiçŞekil 3.1. Numune hazırlama akım şemasıKimyasal analiz formülü(3.1)m = Analiz için tartılan miktar50 = 1 mg/L’deki manganın Abs değeriKullanılan Reaktifler: Asit karışımı (1 hacim nitrik asit+ 3 hacim hidroklorik asit )60

3. MATERYAL VE METOD Sultan ŞİMŞEK3.3. Sallantılı Masa DeneyleriSallantılı masa deneylerinde; Çukurova Üniversitesi, Maden MühendisliğiBölümü, Cevher Hazırlama Laboratuarlarındaki Wilfley laboratuar tipi sallantılımasa kullanılmıştır (Şekil 3.2).Deneylerde kullanılacak Antalya ve Kayseri numuneleri A1, K1 (-1 +0,5mm), A2, K2 (-0,5 mm +0,3 mm), A3, K3 (-0,3 +0,106 mm) ve A4, K4 (-0,106 mm)şeklinde kodlanmış ve her bir tane fraksiyonundan yaklaşık 2 kg malzemehazırlanmıştır. Sallantılı masa için malzeme hazırlama işleminde daha önce anlatılanbilyalı değirmen ve yaş eleme işlemleri uygulanmıştır.Sallantılı masa deneylerinde masa yüzeyinin temiz olmasına dikkat edilmiştir.Masa çalıştırıldığında masa yüzeyi tamamen su filmi ile kaplanıncaya kadarbeklenmiş ve bu işlemden sonra 2 kg’lık numune (A1, K1, A2, K2, A3, K3 veya A4,K4 numuneleri) masanın besleme haznesinden beslenmiştir. Masa çalışırkenyoğunlukça ağır olan artık malzeme masanın uzun kısmından dökülmeye başladıktansonra masa durdurulmuş ve saat camlarına masa üzerinden örnekler alınmaksuretiyle deney tamamlanmıştır.Şekil 3.2. Wilfley Laboratuar Tipi Sallantılı Masa61

3. MATERYAL VE METOD Sultan ŞİMŞEK3.4. MGS DeneyleriMGS deneylerinde Dokuz Eylül Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü,Cevher Hazırlama Laboratuarlarındaki C900 Laboratuar Tipi Mozley MGSkullanılmıştır (Şekil 3.3).Şekil 3.3. Deneylerde kullanılan MGS cihazıMGS testlerinde Antalya ve Kayseri numunelerinden –0,106 mm taneboyutundaki malzemeden %15 katı oranında pulp oluşturulmuş ve devri ayarlanabilirbir besleme pompasıyla 2,2 L/dk ile MGS cihazına beslenmiştir.MGS deneylerinde MGS dönme hızı 180 dev/dk, eğim 4 o , yıkama suyu3 L/dk olarak test edilmiştir. Diğer çalışma koşulları sabit olarak alınmıştır. Bununnedeni hem deneysel çalışmada kullanılacak numune miktarının parametre belirlemeçalışmaları için yeterli olmayacağı hem de kullanılan MGS cihazında daha öncedenyapılan onlarca mangan numunesi deneylerinde belirlenen asgari çalışmakoşullarının bu numune içinde uygun olacağı ön görülmüştür.62

3. MATERYAL VE METOD Sultan ŞİMŞEKMGS testlerinde malzeme beslenmesinin ardından yatak oluşumu için1 dakika kadar beklenmiştir. Yatak oluşumunun ardından yani MGS cihazınınkonsantre kısmından malzeme gelmeye başladığı andan itibaren her 10 saniyede bir 4saniye boyunca makinenin konsantre ve artık kısmından numune alınmıştır.3.5. Flotasyon DeneyleriFlotasyon deneylerinde Çukurova Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü,Cevher Hazırlama Laboratuarlarındaki flotasyon cihazı kullanılmıştır.Kayseri numunesi kırma öğütme ve eleme işlemlerinden sonra –0,106 mmboyutuna getirilmiş flotasyon ile zenginleştirilmeye çalışılmıştır. Flotasyon deneyleri2 grup halinde yapılmıştır.1. grup deneylerde %15 katı oranında (300 g), 1400 dev/dk karıştırmahızında, 2 L’lik hücre kullanılmış, pH NaOH ile 9,88 olarak ayarlanmıştır.Köpürtücü olarak oleik asit (K- oleat), Sodyum oleat, bastırıcı olarak Na 2 SiO 3kullanılmıştır.2. grup deneylerde ise katı oranı, karıştırma hızı, hücre boyutu sabit tutulmuşpH NaOH ile 9,42 olarak ayarlanmış ve köpürtücü olarak Aero-825, Aero-801,bastırıcı olarak Na 2 SiO 3 kullanılmıştır. Şekil 3.4-3.5’de akım şemaları gösterilmiştir.63

3. MATERYAL VE METOD Sultan ŞİMŞEK1. Grup DeneylerDevir : 1400 dev /dkBesleme Malı : 300 g (%15 katı)Hücre : 2 LpH : 9,88 (%5’lik NaOH ile ayarlandı)Gazyağı + Mazot : 10 + 10 damlaNaSiO 3 (500 g/L) : 0,5 g/mLOleik asit (K-oleat) : 9 mLSodyum Oleat : 9 mL↓10 dk koşullandırıldı↓Flotasyon → Köpük alma (1 No’lu konsantre)↓pH : 9,2 (% 5’lik NaOH ile ayarlandı)Oleik asit (K-oleat) : 2 mLSodyum Oleat : 2 mL↓4 dk koşullandırıldı↓Flotasyon →Köpük alma (2 No’lu konsantre)↓pH : 9 (% 5’lik NaOH ile ayarlandı)Oleik asit (K-oleat) : 2 mLSodyum Oleat : 2 mL↓4 dk koşullandırıldı↓Flotasyon → Köpük alma (3 No’lu konsantre)↓pH : 8,92 (% 5’lik NaOH ile ayarlandı)Oleik asit (K-oleat) : 2 mLSodyum Oleat : 2 mL↓4 dk koşullandırıldı↓Flotasyon → Köpük alma (4 No’lu konsantre)↓ArtıkŞekil 3.4. (1. grup) flotasyon deneyleri akım şeması64

3. MATERYAL VE METOD Sultan ŞİMŞEK2. Grup DeneylerDevir : 1400 dev /dkBesleme Malı : 300 g (%15 katı)Hücre : 2 LpH : 9,42 (% 5’lik NaOH ile ayarlandı)Gazyağı + Mazot : 10 + 10 damlaNaSiO 3 (500 g/L) : 0,5 g/mLAero-825 : 9 mLAero-801 : 9 mL↓10 dk koşullandırıldı↓Flotasyon → Köpük alma (1 No’lu konsantre)↓pH : 9,10 (% 5’lik NaOH ile ayarlandı)Aero-825 : 2 mLAero-801 : 2 mL↓4 dk koşullandırıldı↓Flotasyon → Köpük alma (2 No’lu konsantre)↓ArtıkŞekil 3.5. (2. grup) flotasyon deneyleri akım şeması3.6. Manyetik Ayırma DeneyleriManyetik ayırma deneyleri İstanbul Teknik Üniversitesi, Cevher HazırlamaMühendisliği Bölümü Laboratuarlarında yapılmıştır. Manyetik ayırma deneylerindeyüksek alan şiddetli kuru manyetik ayırıcı (Permroll) kullanılmıştır.Deneylerde kullanılacak numuneler (Kayseri) P1 (-2,8 +1 mm), P2 (-1 mm+0,5 mm) ve P3 (-0,5 +0,150 mm) şeklinde kodlanmış ve her bir tanefraksiyonundan yaklaşık 1,5 kg malzeme hazırlanmıştır. Manyetik ayırma içinmalzeme hazırlama işleminde daha önceki bölümlerde bahsedilen kırma, öğütme veyaş eleme işlemleri uygulanmıştır.65

3. MATERYAL VE METOD Sultan ŞİMŞEKManyetik ayırma deneylerinde besleme hızı (120 dev/dk) sabit tutulmuş vefarklı bıçak ayarlarında deneyler yapılmıştır (Şekil 3.6). Deneylerde 1,7 Tesla (17000Gauss) civarında bir manyetik alan şiddeti oluşmaktadır. Şekil 3.7–3.9’de isedeneysel çalışmada kullanılan akım şeması verilmektedir.Şekil 3.6. Deneylerde kullanılan manyetik ayırıcı (www.cevher.itu.edu.tr)66

3. MATERYAL VE METOD Sultan ŞİMŞEKBesleme Malı (-2,8 +1 mm)Permroll Manyetik Ayırıcı (Ön Bıçak: 100° Arka Bıçak: 70°)(Besleme Hızı: 120 dev/dk)Orta Şiddetli ManyetikManyetik 1Permroll Manyetik Ayırıcı (Ön Bıçak: 100° Arka Bıçak: 85°)(Besleme Hızı: 120 dev/dk)Non ManyetikOrta Şiddetli ManyetikŞekil 3.7. (-2,8 +1) mm tane boyundaki Permroll deneyinin akım şemasıManyetik 2Besleme Malı (-1 +0,5 mm)Permroll Manyetik Ayırıcı (Ön Bıçak: 120° Arka Bıçak: 120°)(Besleme Hızı: 120 dev/dk)Manyetik 1Orta Şiddetli ManyetikPermroll Manyetik Ayırıcı (Ön Bıçak: 100° Arka Bıçak: 110°)(Besleme Hızı: 120 dev/dk)Non ManyetikOrta Şiddetli ManyetikŞekil 3.8. (-1+0,5) mm tane boyundaki permroll deneyinin akım şemasıManyetik 267

3. MATERYAL VE METOD Sultan ŞİMŞEKBesleme Malı (-0,5+0,150 mm)Permroll Manyetik Ayırıcı (Ön Bıçak: 120° Arka Bıçak: 120°)(Besleme Hızı: 120 dev/dk)Orta Şiddetli ManyetikManyetik 1Permroll Manyetik Ayırıcı (Ön Bıçak: 120° Arka Bıçak: 120°)(Besleme Hızı: 120 dev/dk)Manyetik 2Non ManyetikOrta Şiddetli ManyetikŞekil 3.9. (-0,5+0,150) mm tane boyundaki permroll deneyinin akım şeması3.7. Liç DeneyleriLiç deneysel çalışmaları, Çukurova Üniversitesi, Maden MühendisliğiBölümündeki Cevher Hazırlama Laboratuarlarında gerçekleştirilmiştir.Kimyasal liç deneyi 0,4 M H 2 O 2 ve 3,5 M HCl asit derişiminde, 1/12 katıoranında 95 o C sıcaklıkta ve 120 dakikalık sürede gerçekleştirilmiştir. Bir sonrakiaşamada optimum kimyasal liç koşullarını belirlemek amacıyla ANOVA Yates testtekniği kullanılarak 90, 120, 150 dakikalık sürelerde 1/10, 1/12, 1/14 katıoranlarında, 65, 80, 95 o C sıcaklıklarda, 0,2–0,4–0,6 M H 2 O 2 ve 2–3–4 M HCl asitderişimlerinde deneyler gerçekleştirilmiştir (Şekil 3.10-3.12). Her süre sonundakatılardaki Mn ve Fe miktarları kimyasal analiz yapılarak Perkin Elmer AtomikAbsorbsiyon Spektrometre (AAS) cihazı ile ölçülmüştür. ANOVA Yates test tekniğikullanılarak yapılan kimyasal liç deneylerinde 5 parametre incelenmiş ve deneydüzeneği Çizelge 3.1’de verilmiştir.68

3. MATERYAL VE METOD Sultan ŞİMŞEKŞekil 3.10. Liç karışımıŞekil 3.11. Liç çözeltisiŞekil 3.12. Liç kalıntısı69

3. MATERYAL VE METOD Sultan ŞİMŞEKÇizelge 3.1. Yates liç deney sıralama düzeneğiDeneyKodua = H 2 O 2(M)b = HCl(M)c = Sıcaklık( o C)d = Katıoranıe = Süre(dk)1 0,2 2 65 1/14 90a 0,6 2 65 1/14 90b 0,2 4 65 1/14 90ab 0,6 4 65 1/14 90c 0,2 2 95 1/14 90ac 0,6 2 95 1/14 90bc 0,2 4 95 1/14 90abc 0,6 4 95 1/14 90d 0,2 2 65 1/10 90ad 0,6 2 65 1/10 90bd 0,2 4 65 1/10 90abd 0,6 4 65 1/10 90cd 0,2 2 95 1/10 90acd 0,6 2 95 1/10 90bcd 0,2 4 95 1/10 90abcd 0,6 4 95 1/10 90e 0,2 2 65 1/14 150ae 0,6 2 65 1/14 150be 0,2 4 65 1/14 150abe 0,6 4 65 1/14 150ce 0,2 2 95 1/14 150ace 0,6 2 95 1/14 150bce 0,2 4 95 1/14 150abce 0,6 4 95 1/14 150de 0,2 2 65 1/10 150ade 0,6 2 65 1/10 150bde 0,2 4 65 1/10 150abde 0,6 4 65 1/10 150cde 0,2 2 95 1/10 150acde 0,6 2 95 1/10 150bcde 0,2 4 95 1/10 150abcde 0,6 4 95 1/10 150Orta 0,4 3 80 1/12 120Orta 0,4 3 80 1/12 120Orta 0,4 3 80 1/12 12070

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEK4. ARAŞTIRMA BULGULARI4.1. Numunelerin KarakterizasyonuDeneylerde kullanılan numunelerin elek analizleri; Çukurova Üniversitesi,Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Cevher HazırlamaLaboratuarlarında yapılmıştır.Antalya’dan alınan manganez cevherine; sallantılı masa ve MGS deneyleri,Kayseri’den alınan manganez cevherine ise sallantılı masa, MGS, flotasyon, liç vekuru manyetik ayırma deneyleri yapılmıştır.TÜBİTAK – MAM’da Shimadzu XRD – 6000 cihazı ve Cu X-ışını tüpü(λ: 1,5405 Angstrom) kullanılarak yapılan XRD analizleri sonucunda numunelerdesaptanan mineralojik bileşikler Çizelge 4.1 ve 4.2’de verilmektedir. Philips PW-2404model dalga boyu dağılımlı X- ışını flüoresan spektrometre cihazı (XRF) ile yapılanyarı kantitatif element analizi sonucunda numunelerden elde edilen sonuçlar Çizelge4.3-4.4’de verilmektedir. XRD analiz grafikleri ise Şekil 4.1-4.2’de verilmektedir.Çizelge 4.1-4.2’de görüldüğü gibi Antalya numunesi tüvenan cevherin başlıcaKuvars, Manganite, Pyrolusite, Silicon Oxide, minerallerinden, Kayseri numunesitüvanan cevherin ise başlıca Kuvars, Hematite, Goethite, Todorokite, Manganosite,Trikalsiyum Alüminat minerallerinden oluştuğu belirlenmiştir.Çizelge 4.3-4.4’te görüldüğü gibi Antalya numunesi tüvenan cevherin başlıca%25,65 Mn, %0,67 Fe, %26,14 Si ve %45,92 O elementlerinde, Kayseri numunesitüvenan cevherin ise başlıca %13,96 Mn, %14,46 Fe, %24,19 Si ve %43,94 Oelementlerinden oluşmaktadır.Çizelge 4.1. XRD analizi sonucunda Antalya numunesinde tespit edilen bileşiklerNumune Adı Bileşik Bileşik FormülüTüvanan CevherKuvars SiO 2ManganitMnO(OH)Pirolusit MnO 271

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEKÇizelge 4.2. XRD analizi sonucunda Kayseri numunesinde tespit edilen bileşiklerNumune Adı Bileşik Bileşik FormülüKuvars SiO 2Hematit Fe 2 O 3Tüvanan CevherGötit FeHO 2Todorokit Mn 6 O 12 (H 2 O) 3Mangan OksitMnOTrikalsiyum Alüminat Ca 3 Al 2 O 6Çizelge 4.3. Antalya numunesi (tüvanan cevher) kimyasal bileşimiElement % Element %Al 0,495 Mo 0,016Ba 0,329 Ni 0,014Ca 0,064 O 45,925Cl 0,027 P 0,092Co 0,006 Pb 0,008Cr 0,065 S 0,067Cu 0,027 Si 26,141Fe 0,667 Sr 0,017K 0,253 Ti 0,010Mg 0,083 V 0,023Mn 25,651 Zn 0,01072

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEKÇizelge 4.4. Kayseri numunesi (tüvanan cevher) kimyasal bileşimiElement % Element %Al 0,660 O 43,936As 0,006 P 0,323Ba 0,295 S 0,068Ca 1,306 Si 24,193Cr 0,009 Sr 0,053Fe 14,460 Ti 0,029K 0,274 Y 0,003Mg 0,409 Zn 0,004Mn 13,960 Zr 0,013Kayseri numunesinin Tübitak MAM’da Mastersizer 2000 cihazında LazerIşık Saçınım Tekniği ile yapılan tane boyut analizine göre d 50 = 26,3 µmbulunmuştur.QMP = PirolusitQ = KuvarsM = ManganitQQPMPMQQŞekil 4.1. Antalya tüvanan cevher XRD analizi grafiği73

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEKQG = GötitH = HematitM = Mangan OksitQ = KuvarsMGMQHŞekil 4.2. Kayseri tüvanan cevher XRD analizi grafiği4.2. Sallantılı Masa DeneyleriÇizelge 4.5’de Antalya ve Kayseri numunelerine ait farklı tane irilikfraksiyonlarında yapılan sallantılı masa deney sonuçları verilmektedir. Çizelgeden degörüldüğü gibi sallantılı masa zenginleştirilmesi ile her iki numune için iri taneboyutlarında direkt olarak satılabilir kalitede mangan konsantresi elde etmekmümkün olmamıştır. – 0,106 mm’de yapılan sallantılı masa testlerinde Antalyanumunesinden elde edilen masa konsantresinde belirli bir zenginleşme sağlanmıştır.Ancak bu konsantrenin satılabilmesi için bir peletleme işlemine tabi tutulmasıgerekmektedir.74

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEKÇizelge 4.5. Sallantılı masa ürünleri kimyasal bileşimleri (XRF) (A = Antalya,K = Kayseri numunesi)Tane iriliği (mm) Kodu %Mn-1 + 0,5-0,5 +0,3-0,3 +0,106A (Konsantre) Konsantre alınamamıştırK (Konsantre) 50,00A (Konsantre) 29,59K (Konsantre) 36,61A (Konsantre) 45,14K (Konsantre) Konsantre alınamamıştır-0,106 A (Konsantre) 62,894.3. MGS DeneyleriMGS deneyleri Dokuz Eylül Üniversitesi Maden Mühendisliği BölümüCevher Hazırlama Laboratuarında gerçekleştirilmiştir. -0,106 mm tane boyutunasahip Antalya ve Kayseri numuneleri MGS (Multi Gravity Separator) testlerine tabiitutulmuştur.Çalışma Koşulları;Devir: 180 dev/dkEğim: 4˚Yıkama Suyu : 3 L/dkBesleme Hızı : 2,2 L/dkMGS deneyi sonucunda TÜBİTAK MAM’dan alınan sonuçlara göre Antalyanumunesi için beslenen malzemenin ağırlıkça %48,96’sı konsantre ve %51,04’ü artıkolarak alınmıştır. Bu cevher için MGS’de %41,24 Mn ve %78,71 verim ile konsantreelde edilmiştir (Çizelge 4.6).75

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEKÇizelge 4.6. Antalya numunesi ( - 0,106 mm) MGS sonuçlarıAğırlıkÜrünlerMn (%) Fe 2 O 3 (%) SiO 2 (%)(%)Mn %KazanmaVerimiKonsantre 48,96 41,24 0,75 32,25 78,72Artık 51,04 23,98 1,11 59,01 21,28Besleme Malı(kimyasalanaliz)100,00 25,65 0,96 55,92 100,00Çizelge 4.7’de ise elde edilen MGS konsantre ve artık ürünlerin KantitatifFaz (mineralojik) analiz sonuçları verilmiştir.Çizelge 4.7. Kantitatif faz (mineralojik) analizi sonuçları (TÜBİTAK MAM)Numune Adı Bileşik Bileşik FormülüMGS KonsantresiKuvars SiO 2ManganitMnO(OH)Pirolusit MnO 2MGS ArtıkKuvars SiO 2ManganitMnO(OH)Pirolusit MnO 2Çizelge 4.8-4.9’da ise elde edilen MGS konsantresi ve artık ürünlerininkimyasal bileşimleri verilmiştir.76

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEKÇizelge 4.8. Antalya numunesi MGS konsantresi kimyasal bileşimi (TÜBİTAKMAM)Element % Element %Al 0,256 Ni 0,012Ba 0,294 O 41,998Ca 0,073 P 0,091Cr 0,030 Pb 0,012Cu 0,037 S 0,019Fe 0,530 Si 15,075K 0,211 Sr 0,016Mg 0,036 V 0,030Mn 41,244 Zn 0,012Mo 0,026Çizelge 4.9. Antalya numunesi MGS artık kimyasal bileşimi (TÜBİTAK MAM)Element % Element %Al 0,299 Mo 0,017Ba 0,321 Ni 0,012Ca 0,087 O 46,346Cl 0,028 P 0,080Cr 0,038 Pb 0,010Cu 0,032 Si 27,587Fe 0,777 Sr 0,017K 0,246 Ti 0,010Mg 0,084 V 0,019Mn 23,983 Zn 0,009Şekil 4.3-4.4’de Antalya numunesiyle yapılan MGS deneysel çalışma sonrasıelde edilen konsantre ve artık ürünlerinin XRD grafikleri verilmektedir.77

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEKMQQ = KuvarsP = PirolusitM = ManganPQQPPMQMMŞekil 4.3. MGS konsantresi XRD analizi grafiğiQQ = KuvarsP = PirolusitM = ManganMPQMQQQPŞekil 4.4. MGS artık XRD analizi grafiği78

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEKKayseri numunesi ile yapılan MGS deneylerinde %22,48 Mn ve %32,26verim ile konsantre elde edilmiştir (Çizelge 4.10).Çizelge 4.10. Kayseri Numunesi (-0,106 mm) MGS sonuçlarıÜrünler Ağırlık (%) Mn (%) Mn % Kazanma VerimiKonsantre 16,69 22,48 32,26Artık 83,31 - 67,74Besleme Malı100,00 11,63 100,00(kimyasal analiz)* Kazanma Verimi = V = [(C*c) / (F*f)] * 100 (4.1)4.4. Flotasyon DeneyleriFlotasyon deneyleri Çukurova Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü,Cevher Hazırlama Laboratuarlarında yapılmıştır. Kayseri numunesi deney sonuçlarıÇizelge 4.11-4.14’de verilmiştir.(1 No’lu) Deney Koşulları;Tane iriliğiDevirBesleme MalıHücrepHGazyağı + MazotNaSiO 3 (500 gr/L)Oleik asit (K-oleat)Sodyum Oleat: -0,106 mm: 1400 dev/dk: 300 g (%15 katı): 2 L: 9,88 (%5’lik NaOH ile ayarlandı): 1 mL (0,5+0,5 mL): 0,5 g/mL: 9 mL: 9 mL79

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEK(2 No’lu) Deney Koşulları;Tane iriliğiDevirBesleme MalıHücrepHGazyağı + MazotNaSiO 3 (500 gr/L)Aero-825Aero-801: -0,106 mm: 1400 dev /dk: 300 g (%15 katı): 2 L: 9,42 (%5’lik NaOH ile ayarlandı): 1 mL (0,5+0,5 mL): 0,5 g/mL: 9 mL: 9 mLÇizelge 4.11. 1 No’lu deney koşullarına göre yapılan flotasyon deney sonuçlarıÜrün Ağırlık (%) Mn (%)Mn KazanmaVerimi (%)I No’lu Konsantre(10 dk)13,34 18,65 13,38II No’lu Konsantre(4 dk)3,26 20,47 3,59III No’lu Konsantre(4 dk)3,34 19,97 3,59IV No’lu Konsantre(4 dk)2,89 19,85 3,09Nihai Artık 77,17 18,39 76,35Toplam (Besleme Malı) 100,00 18,59 100,0080

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEKÇizelge 4.12. 1 No’lu deney koşullarına göre yapılan Kümülatif flotasyon deneysonuçlarıÜrün Ağırlık (%) Mn (%)Mn KazanmaVerimi (%)Σ Konsantre (10 dk) 13,34 18,65 13,40Σ Konsantre (14 dk) 16,60 19,01 17,00Σ Konsantre (18 dk) 19,94 19,06 20,48Σ Konsantre (22 dk) 22,83 19,16 23,57Nihai Artık 77,17 18,39 76,43Toplam (Besleme Malı) 100,00 18,56 100,00Kayseri numunesi ile yapılan (1) nolu flotasyon deney koşullarına göre%19,16 Mn tenörlü konsantre %23,57 Mn verimi ile 22 dk flotasyon süresisonucunda elde edilmiştir.Çizelge 4.13. 2 No’lu deney koşullarına göre yapılan flotasyon deney sonuçlarıÜrün Ağırlık (%) Mn (%)Mn KazanmaVerimi (%)I No’lu Konsantre(10 dk)II No’lu Konsantre(4 dk)17,92 17,78 18,545,04 18,85 5,53Artık 77,04 16,94 75,93Toplam (Besleme Malı) 100,00 17,19 100,0081

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEKÇizelge 4.14. 2 No’lu deney koşullarına göre yapılan Kümülatif flotasyon deneysonuçlarıÜrün Ağırlık (%) Mn (%)Mn KazanmaVerimi (%)Σ Konsantre (10 dk) 17,92 17,78 18,55Σ Konsantre (14 dk) 22,96 18,01 24,07Nihai Artık 77,04 16,94 75,93Toplam (Besleme Malı) 100,00 17,18 100,00(2) nolu flotasyon deneyi koşullarına göre yapılan deneyler sonucundaKayseri numunesi için %18,01 Mn tenörlü konsantre %24,07 Mn verimi ile 14 dkflotasyon süresi sonuncunda elde edilmiştir.4.5. Manyetik Ayırma DeneyleriKuru manyetik ayırma deneyleri İstanbul Teknik Üniversitesi, CevherHazırlama Mühendisliği Bölümü Laboratuarlarında PERMROLL kuru manyetikayırıcısı kullanılarak yapılmıştır. Deneylerde (-2,8 +1) mm, (-1 +0,5) mm ve(-0,5 +0,150) mm olmak üzere 3 farklı tane boyutunda hazırlanan Kayseri numunesikullanılmıştır. Deney sonuçları Çizelge 4.15-4.17’de verilmiştir. 3 farklı tanefraksiyonlarında yapılan kuru manyetik ayırma deneyleri sonucunda direkt olaraksatılabilir kalitede mangan konsantresi elde etmek mümkün olmamıştır.Çizelge 4.15. (-2,8 +1) mm tane boyutunda yapılan kuru manyetik ayırma deneysonuçlarıÜrün Ağırlık (%) Fe 2 O 3 (%) Mn (%)Mn KazanmaVerimi (%)Manyetik 1 12,5 16,16 35,00 61,64Manyetik 2 8,8 17,70 17,95 22,25Ara Ürün 17,4 9,23 3,10 7,61Non-Manyetik 61,3 5,08 0,98 8,50Toplam (Besleme Malı) 100,0 - 7,10 100,0082

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEKÇizelge 4.16. (-1 +0,5) mm tane boyutunda yapılan kuru manyetik ayırma deneysonuçlarıÜrün Ağırlık (%) Fe 2 O 3 (%) Mn (%)Mn KazanmaVerimi (%)Manyetik 1 11,0 17,13 34,93 30,19Manyetik 2 12,9 17,09 31,87 32,29Ara Ürün 17,1 15,69 20,34 27,33Non-Manyetik 59,0 5,70 2,20 10,19Toplam (Besleme Malı) 100,0 - 12,73 100,00Çizelge 4.17. (-0,5 +0,150) mm tane boyutunda yapılan kuru manyetik ayırma deneysonuçlarıÜrün Ağırlık (%) Fe 2 O 3 (%) Mn (%)Mn KazanmaVerimi (%)Manyetik 1 5,6 17,12 29,92 13,37Manyetik 2 16,4 15,69 29,71 38,87Ara Ürün 23,3 15,69 21,95 40,80Non-Manyetik 54,7 5,7,0 1,59 6,96Toplam (Besleme Malı) 100,0 - 12,53 100,004.6. Liç DeneyleriLiç deneyleri Çukurova Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, CevherHazırlama Laboratuarlarında yapılmıştır. Deneylerde (-0,106) mm tane boyutundaKayseri numunesi kullanılmıştır.4.6.1. Yates Deneysel Düzen Tekniği2 n faktöriyel deney tasarımı birden fazla değişkenin aynı anda, olabilecek enaz sayıda deneyin uygulanma şeklidir. Bu tasarım aynı zamanda daha öncekideneylerde elde edilen bilgilerin yeni deney serilerinin tasarımında dakullanılabilmesine olanak sağlar.2 n faktöriyel tasarımın kullanılmasındaki diğer bir önemli neden de Yatestekniği denilen kısa bir hesaplama yönteminin bu tasarıma uygulanması ile işlemlerin83

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEKbasitleştirilebilmesidir. Bununla beraber her bir değişken sadece iki farklı seviyededeğerlendirildiğinden değişken değişiminin lineer veya parabolik olup olmadığıüzerinde bir sonuca gidilmesi olanaksızdır. Bu nedenle deney koşullarının uygunaralıklarda seçilmesine dikkat edilmelidir. 2 n faktöriyel tasarımda, sadece 2 n sayıdadeney yapılması gerektiğinden dolayı deney koşullarının özel bir notasyon vesıralama ile verilmesi gerekir. Bu sıralama ve notasyona Yates düzenlemesi denir.Yates tekniği 2 n faktöriyel tasarımda temel ve iç etkileşimlerin bulunması içinkullanılan sistematik bir yöntemdir (Özensoy, 1982).Bu çalışmada mangan numunesine 2 n faktöriyel deney tasarımı ile 5 değişken(H 2 O 2 ve HCl asit derişimi, katı oranı, sıcaklık ve liç süresi) kullanılarak Yatesdeneysel düzen tekniği kullanılarak kimyasal liç yapılmıştır. Kimyasal liç deneylerisırasında karıştırma hızı sabit tutulmuştur. Yates tekniğine göre incelenen değişkenparametreler için seçilen aralıklar Çizelge 4.18’de, verilmiştir.Çizelge 4.18. Değişken parametrelerin değer aralıklarıParametreDeneyKoduDüşük Değer Orta Değer Yüksek DeğerAsit Derişimi (H 2 O 2 ) (M) a 0,2 0,4 0,6Asit Derişimi (HCl) (M) b 2 3 4Sıcaklık ( o C) c 65 80 95Katı Oranı d 1/14 1/12 1/10Süre (dk) e 90 120 15084

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEKÇizelge 4.19. Değişkenlerin Yates tekniğine göre sıralanışıYates Kodu A B C D E1 0,2 2 65 1/14 90a 0,6 2 65 1/14 90b 0,2 4 65 1/14 90ab 0,6 4 65 1/14 90c 0,2 2 95 1/14 90ac 0,6 2 95 1/14 90bc 0,2 4 95 1/14 90abc 0,6 4 95 1/14 90d 0,2 2 65 1/10 90ad 0,6 2 65 1/10 90bd 0,2 4 65 1/10 90abd 0,6 4 65 1/10 90cd 0,2 2 95 1/10 90acd 0,6 2 95 1/10 90bcd 0,2 4 95 1/10 90abcd 0,6 4 95 1/10 90e 0,2 2 65 1/14 150ae 0,6 2 65 1/14 150be 0,2 4 65 1/14 150abe 0,6 4 65 1/14 150ce 0,2 2 95 1/14 150ace 0,6 2 95 1/14 150bce 0,2 4 95 1/14 150abce 0,6 4 95 1/14 150de 0,2 2 65 1/10 150ade 0,6 2 65 1/10 150bde 0,2 4 65 1/10 150abde 0,6 4 65 1/10 150cde 0,2 2 95 1/10 150acde 0,6 2 95 1/10 150bcde 0,2 4 95 1/10 150abcde 0,6 4 95 1/10 150Orta 0,4 3 80 1/12 120Orta 0,4 3 80 1/12 120Orta 0,4 3 80 1/12 12085

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEK4.6.2. Deney Sonuçları ve Anova AnaliziYates deneysel düzen tekniğine göre elde dilen deney sonuçları AnovaVaryans analizi ile birleştirilerek her bir değerlendirme için fonksiyonlarbulunmuştur. Deneysel hatanın (S 2 ) hesaplanması için merkez (orta) noktası tekrarlıyönteme başvurulmuş ve Çizelge 4.18’de verilen orta değerlerde 3 adet deneytekrarlanmıştır. Yates deney düzeneği oluşturulurken hesaplama işlemlerindeaşağıdaki sıralama izlenmiştir;i. 1. Kolon 2 5 faktöriyel deney tasarımına göre Yates sıralamasıdır(5 parametrenin liç işlemine etkisi araştırılmıştır).ii. 2. Kolon Yates sıralamasına göre yapılan liç deneylerinin sonuçlarıdır.iii. 3. Kolon; 2. Kolondaki sonuçlar sırasıyla çiftlere ayrılır. Yukarıdan aşağıyadoğru bu çiftler toplanarak üst yarı kolona, alt değer üst değerden çıkarılarakdiğer yarı kolona yerleştirilir. Deneyler 5 değişkene (parametre) göreyapıldığı için bu işlem 5 kez aynı şekilde 4, 5, 6 ve 7. Kolonlar içintekrarlanır.iv. 8. Kolon 7. Kolondaki (Toplam Etki) her bir değerin karesinin deneysayısına bölünmesi ile elde edilir.v. 9. Kolon serbestlik derecesidir.vi. 10. Kolon F-hesap kolonudur. 8. Kolonun 9. Kolon ile standart hatanın (S 2 )çarpımına oranıdır.vii. 11. Kolon F-tablo kolonudur. F (1,6; 0.05) için F-istatistiğinin değeritablodan bulunur.viii. 12. Kolon sonucu oluşturan karar kolonudur. F-hesap değerinin F-tablodeğerine göre etkin olup olmadığı belirlenir.ix. 13, 14, 15, 16 ve 17. Kolonlar (f) fonksiyonundaki kodlanmış değerlerdir.x. 18. Kolon oluşturulan modelden elde edilen Y değerleridir (Özensoy, 1982;Milton ve ark., 1995).Yates tekniğinde modelin tespit edilmesi Yates tekniği ve Anova Varyansanalizinin birleştirilmesi ile f (X 1 , X 2 , X 3 , ……, X n ) fonksiyonu hesaplama yoluyla86

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEKbulunur. Anova uygulamasının amacı kararları ve modeli basitleştirmesidir. Buyöntemde X değerleri aşağıdaki eşitliğe göre hesaplanmıştır.X = (a – b) / (c – b) (4.2)a: Değişkenin sınanma değerib: Değişkenin standart değeric: Düşük veya yüksek değerYates düzenlemesine göre yapılan deneylerde temel etki ve iç etkileşimlerdikkate alınarak ve etkili sonuçlara bağlı olarak bir model oluşturulur. Oluşturulan bumodele göre olması gereken deney sonuçları (Y) hesaplanır. Bu çalışmada ANOVAanalizi mangan numunesi liç verimlerine göre hesaplanmıştır. Çizelge 4.20’deverilen etkin değerler baz alınarak Eşitlik 4.3 belirlenmiştir.Y = 88,099 - 0,635X 1 + 0,453X 2 - 1,433X 3 - 0,512X 2 X 3 - 1,503X 4 - 0,516X 5 +0,426X 2 X 5 - 0,616X 3 X 5 - 0,949X 4 X 5 + 0,726X 2 X 4 X 5 (4.3)Burada X’ler kodlanmış değerlerdir. Y fonksiyonlarındaki katsayılar toplametki sütunundaki değerlerin toplam deney sayısına (32) bölünmesi ile bulunur. Deneyortalaması (n ort ) ve deneysel hatanın (S 2 ) bulunmasında Çizelge 4.20’deki ortadeğerler baz alınmış ve bu değerler Eşitlik 4.4’e göre hesaplanmıştır.Deney Ortalaması (n ort ) = (n 1 + n 2 + n 3 ) / 3S 2 = [(n 1 - n ort ) 2 + (n 2 - n ort ) 2 + (n 3 - n ort ) 2 ] / (n - 1) (4.4)Deney numunesi için Eşitlik 4.4 kullanılarak deney ortalaması (n ort ) vedeneysel hata (S 2 ) değerleri bulunmuştur.Bulunan değerler aşağıda verilmiştir;n 1 = 87,177n 2 = 89,04587

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEKn 3 = 88,645n ort = (n 1 + n 2 + n 3 ) / 3n ort = 88,289S 2 = [(87,177 – 88,289) 2 + (89,045 – 88,289) 2 + (88,645 – 88,289) 2 ] / 2S 2 = 0,96788

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEK89Çizelge 4.20. Mangan numunesi deney sonuçları ve ANOVA analiziYatesdüzenDeneysonuçları3. kolon 4. kolon 5. kolon 6. kolon Toplam etki (TE) 2 /32 S.D.1 88,01 177,89 361,65 713,35 1417,83 2819,16 deney hatası 1F (hesap)8/(9*S 2 )F tablo Karar X1 X2 X3 X4 X5 Y hesapa 89,88 183,76 351,70 704,49 1401,33 -20,33 12,92 1 13,36 5,99 E 1 -1 -1 -1 -1 88,09b 93,99 175,62 353,80 720,28 -4,44 14,50 6,57 1 6,79 5,99 E -1 1 -1 -1 -1 91,89ab 89,77 176,08 350,68 681,05 -15,89 -11,20 3,92 1 4,05 5,99 ED 1 1 -1 -1 -1 90,62c 87,54 178,66 369,64 -1,72 0,44 -45,85 65,69 1 67,94 5,99 E -1 -1 1 -1 -1 88,75ac 88,08 175,14 350,64 -2,73 14,06 12,07 4,55 1 4,70 5,99 ED 1 -1 1 -1 -1 87,48bc 87,99 176,53 347,41 -11,99 -9,43 -16,40 8,40 1 8,69 5,99 E -1 1 1 -1 -1 89,23abc 88,09 174,15 333,63 -3,90 -1,77 8,01 2,00 1 2,07 5,99 ED 1 1 1 -1 -1 87,96d 89,90 183,42 -2,35 6,33 -13,07 -48,10 72,29 1 74,76 5,99 E -1 -1 -1 1 -1 89,70ad 88,76 186,22 0,64 -5,89 -32,78 7,08 1,57 1 1,62 5,99 ED 1 -1 -1 1 -1 88,43bd 88,12 175,95 -2,24 1,53 4,74 -1,22 0,05 1 0,05 5,99 ED -1 1 -1 1 -1 89,33abd 87,02 174,69 -0,49 12,53 7,33 2,89 0,26 1 0,27 5,99 ED 1 1 -1 1 -1 88,06cd 87,65 168,56 -9,26 -6,53 -4,27 12,05 4,54 1 4,69 5,99 ED -1 -1 1 1 -1 89,09acd 88,88 178,86 -2,74 -2,90 -12,13 -6,96 1,51 1 1,57 5,99 ED 1 -1 1 1 -1 87,82bcd 87,93 165,70 -2,35 -0,51 2,71 2,54 0,20 1 0,21 5,99 ED -1 1 1 1 -1 86,67abcd 86,22 167,93 -1,55 -1,25 5,30 -4,37 0,60 1 0,62 5,99 ED 1 1 1 1 -1 85,40e 93,90 1,87 5,87 -9,95 -8,86 -16,50 8,51 1 8,80 5,99 E -1 -1 -1 -1 1 92,05ae 89,53 -4,23 0,46 -3,12 -39,24 -11,45 4,10 1 4,24 5,99 ED 1 -1 -1 -1 1 90,78be 95,55 0,53 -3,51 -19,00 -1,01 13,63 5,80 1 6,00 5,99 E -1 1 -1 -1 1 93,38abe 90,67 0,11 -2,38 -13,78 8,09 7,66 1,83 1 1,90 5,99 ED 1 1 -1 -1 1 92,11ce 87,02 -1,14 2,80 2,99 -12,22 -19,71 12,15 1 12,56 5,99 E -1 -1 1 -1 1 88,98ace 88,93 -1,10 -1,27 1,75 11,00 2,59 0,21 1 0,22 5,99 ED 1 -1 1 -1 1 87,71bce 89,67 1,22 10,30 6,52 3,63 -7,86 1,93 1 1,99 5,99 ED -1 1 1 -1 1 88,264. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEK89

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEK90Çizelge 4.20. Mangan numunesi deney sonuçları ve ANOVA analizi (Devamıabce 85,02 -1,71 2,23 0,80 -0,74 2,59 0,21 1 0,22 5,99 ED 1 1 1 -1 1 86,99de 84,11 -4,37 -6,10 -5,41 6,83 -30,38 28,83 1 29,82 5,99 E -1 -1 -1 1 1 85,70ade 84,45 -4,89 -0,43 1,14 5,22 9,10 2,59 1 2,68 5,99 ED 1 -1 -1 1 1 84,43bde 90,77 1,91 0,03 -4,06 -1,24 23,22 16,85 1 17,42 5,99 E -1 1 -1 1 1 89,93abde 88,09 -4,65 -2,93 -8,06 -5,72 -4,37 0,60 1 0,62 5,99 ED 1 1 -1 1 1 88,66cde 83,68 0,33 -0,51 5,67 6,54 -1,61 0,08 1 0,08 5,99 ED -1 -1 1 1 1 82,62acde 82,02 -2,69 0,00 -2,97 -4,00 -4,48 0,63 1 0,65 5,99 ED 1 -1 1 1 1 81,35bcde 83,91 -1,66 -3,02 0,51 -8,64 -10,55 3,48 1 3,59 5,99 ED -1 1 1 1 1 84,81abcde 84,02 0,11 1,77 4,79 4,27 12,91 5,21 1 5,39 5,99 ED 1 1 1 1 1 83,54*S.D. : Serbestlik DerecesiE: EtkenED: Etken değil4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEK90

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEKŞekil 4.5. Mangan kimyasal liç deney sonuçları ile hesaplanan değerler arasındakiilişkiYates deney düzeneğine göre yapılan deneysel çalışma sonrası belirlenenoptimum koşullarda (0,4 M H 2 O 2 , 3 M HCl derişiminde, 95 o C sıcaklıkta, 1/12 katıoranında ve 120 dk liç süresi) yapılan deneylerin ortalama (3 adet) sonucuna göreMn’ı çözeltiye alma verimi %99,18 olarak hesaplanmıştır. Liç artığının (KALINTI)kimyasal analiz ve mineralojik bileşimi Çizelge 4.21-4.22 ve Şekil 4.6’de verilmiştir.Çizelge 4.21. Yarı kantitatif element analizi sonucunda liç artığından elde edilensonuçlarElement % Element %Al 0,540 Na 0,025As 0,002 O 52,449Ca 0,043 P 0,011Cl 0,054 S 0,040Cr 0,025 Si 44,694Fe 1,737 Sr 0,001K 0,119 Ti 0,028Mg 0,154 Zn 0,004Mn 0,072 Zr 0,00391

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEKÇizelge 4.22. XRD analizi sonucunda liç artığındaki tespit edilen bileşiklerLiç Artık (kalıntı)Kuvars SiO 2Hematit Fe 2 O 3QQ = KuvarsH = HematitQQHHŞekil 4.6. Liç artığı XRD analizi grafiği4.6.3. Optimizasyon DeneyleriOptimizasyon deneyleri steepest ascent metoduna göre gerçekleştirilmiştir(Akhanazarova and Kafarov, 1982). Bu metotta Çizelge 4.23’de belirlenen artışmiktarı, Yates’ tekniği ile tespit edilen optimum deney şartlarından etkin olanparametreye adım adım eklenerek en uygun ve en verimli deney şartları belirlenmişolur. Yapılan deneylerde katı oranı, sıcaklık ve H 2 O 2 konsantrasyonunun liçişleminde etkili olmadığı sadece HCl asit derişiminin ve liç süresinin etkili olduğu92

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEKbelirlenmiştir. Bunun için optimizasyon deneylerinde asit derişimi ve liç süresiparametresi arttırılarak ek deneyler yapılmıştır.Çizelge 4.23. Optimizasyon Parametrelerinin BelirlenmesiArtış Parametreleri HCl (X 2 ) Liç süresi (X 5 )Başlangıç Seviyesi, Z j 4,5 M 180 dkArtış Miktarı, ∆Z j 1 M 30 dkKatsayı, b j 0,453 -0,516∆Z j x b j 0,453 -15,48Normal Artış Miktarı 0,5 M 15 dkOptimizasyon deneyi numuneleri AAS ile kimyasal analizleri yapılmış vesonuçları Çizelge 4.24’de verilmiştir.Çizelge 4.24 Optimizasyon Deney SonuçlarıHCl (M) Liç süresi (dk) Mn (%)4,5 180 99,895 210 99,985,5 240 99,946 270 99,95El Hazek ve ark. (2006) yaptığı çalışmada, Mısır’ın Sinai bölgesinden alınandüşük tenörlü manganez cevherlerinden (%8,52 Mn) indirgeyici olarak H 2 O 2kullanılmış ve hidroklorik asit liçi yapılarak manganın geri kazanılmasıaraştırılmıştır. XRD sonuçlarına göre cevher kriptomelan, kalkopanit, pirolisit vekrednerit minerallerinden oluşmaktadır. Ayrıca hematit, götit gibi demirminerallerinden ve az miktarda pirit bulunmaktadır. Optimum koşullarda; 0,4 MH 2 O 2 ve 2 M HCl kullanılarak 60–95 o C sıcaklıkta 1/12 katı sıvı oranında deneyler93

4. ARAŞTIRMA BULGULARI Sultan ŞİMŞEKyapılmış ve >%97 verimle kazanılmıştır. Bunun yanı sıra Fe verimi %14’ü geçmeziken %81 verimle Al, %98 verimle Zn kazanılmıştır.94

5. SONUÇLAR VE ÖNERİLER Sultan ŞİMŞEK5. SONUÇLAR VE ÖNERİLERBu tez çalışmasında, Antalya’dan alınan manganez cevherine sallantılımasa, MGS (multi gravite ayırıcı) yöntemleri, Yahyalı (Kayseri) bölgesindenalınan manganez cevherine ise sallantılı masa, MGS, flotasyon, liç ve manyetikayırma deneysel çalışması yapılarak her iki cevherin zenginleştirilebilirliğiaraştırılmıştır.Deneysel çalışmalar sonucunda:• Tüvanan cevherlerin yapılan kimyasal analizleri sonucunda Kayserinumunesinin %13,96 Mn, Antalya numunesinin ise %25,65 Mn tenörlü olduğutespit edilmiştir.• Yapılan XRD analizleri sonucunda Antalya numunesinin başlıca; Kuvars,Manganit, Pirolusit minerallerinden ve Kayseri numunesinin ise başlıca; Kuvars,Hematit, Götit, Todorokit, Mangan Oksit minerallerinden oluştuğu belirlenmiştir.• Sallantılı masa deneysel çalışması sonrasında her iki numune için iri taneboyutlarında direkt olarak satılabilir kalitede mangan konsantresi elde etmekmümkün olmamıştır. Ancak Antalya numunesinin –0,106 mm tane iriliğindeyapılan sallantılı masa testlerinde elde edilen masa konsantresinde belirli birzenginleşme sağlanmıştır (%62,89 Mn). Diğer yandan bu konsantrenin mevcutpiyasa koşullarında satılabilmesi için ek bir peletleme işlemine tabi tutulmasıgerekmektedir.• MGS deneysel çalışmasında tespit edilen optimum koşullarda (-0,106 mmtane boyutu, 4 o eğim, 3 L/dk yıkama suyu, 2.2 L/dk besleme hızı ve 180 dev/dktambur dönme hızı) yapılan deneyler sonucunda, Antalya numunesinin %48,96’sıkonsantre ve %51,04’ü artık olarak alınmıştır. Bu cevherden %41,24 Mn ve%78,71 verim ile MGS konsantresi elde edilmiştir. Kayseri numunesi ile yapılanMGS testleri sonrasında konsantre elde etmek mümkün olmamıştır.• Kayseri numunesi ile yapılan flotasyon deneyleri olumsuz sonuçlanmıştır.Flotasyon yöntemi ile zenginleştirmede istenen verim ve konsantreyeulaşılamamıştır. Bunun nedeni olarak şlam boyutundaki safsızlıkların manganezmineralleri ile çok iyi karışmış olmalarının yanında, mangan flotasyonunda95

5. SONUÇLAR VE ÖNERİLER Sultan ŞİMŞEKkollektör olarak kullanılan oleik asitin; kalsit gibi safsızlıkların da yüzdürülmesinisağlaması gösterilebilir. Ancak, fiziksel olarak yapılan bu denemelerde veriminhiçbir şekilde yükselmemesinin asıl nedeni olarak mangan cevherinin kimyasalyapısı gösterilebilir.• Kayseri numunesi kullanılarak PERMROLL ile yapılan kuru manyetikayırma deneylerinde (–2,80 + 1) mm, (-1 + 0,5) mm ve (-0,5 + 0,150) mm olmaküzere 3 farklı tane fraksiyonu kullanılmıştır. Deney sonuçlarına göre direkt olaraksatılabilir kalitede mangan konsantresi elde etmek mümkün olmamıştır.• Kayseri numunesi kullanılarak yapılan kimyasal liç deneylerinde katıoranı, sıcaklık ve H 2 O 2 konsantrasyonunun liç işleminde etkili olmadığı sadeceHCl asit derişiminin ve liç süresinin etkili olduğu belirlenmiştir. Bunun içinoptimizasyon deneylerinde HCl asit derişimi ve liç süresi parametresi arttırılarakek deneyler yapılmıştır. Belirlenen optimal deney koşullarında (0,4 M H 2 O 2 , 3 MHCl derişiminde, 95 o C sıcaklıkta, 1/12 katı oranında ve 120 dk liç süresi) yapılandeneylerin ortalama (3 adet) sonucuna göre Mn’ı çözeltiye alma verimi %99,18olarak hesaplanmıştır.96

KAYNAKLARAKDAĞ, M., 1992. Hidrometalurj; Temel Esasları ve Uygulamaları, Dokuz EylülÜniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Yayınları No:88, İzmir.AKHANAZAROVA, S., KAFAROV, V., 1982. “Experimental Optimization inChemistry and Chemical Engineering”, Mir Publications, Moscow.ARVİDSON, B.R. ve FRITZ, J., 1985. New Inexpensive High- Gradient MagneticSeparator, XVth International Mineral Processing Congress, Cannes, pp 317-329.ARVİDSON, B.R., 1985. New-High Intensity Roll Separator Using PermanentMagnets, The Canadian Mining and Metallurgical Bulletin (Reprint).______., 1985. Two Magnetic Separators Improving Industrial Minerals Cleaning,SME-AIME Annual Meeting, (Preprint), New York, 13 p.______., 1988. Advances in Fine Particle Dry High- Intensity Magnetic Separation,27th Annual Conference of Metallurgist of CIM, (Preprint), Montreal, 10 p.______ , 1990. Recent Developments in Dry High-Intensity Magnetic Separation,Australian IMM 1990 Annual Conference (Preprint), 15 p.ATAK, S., 1974. Flotasyon İlkeleri ve Uygulaması. Î.T.Ü. Yayını, Sayı 101, İstanbul.ATEŞOK, G., 1977. Limonitli Manganez Cevherlerinin Değerlendirilmesi,TÜBİTAK VI. Bilim Kongresi. 24-28 Ekim, İzmir.______, 1977. Manganez Cevherlerinin Yüksek Alan Şiddetli Manyetik Ayırma ileZenginleştirilmesi. Türkiye Madencilik Bilimsel ve Teknik 5. Kongresi, 14-18 Şubat, Ankara.AYDIN M.E., and KAHRAMAN F., 2001, Evalution Of Chromite Tailings OfEtibank – Kef Concentration Plant, IX. Balkan Mineral Processing Congress,İstanbul, TURKEYBAYAT, O., 2009. Cevher Hazırlama Zenginleştirme Laboratuarı Ders Notları(Yayınlanmamış Rapor), Çukurova Üniversitesi, 1-2. Şubat.______, 2010. Metalik Cevherleri Zenginleştirme Yöntemleri Ders Kitabı.Yayınlanmamış.97

BONDARENKO, O.P., 1973. Froth Separation of Manganese Slurries From theChiatura Deposit. Che. Abst. Vol. 79.BOSECKER, K., 1997. Bioleaching: Metal Solubilization by Microorganisms,FEMS Microbiology Reviews. 20: 591-604.CHAN BİLLY S. K., MOZLEY R. H., CHILDS G. J. C., 1994. Çeviren; Yüce A.E.,Multi Gravite Ayırıcı, Madencilik Dergisi, Mart, Cilt 34, Sayı 1, 33 – 41.CHENG Z., ZHU G., ZHAO Y., 2008. Study in reduction-roast leaching manganesefrom low-grade manganese dioxide ores using cornstalk as reductant, 176–179.CYANAMID, 1980. Mineral Dressing Division, Manganez Mineralleri Bülteni.DAVY, M., 1990. Rare-Earth Magnets in Mineral Sands Processing, IndustrialMinerals Processing Supplement, pp. 9-11 .DPT, 2001. Sekizinci Beş Yıllık Kalkınma Planı: Madencilik Özel İhtisasKomisyonu Raporu, Metal Madenler Alt Komisyonu, Ankara.______, 1996. Yedinci Beş Yıllık Kalkınma Planı: Madencilik Özel İhtisasKomisyonu Raporu, Metal Madenler Alt Komisyonu, Ankara.EIGELES, M.A., 1974. Flotation of Chiatursk Manganese Carbonate Ores. Ext. Mat.Vol. 81.EKMEKÇİ, Z., 1990. Yüksek Alan Şiddetli Sürekli Mıknatıslı Manyetik Ayırıcılar:Özellikleri ve Uygulamalar, Madencilik Dergisi, Eylül, Cilt XXIX, s.3.EL HAZEK M.N., LASHEEN T.A., HELAL A.S., 2006. Reductive leaching ofmanganese from low grade Sinai ore in HCl using H 2 O 2 as reductant, 187–191.FURLANİ G., MOSCARDİNİ E., PAGNANELLİ F., FERELLA F., VEGLİÒ F.,TORO L., 2009. Recovery of manganese from zinc alkaline batteries byreductive acid leaching using carbohydrates as reductant, 115–118.GAUDIN, A.M., ERGUNALP, F., 1946. Sülfür Olmayan Minerallerin Flotasyonu.GENCE N., 1985. Elazığ Kafdağı Kromitlerinin Zenginleştirilmesi, AnadoluÜniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Eskişehir.GLEMBOTSKY V. A., 1973. Electroflotation of Manganese Slurries. Che. Abstr.Vol. 83.98

HABASH, F., 1999. Textbook of Hydrometallurgy. Second Edication, Quebec City,Canada, ISBN: 2-980-3247-7-9.HAİFENG S., YANXUAN W., FAN W., YİNGYUN S., ZHANGFA T., 2008.Reductive leaching of manganese from low-grade manganese ore in H 2 SO 4using cane molasses as reductant, Hydrometallurgy, 93, 136–139.HARİPRASAD D., DASH B., GHOSH M.K., ANAND S., 2007. Leaching ofmanganese ores using sawdust as a reductant, 1293–1295.HASSOY, H., 2007. Nadir Toprak Elementleri Alaşimli Sabit Miknatisli Rulo TipiKuru Manyetik Ayırıcılarda İşlem Parametreleri İle Ayırım PerformansıArasındaki İlişkilerin İncelenmesi, Hacettepe Üniversitesi, Fen BilimleriEnstitüsü, Doktora Tezi, s. 155.http://www.maden.org.tr (Erişim tarihi: 10.04.2011)http://www.webmineral.com (Erişim tarihi: 12.04.2011)http://www.outokumpu com (Erişim tarihi: 03.02.2011)http://www.cevher.itu.edu.tr (Erişim tarihi: 15.04.2011)KARAKAYA E., KÜKRER T., VEGLİO F., AKÇIL A. U., KİTİS M., 2007. AtıkAlkali Ve Çinko-Karbon Pillerden Mangan Ve Çinko Geri Kazanımıİnorganik Ve Organik Asitlerle Liç Testleri, 7. Ulusal Çevre MühendisliğiKongresi Yaşam Çevre Teknoloji 24-27 Ekim, İzmir.KOOP, J., 1984. Permanent magnet disk separators, IEEE Trans. Magn., Vol. Mag-20, No. 5, pp.1204-1206.KIDIMAN, F. B., 2009. Düşük Tenörlü Krom Cevherlerinin ZenginleştirilmesininAraştırılması, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek LisansTezi, s. 81.KRAUSKOPF, K.B., 1979. Introduction to Geochemistry (2. Baskı), McGraw-Hilland Kogakusha, 617 s.LASHEEN T.A., EL-HAZEK M.N., HELAL A.S., EL-NAGAR W., 2009. Recoveryof manganese using molasses as reductant in nitric acid solution, 109–114.MIZOGUCHI, T., SAKAI, I., INOMATA, K., 1986. Nd-Fe-B-Co-Al basedpermanent magnets with improved magnetic properties and temperaturecharacteristics, Appl. Phys. Lett., 48, p.1309.99

MILTON, J.S. and ARNOLD, J.C., 1995. Introduction to Probability and StatisticsPrinciples and Applications for Engineering and The Computing Sciences,Factorial Experiments, Chapter 14, pp. 604-655.MİCHELİS I., FERELLA F., KARAKAYA E., BEOLCHİNİ F., VEGLİ`O F.,2007. Recovery of zinc and manganese from alkaline and zinc-carbon spentbatteries, 975-983.MKHEID, T.A., 1974. Emulsion Flotation of Manganese Ore Pulps. Che. Abstr. Vol.80.NAVAKE, R., 1986. Bacterial Leaching of Ores and Other Materials, Institut fürMikrobiologie, Technische Universtat Braunschweig, Fed. Rep. Germany.OREL, K., İMRE, Ü., 1967. Cevher Zenginleştirme Hakkında Ana Bilgiler,Madencilik Dergisi, Mayıs Cilt: -VI, Sayı: 2, 125.ÖNAL G., 1985. Cevher Hazırlamada Flotasyon Dışındaki ZenginleştirmeYöntemleri, İ.T.Ü. Maden Fakültesi Ofset Atölyesi, İstanbul.ÖNAL, G. ve ATEŞOK, G., 1994. Cevher Hazırlama El Kitabı.ÖZENSOY, E., 1982. Teknolojik ve Bilimsel Araştırmalarda Modern DeneyTasarımcılığı ve Optimizasyon Yöntemleri, M.T.A. Enstitüsü YayınlarıEğitim Serisi No: 24, s. 26-35.PETER, D.C., MİCU, E., PETREAN, L.E., 2001. Evaluation of magnetic forces in amagnetic separator with permanent magnets, New Developments in MineralProcessing, Proceedings of the 9th Balkan Mineral Processing Congress,İstanbul, pp. 97-100.RODEWALD, W., 1985. Magnetization and aging of sintered Nd-Fe-B magnets,J.Less Common Metals, 111, p.77.ROSE, A.W. AND BURT, D.M., 1979. Hydrothermal Alterations: Geochemistry ofHydrothermal Ore Deposits, Sec. Ed., (Ed: H.L. Barnes), John Wiley & Sons,New York, 173-235.SAYILGAN E., KÜKRER T., YİĞİT N.O., CİVELEKOĞLU G., KİTİS M., 2009.Acidic leaching and precipitation of zinc and manganese from spent batterypowders using various reductants, 137–143.100

SHEN Y., XUE W., LI W., LI S., LIU X., 2007. Recovery of Mn2+, Co2+ and Ni2+from manganese nodules by redox leaching and solvent extraction, 1105-1111.SU H., WEN Y., WANG F., SUN Y., TONG Z., 2008. Reductive leaching ofmanganese from low-grade manganese ore in H 2 SO 4 using cane molasses asreductant, 136–139.TELEFONCU, A., 1995. Biyoteknoloji, Ege Üniversitesi Fen Fakültesi Yayınları,No:152, İzmir.TİAN X., WEN X., YANG C., LİANG Y., Pİ Z., WANG Y., 2009. Reductiveleaching of manganese from low-grade manganese dioxide ores usingcorncob as reductant in sulfuric acid solution, 157–160.TORMA, A.E. and BOSECKER, K., 1982. Progress in industrial Microbiology , 16:77- 105.TOLUN R., 1960. Ortadoğu Teknik Üniversitesi, Ankara. Minerallerin AyrılmaPrensipleri ve Maden Sanayiindeki Tatbikatı.TÜBİTAK-A.K. 1977. VI. Bilim Kong. 24 - 28 Eylül, İzmir.U.S.G.S, 2004. U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, January,U.S.A.VITOVTIV, V.A., 1974. Flotation of Low - Grade Manganese Concentrates at theGrushev Beneficiation Plant. Ext. Matal. Vol. 80.WELLS, I.S., 1984. Laboratory Permoll Magnetic Separator, Ore Sorters (NorthAmerica) Inc., Denver, 19 p.WENSHEN Z. ve CHU Y. C., 2007. Manganese Metallurgy review. Part I: Leachingof ores/secondary materials and recovery of electrolytic/chemical ManganeseDioxide Hydrometallurgy, 89, 137-159.YILDIRIM İ., ATEŞOK G., ÇELİK M., 1995. Laboratuvar - Pilot Tip Multi GraviteCihazı İle Kömür-Su Karışımları İçin Süper Düşük Küllü Kömür Üretimi,Türkiye 14. Madencilik Kongresi, ISBN 975-395-150-7, 443 – 448.ZHANG W., CHENG C., PRANOLO Y., 2009. Investigation of methods forremoval and recovery of manganese in hydrometallurgical processes, 58–63.101

ZHANG W., CHENG C., 2007. Manganese metallurgy review. Part II: Manganeseseparation and recovery from solution, 160–177.ZHANG W., CHENG C., 2007. Manganese metallurgy review. Part I: Leaching ofores/secondary materials and recovery of electrolytic/chemical manganesedioxide, 137–159.ZHUO C., GUOCAİ Z., YUNA Z., 2009. Study in Reduction-roast LeachingManganese From Low-grade Manganese Dioxide Ores Using Cornstalk asReductant, Hydrometallurgy, 96, 176-179.102

ÖZGEÇMİŞ1985 yılında İstanbul’da doğdu. İlk, orta ve lise öğrenimini İstanbul’datamamladı. 2003 yılında başladığı Çukurova Üniversitesi, Mühendislik-MimarlıkFakültesi, Maden Mühendisliği Bölümü’nden 2007 yılında mezun oldu ve aynı yılÇukurova Üniversitesi, Cevher Hazırlama Anabilim dalında yüksek lisansa başladı103