Bir bakır flotasyon tesisi atığının karakterizasyonu ve optimum susuzlandırma koşullarının belirlenmesi

Abstract

Madencilik endüstrisinin hemen hemen her aşamasında özellikle cevher zenginleştirme tesislerinde çok fazla miktarda su kullanılmaktadır. Genellikle ince taneler ve sudan oluşan atıksuya katı-sıvı ayırım yöntemleri uygulanmakta; ince taneler tiknerlerde, flokülasyon yöntemi ile çöktürülmekte ve temizlenen su, tesiste yeniden kullanılmaktadır. Tiknerlerin kapasitesi ve tesise geri beslenecek suyun miktarı ve berraklığı, flokülasyon yöntemi ile bir araya getirilen tanelerin/flokların çökme hızına bağlıdır. Bu bakımdan bir cevher zenginleştirme tesisinde ortaya çıkan atığın flokülasyon yöntemi ile çökelme davranışının belirlenmesi oldukça önemlidir. Bu çalışmada, bir bakır zenginleştirme tesisi atığının optimum flokülasyon koşulları ve çökme davranışını tespit etmek amacıyla flokülasyon deneyleri yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda, fokülant tipi ve dozajının, pH’ın, karıştırma süresi ve hızının, katı oranının, flokülasyon deneyi uygulama şeklinin ve kullanılan suyun flokülasyona etkisi araştırılmıştır. Deneysel çalışmaların sonucunda, 20 gr/t dozajında, noniyonik flokülant hariç diğer flokülantlar ile hedeflenen 20 NTU bulanıklık değerinden daha düşük bulanıklık değerlerine ulaşıldığı; çökme hızı için ise hedeflenen 6 m/h’ten büyük çökme hızı değerlerine, 20 g/t flokülant dozajında, sadece iki flokülant (Magnofloc 5250 ve SPP 355) ile ulaşıldığı belirlenmiştir. En iyi flokülasyon başarısı, Magnofloc 5250 ile 50 gr/t dozajında en düşük bulanıklık değeri 1,1 NTU ve en yüksek çökme hızı değeri 11,49 m/h olarak elde edilmiştir. Aynı zamanda, Magnofloc 5250 ile atığın, serbest çökme süresi yaklaşık 11 dakikadan 1 dakikaya dürürülmüştür. Anyonik flokülant (Magnofloc 5250) ile en düşük bulanıklık (1,26 NTU) pH 11,11’de, en yüksek çökme hızı ise pH 8,35 değerinde 10,3 m/h olarak bulunmuştur. En uygun karıştırma koşulları, 200 dev/dk karıştırma hızı ve 1 dakika karıştırma süresi olarak belirlenmiştir. Flokülasyon performansı açısından en uygun katı oranı değerleri, %5 ve %10 katı olarak bulunmuştur. Jar testleri ile daha düşük bulanıklık değerleri elde edilirken, mezürde yapılan deneylerde ise daha yüksek çökme hızları elde edilmiştir. Son olarak tesis suyuna göre çeşme suyu ile daha iyi flokülasyon sonuçları elde edilmiştir

A large amount of water is used in almost every stage of the mining industry, especially in mineral processing. Solid-liquid separation methods are applied to wastewater, which generally consists of fine particles and water; fine particles are settled in thickeners by flocculation method and the cleaned water is reused in the plants. The capacity of the thickeners, the amount and clarity of the the recycled water to the plant depend on the sedimentation rate of the particles/flocs brought together by the flocculation method. In this respect, it is very important to determine the sedimentation behavior of the tailings generated in an ore dressing plant by flocculation method. In this study, flocculation experiments were carried out to determine the optimum flocculation conditions and setting behavior of copper tailings. In the experimental studies, the effects of foculant type and dosage, pH, mixing time and speed, solid ratio, flocculation application method and water used on flocculation were investigated. As a result, turbidity values lower than the targeted 20 NTU turbidity value were achieved with the other flocculants except the nonionic flocculant at a dosage of 20 gr/t; For the settling velocity, it was determined that the settling velocity values greater than 6 m/h were achieved with only two flocculants (Magnofloc 5250 and SPP 355) at 20 g/t flocculant dosage. The best flocculation success was obtained with Magnofloc 5250 at 50 gr/t dosage, with the lowest turbidity value of 1.1 NTU and the highest settling velocity value of 11.49 m/h. At the same time, with the Magnofloc 5250, the free-settling time of the waste was reduced from about 11 minutes to 1 minute. With the anionic flocculant (Magnofloc 5250), the lowest turbidity (1.26 NTU) was found at pH 11.11, and the highest precipitation rate was 10.3 m/h at pH 8.35. The optimum mixing conditions were determined as 200 rpm mixing speed and 1 minute mixing time. The most suitable solid ratio values in terms of flocculation performance were found to be 5% and 10% solids. While lower turbidity values were obtained with the jar tests, higher sedimentation rates were obtained in the experiments performed on the tape measure. Finally, better flocculation results were obtained with tap water compared to plant water