REOE içeren yaklaşık 250 maden bulunmaktadır, ancak bu madenlerin sadece birkaçı ekonomik değer taşımaktadır. Bunların çoğu uranyum, titanyum, tantal ve niyobyum içermektedir. REOE madenlerinin bileşimlerine göre, bu madenler iki ana gruba ayrılır:
(1) Loparit, bastnazit, parazit, monazit ve ortitin yer aldığı REOE’lerin seryum grubu.
(2) REOE’lerin itriyum grubu; bu grup, diğerlerinin yanı sıra itroparisit, fergusonit, samarskit, priorit ve gadoliniti içerir.
Tablo 7.23, başlıca REO mineralleri ekonomik değeri olan. REO mineralleri ayrıca, hepsi lantanoidler (seryumdan lutesiyuma kadar) içeren “karmaşık” ve “seçici karmaşık” mineraller olmak üzere iki alt gruba ayrılır. Seçici grup, diğer gruptan gelen elementleri içerir. REO'lardan elde edilen ürünlerin çoğu monazit, bastnazit ve euxenittir. Monazit, REO'ların fosfat grubuna aittir; manyetik özellikleri düşüktür ve parlak sarı renktedir. Genellikle pegmatitlerde ve granitlerde bulunur; ayrıca zirkon, manyetit ve ilmenit içinde de yer alır. Sert kayaç cevherlerinin ayrışması sırasında monazit, kimyasal kararlılığı nedeniyle ilmenit, zirkon, manyetit ve diğer minerallerle birlikte kum yataklarında bulunur. Bir kum birikintisinde bulunan monazitin minimum içeriği yaklaşık 'dir. Bastnaesit, REOE içeren minerallerin karbonatit grubuna aittir. Bastnaesit, seryum grubu elementlerinin yanı sıra itriyum ve europiyum da içerir. Tipik olarak %-75% oranında REOE içerir. Bastnaesit genellikle pegmatitler, karbonatitler ve alkali gang mineralleri içeren hidrotermal cevher kütlelerinde bulunur. Kimyasal olarak inert ve kararlı olması nedeniyle, mineral kum yataklarında bulunmaz. Euksenit, titanotantal/niyobyum içeren bir mineraldir ve değişken kimyasal bileşime sahip karmaşık bir formüle (Tablo 7.23) sahiptir. Genellikle monazit, ksenotim, zirkon, beril, kolumbit ve diğer minerallerle birlikte kum yataklarında bulunur.
REOE içeren başlıca mineraller arasında apatit, fosfatlar, perovskit, eudialit, piroklor ve ortit bulunur; bunların bazıları önemli miktarda REOE içerir. Örneğin, loparit (Nb minerali), niyobyumdan üç kat daha fazla REOE içerir. Bu mineral, titanotantal-niyobyum REOE cevherini temsil eder. Loparit, pegmatitlerde ve nefelin içeren cevherlerde bulunur. Monazit, bastnazit ve loparit, yalnızca seryum grubu REOE'leri içerir. Fergusonit, priorit ve samarskit gibi REOE içeren diğer mineraller ise genellikle tantal, niyobyum, uranyum ve toryum içeren aksesuar minerallerdir.
| Mineral | Formül | Göreceli REOE içeriği | Özgül ağırlık | Sertlik |
| Monazit | (Ce, La, ...)PO₄ | 50%-68%(Ca,La,…)₂O₃, 22%-31% P₂O₅, 4%-12% ThO₂, ~7% ZrO₂,~6%SiO₂ | 4.9 | 5.5 |
| Bastnaesit | (Ce,La,Pr)[CO₃]F | 36%-40%Ce₂O₃,36%(La,…,Pr)₂O₃, 19%-20%CO₃,6%-8%F | 4.5 | 4.5 |
| Ksenotim | YPO₄ | 52%-62%Y₂O₃, Ce, Er (kirlilikler olarak), Th, ~5%U, 3%ZrO₂, ~9%SiO₂ | 4.6 | 4.5 |
| Parisite | Ca(Ce, Ia, …)₂[CO₃]₃F₂ | 11%CaO,26%-31%Ce₂O₃,27%-30% (La,Nd)₂O₃,24%CO₂,6%F | 4.3 | 4.5 |
| Yttrocerit | (Ca,Y,Ce,Er)F₂-3H₂O | 19%-32%Ca,8%-11%Ce,14%-37%Y,37%- 42%F | 3.8 | 4.5 |
| Gadolinit | (Y,Ce₂)Fe,BeSi₂O₁₀ | 10%-13%Fe0,30%-46%YO₃,25%SiO₂,5% (Ce,La,…)₂O₂,9%-10%BeO | 4-4.5 | 6.5-7 |
| Ortit | (Ca,Ce)₂ (Al,Fe)₃SiO₂ [0,OH] | 6%Ce₂O₃,7%(La,…)O₃,4%Be0, 8%Y₂O₃ | ||
| Loparit | (Na, Ca, Ce, Sr)₂ (Ti, Ta, Nb)₂O₆ | 39%-40%TiO₂,34%(Ce,La,.….)₂O₃,8%-11%(Ta,Nb)₂O₅,5%CaO,Cr,Th as impurities | 4.8 | 6 |
| Euksenit | (Y, Ce, Ca, U, Th)(Ti, Nb, Ta)₂₀₆ | 18%-28%(Y,Er)₂O₃,0,2%-3%(Ce,La,…)2O₃, 16%-30%TiO₂, 4%-47%Nb₂O₅, 1,3%-33%Ta₂Os, 0,4%-12%U₃O₈ | 4.9 | 5.5 |
| Fergusonit | (Y, Sr, Ce, U)(Nb, Ta, Ti)₀₄ | 46%-57%(Nb,Ta)₂Os, 31%-42%Y₂O₃, 14%Er₂O₃, 1%-4%ThO₂, 1%-6%UO₂ | 5.6-6.2 | 5.5-6.5 |
| Samarskit | (Y,Er,U,Ce,Th)₄ (Nb,Ta)₆O₂₁ | 6%-14%Y₂O₃,2%-13%Er₂O₃,3%Ce₂O₃,0.7%-4%(Pr,Nd)₂O₃,27%-46%Nb₂Os,1.8%-27%Ta₂Os,Sn,U,Fe as impurities | 5.6-5.8 | 5-6 |
| Priorite (Aeschynite) | (Y,Er,Ca,Th)(T,Nb)₂₀₆ | 21%-28%(Y,Er)₂O₃,3%-4%Ce₂O₃,21%- 34%TiO₂,15%-36%Nb₂Os,0.6%-7%ThO₂, 0-5%UO₂ | 5-7.8 | 5.6 |
| Eşinit (aeschynite) | (Ce,Ca,Th)(T,Nb)₂O₆ | 15%-19%Ce0,0.9%-4.5%(Y,Er)₂O₃,21%-24%TiO₂,23%-32%Nb₂Os,0-7%Ta₂Os, 11%-17%ThO₂ | 4.9-5.4 | 5-6 |
7.6.2 REOE Minerallerinin Flotasyon Özellikleri
7.6.2.1 Monazit ve Bastnazitin Flotasyon Özellikleri
Maden merceklerinde bulunan dağınık cevherlerden bastnaesit ve monazitin geri kazanımı, flotasyon yöntemi kullanılarak gerçekleştirilir. Bastnazit ve monazitin flotasyon özellikleri, kalsit, barit, apatit, turmalin, piroklor ve diğerleri gibi bastnazit ve monazit içinde bulunan gang minerallerine benzerdir; bu da seçici flotasyonda zorluklara neden olmaktadır. Ancak son yıllarda, hem monazit hem de bastnaesitin flotasyonunda önemli ilerlemeler kaydedilmiştir.
Şekil 7.22, pH ve Na₂S’nin monazit, piroklor ve zirkonun yüzdürülmesi üzerindeki etkisini göstermektedir. Monazit, pH aralığı 7-11 olan bölgede oleik asit ve sodyum oleat gibi anyonik toplayıcılar kullanılarak kolayca yüzdürülebilir. Monazit, örneğin defne amini veya katyonik toplayıcılar kullanıldığında kolayca yüzeye çıkmaz. Monazit üzerindeki sodyum oleatın adsorpsiyonu, pH'ın artmasıyla birlikte artar; bu da monazitin asidik pH'da yüzdürülemediğini gösterirken, piroklor kolayca yüzdürülebilir ve pH'ın 10'dan büyük olduğu durumlarda yüzdürülmesi zorlaşır. Na₂S·9H₂O'nun monazit flotasyonu sırasında seçici bir düzenleyici ajan olduğu bulunmuştur. 2-3 kg/t Na₂S ilavesinde, hem zirkon hem de piroklor baskılanırken, monazitin yüzdürülebilirliği değişmez kalır veya bazı cevherlerde iyileşir.
Şekil 7.22: pH ve Na₂S’nin monazit, zirkon ve piroklorun yüzdürülmesi üzerindeki etkisi
Bastnaesitin flotasyon özellikleri, büyük ölçüde cevherin gang bileşimine ve mineralin kendisinde bulunan safsızlıklara bağlıdır. Karbonatit cevherinde bulunan bastnaesit, flotasyon beslemesinin ısıl ön işleminden sonra yağ asidi toplayıcı kullanılarak ayrıştırılır.Isı sıcaklığının bastnaesit tenörü ve geri kazanım oranı üzerindeki etkisi Şekil 7.23’te gösterilmiştir.
Şekil 7.23 Isı sıcaklığının bastnaesit tenör-geri kazanım ilişkisi üzerindeki etkisi
Barit-florit cevherlerinde bulunan bastnaesitin, hem yağ asidi flotasyonu hem de sodyum oleat kullanıldığında yüzdürme kabiliyeti son derece düşüktür. Orta Asya’dan alınan bir cevher üzerinde yürütülen araştırma çalışmaları, baritin ön flotasyonundan sonra bastnaesitin yüzdürme kabiliyetinin önemli ölçüde arttığını göstermiştir.
Karbonatit cevherinden bastnaesitin yüzdürülmesi, fosfat ester ile modifiye edilmiş oleik asit kullanılarak iyileştirilmiştir. Pegmatitik kökenli yataklardan bastnaesitin flotasyonu, ikincil amin ile modifiye edilmiş tall yağı ve petrol sülfonat içeren grup ile modifiye edilmiş tall yağı dahil olmak üzere çeşitli tipte toplayıcılarla başarıyla gerçekleştirilebilir. Tall yağ modifikasyonunun bastnaesit metalurjik sonuçları üzerindeki etkisi Tablo 7.24'te sunulmuştur. Bu tabloda gösterilen veriler, modifiye edilmiş tall yağının kullanılmasının bastnaesitin metalurjik sonuçlarında önemli bir iyileşmeye yol açtığını göstermektedir.
Tablo 7.24: Pegmatit cevherlerinden bastnaesit flotasyonuna tall oil modifikasyonlarının etkisi
| Koleksiyoncu | Ürün | Ağırlık/% | Toplam REO analizleri/% | REO geri kazanımı/% |
| Tall yağı yağ asidi | REO konsantresi | 10.77 | 48.5 | 73.8 |
| REO birleşik kuyruk | 89.23 | 2.07 | 26.2 | |
| Besleme | 100.00 | 7.08 | 100.0 | |
| İkincil aminle (amin asetat) modifiye edilmiş tall yağı | REO konsantresi | 10.59 | 60.1 | 90.5 |
| REO birleşik kuyruk | 89.41 | 0.74 | 9.5 | |
| Besleme | 100.00 | 7.02 | 100.0 | |
| Petrol sülfonat ile modifiye edilmiş tall yağı | REO konsantresi | 10.45 | 62.2 | 92.3 |
| REO birleşik kuyruk | 89.55 | 0.61 | 7.7 | |
| Besleme | 100.00 | 7.05 | 100.0 |
7.6.2.2 REO İçeren İtriyumun Flotasyon Özellikleri
Ytrokerit, gadolinit, fergusonit ve priorit genellikle kuvars, klorit ve serisit içeren nispeten karmaşık cevherlerde bulunur. Bazı yataklarda yukarıdaki minerallerden ikisi veya hepsi bir arada bulunur. Hidrotermal kökenli bazı karmaşık yataklar, itriyum grubundan REO ile birlikte zirkon içerir. Genellikle itriyum grubu mineralleri içeren cevherler, <74 μm boyutunda serbest kalma gösteren dağınık cevherlere aittir; bu nedenle bu cevherlerin zenginleştirilmesi için kullanılabilen tek yöntem flotasyondur.
Sınırlı sayıda araştırma çalışması, itriyum grubuna ait minerallerin, REO ile kompleks reaksiyonlar oluşturan alkil hidroksamat toplayıcıları kullanılarak geri kazanılabileceğini göstermektedir. İtrotoserit ve gadolinitin, pH 9-10 değerinde hidroksamik asit ile kolayca yüzdüğü tespit edilmiştir. REO içeren itriyumun zenginleştirilmesi için önerilen işleme akış şeması Şekil 7.24’te sunulmuştur. Şekil 7.24’te gösterilen akış şeması kullanılarak, bazı cevherlerde 72%-75% Y₂O₃ geri kazanım oranıyla 65% REO+Y₂O₃ konsantre kalitesi elde edilebilir. Araştırmalar, itriyum grubu REO'nun flotasyonu için alkil hidroksamatın verimliliğinin, alkil grubunun C12-C16 fraksiyonundaki izoalkollere, örneğin izododekil alkole değiştirilmesiyle artırılabileceğini göstermiştir.
Şekil 7.24: Flotasyon yöntemi kullanılarak itriyum grubu minerallerin zenginleştirilmesine yönelik genelleştirilmiş akış şeması
(Srdjan M. Bulatovic, 2010)
Bu hidroksamat, kalsit, florit ve serisit açısından seçicidir. Zirkon içeren itriyum grubu minerallerin de son derece karmaşık mineral bileşimleri vardır. Bu cevherler, REO içeren diğer minerallerin yanı sıra fergusonit, euxenit ve priorite içerir. Bu tür yataklar Kanada’nın kuzeyinde (Thor Gölü) bulunur.
Bu cevherler üzerinde sınırlı sayıda araştırma yapılmış olmakla birlikte, bu araştırmalar REO’nun ne yağ asidi ne de sodyum oleat kullanılarak geri kazanılamayacağını ortaya koymuştur. Bununla birlikte, sülfo-süksinamat ile alkil sülfatla modifiye edilmiş fosfat esterin bir karışımının REO ve zirkonu verimli bir şekilde geri kazanabildiği tespit edilmiştir. Şekil 7.25, karmaşık REO-ZrO₂ cevherlerinden REO geri kazanımı üzerinde yukarıdaki toplayıcı karışımının (KBX₃) etkisini göstermektedir. Oksalik asit ve yağ asidi (FA₃), KBX₃ toplayıcısına kıyasla o kadar etkili olmamıştır. Şekil 7.25’te gösterilen verilerden de görülebileceği gibi, yağ asidi veya sodyum oleat toplayıcı kullanıldığında yetersiz sonuçlar elde edilmiştir. REO içeren zirkon durumunda, zirkon geri kazanımı ile REO’ların itriyum grubundan REO geri kazanımı arasında güçlü bir ilişki bulunmaktadır. Bu ilişki Şekil 7.26’da gösterilmiştir. Bunun nedeni, bu cevherlerde bulunan zirkonun, mineralin kendisinde inklüzyonlar halinde bir miktar REO içermesidir. Birçok durumda, itriyum grubuna ait REO, önemli miktarda piroklor ve/veya tantal kolumbit içerir. Her iki mineral de genellikle zirkon ve REO mineralleri ile birlikte yüzer.
7.6.3 REO Minerallerinin Zenginleştirilmesine İlişkin Flotasyon Uygulamaları ve Araştırma Çalışmaları
7.6.3.1 Giriş
REO’ların büyük bir kısmı, monazit ve bastnaesit içeren cevherlerden üretilmektedir. Çoğu durumda, bastnazit ve monazit cevherleri nispeten karmaşıktır ve monazit ile bastnazit ile benzer flotasyon özelliklerine sahip gang mineralleri (kalsit, barit, florit ve apatit) içerir.
Monazit, ağır mineral kumlarında da bulunur; bu kumlar genellikle yerçekimi, manyetik ve elektrostatik ayırma gibi fiziksel yoğunlaştırma yöntemleriyle elde edilir.
REO’nun yanı sıra bazı yataklarda zirkon ve titanyum mineralleri de bulunmaktadır. Bu cevherlerden, hidrometalurjik işleme uygun toplu konsantre halinde REO ve zirkon elde edilebilir.
7.6.3.2 Bastnaesit İçeren Cevherlerin Zenginleştirilmesinde Flotasyon Uygulaması
The Mountain Pass (ABD) işletmesi, nispeten karmaşık bir cevheri işlemektedir. Başlıca REO minerali bastnaesittir; bunun yanı sıra az miktarda sinkizit, parazit ve monazit de bulunmaktadır. Başlıca gang mineralleri ise kalsit, barit, silikatlar ve dolomittir. Bu cevherdeki her bir gang mineralinin miktarı değişkendir ve yıldan yıla farklılık gösterir. Mountain Pass zenginleştirme tesisinde işlenen iki ana cevher türü bulunmaktadır: (1) yüksek kalsitli cevher (35%-45% CaO); (2) yüksek barit-dolomitli cevher (sözde kahverengi cevher). Barit ayrıca önemli miktarda stronsiyum içerir.
Mountain Pass cevherinin ayrıştırılması, değirmen besleme cevheri ve tesis ürünü üzerinde kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Çıkarma işlemini gerçekleştirmek için cevherin yaklaşık 56 μm'lik bir K₈0 değerine kadar öğütülmesi gerekmektedir. 50 μm'nin üzerindeki partiküllerde bastnaesit ile kalsit arasında kilitlenme sıkça görülür. Genellikle kalsit/bastnaesit orta fraksiyonu nihai konsantreye karışır.
Son 20 yıl boyunca, farklı reaktif şemalarının değerlendirildiği kapsamlı çalışmalar yürütülmüştür. Aşağıda, bu çalışmaların sonuçlarına ilişkin kısa bir özet yer almaktadır:
(1) Toplayıcı olarak kullanılan hidroksamik asidin, yağ asidinden daha iyi seçicilik sağladığı görülmüştür. Ancak, bu madde henüz faaliyette olan bir tesiste test edilmemiştir.
(2) Farklı yağ asitlerini değerlendirmek üzere kapsamlı çalışmalar yürütülmüştür. Farklı yağ asitlerinin performansı konusunda araştırmacılar arasında çelişkili sonuçlar bulunmaktadır. ABD Maden Bürosu (Reno, NV, ABD) tarafından yürütülen çalışmalar, damıtılmış asidin linoleik asit veya rosin asidi içeren yağ asitlerine kıyasla daha üstün sonuçlar verdiğini doğrulamıştır. New Mexico Üniversitesi ve Molycorp laboratuvarında yürütülen çalışmalar, rosin asidi içeren damıtılmış tall yağının, saf oleik asitten daha iyi sonuçlar verdiğini göstermiştir. Bu farklılıklar, muhtemelen mineralojideki farklılıklara bağlı olarak ortaya çıkan farklı flotasyon tepkilerinden kaynaklanmaktadır.
(3) Çeşitli depresan çalışmalarına gelince, Quebracho, tanik asit ve çeşitli lignin sülfonatları ile ilgili olarak yalnızca sınırlı sayıda çalışma yapılmıştır. Orta moleküler ağırlıklı lignin sülfonatları daha üstün sonuçlar vermiştir.
(4) Flotasyon sıcaklığı, çok sayıda çalışmanın konusu olmuştur. Kolektör ile hamurun ısıtılmasının, bastnaesiti seçici olarak yüzdürmenin tek yolu olduğu sonucuna varılmıştır. Kolektör ile hamurun ısıtılmasının, bastnaesitin itici damlacıklar şeklinde seçici bir şekilde birikmesine yol açtığı ve bunun da seçiciliğin artmasına ve çamurun neden olduğu parazitin azalmasına yol açabileceği düşünülmektedir.
Mountain Pass tesisinde kullanılan ve reaktif ilavelerini de içeren akış şeması Şekil 7.27’de gösterilmiştir. Halen kullanılmakta olan tesis reaktif şeması Tablo 7.25’te sunulmuştur. Weslig, moleküler ağırlığı yaklaşık 20.000 olan bir lignin sülfonattır ve ayrıca etilen oksit içerir. Etilen oksit, Weslig’in köpürme özelliklerini azaltma işlevi görür ve özellikle barit için Weslig’in ayırma verimliliğini artırır. Tesiste elde edilen metalurjik sonuçlara ilişkin tipik bir örnek Tablo 7.26’da gösterilmiştir.
Tablo 7.25: Dağ’da kullanılan reaktif şeması Geç konsantratör
| Reaktif | Katkılar/g · t⁻¹ | Reaktif | Katkılar/g · t⁻¹ |
| Soda külü (Na₂CO₃) | 3000-4500 | Lignin sülfonat (Weslig) | 2400-3500 |
| Sodyum florosilikat (Na₂SiF₆) | 300-600 | Tall yağı yağ asidi (P25A) | 200-400 |
Tablo 7.26: Molycorp tesisinin metalurjik sonuçları
| Ürün | Ağırlık/% | Testler/% | Dağıtım/% | |||||
| REO | Ce₂O₃ | La₂O₃ | BaSO₄ | CaO | REO | Ce₂O₃ | ||
| Nihai bastnaesit konsantresi | 9.38 | 64.1 | 31.4 | 22.2 | 2.7 | 3.1 | 75.6 | 75.5 |
| Son bastnaesit atığı | 90.62 | 2.28 | 1.06 | 0.74 | 26.3 | 16.9 | 24.4 | 24.5 |
| Besleme | 100.00 | 8.09 | 3.9 | 2.76 | 26.3 | 15.6 | 100.0 | 100.0 |
Tesis sonuçlarının değişken olduğu ve işlenen cevherin türüne bağlı olduğu unutulmamalıdır.yendi.
Mountain Pass konsantresindeki REO’nun tipik dağılımları Tablo 7.27’de gösterilmiştir..
Tablo 7.27 Mo’daki REO’nun dağılımıDağ Geçidi konsantresi
| Eleman | Toplam REO içeriği/% | Eleman | Toplam REO içeriği/% |
| Lantan | 33.2 | Disprosyum | 0.0312 |
| Seriyum | 49.1 | Holmiyum | 0.0051 |
| Praseodim | 4.34 | Erbiyum | 0.0035 |
| Neodim | 12.0 | Tulyum | 0.0009 |
| Samaryum | 0.790 | İtterbiyum | 0.0006 |
| Evropiyum | 0.118 | Lutetium | 0.0001 |
| Gadolinyum | 0.166 | İtriyum | 0.0913 |
| Terbiyum | 0.0159 |
Vietnam’daki Dong Pao yatağından elde edilen barit, florit ve bastnaesit cevheri, yoğun şekilde ayrışmış bir cevherdir ve -7 μm fraksiyonunda 30%’den fazla bastnaesit bulunmaktadır. Bu cevherde bulunan başlıca ana mineraller barit ve florittir. Tablo 7.28, çeşitli araştırma çalışmalarında kullanılan cevherin kimyasal analizlerini göstermektedir. Bu cevherin barit ve florit içeriği yüksek olduğundan, cevherden bastnaesitin doğrudan flotasyonu mümkün olmamıştır. Floritin, bastnaesit ile benzer flotasyon özelliklerine sahip olduğu ve bastnaesit flotasyonu sırasında floritin ayrılmasının zor olduğu belirtilmelidir.
Tablo 7.28’in kimyasal analizleri Dong Pao daha fazla
| Eleman | Testler/% | Eleman | Testler/% | Eleman | Testler/% |
| Toplam REO | 8.72 | Alümina (Al₂O₃) | 0.97 | Fosfor (P₂O₅) | 0.13 |
| Seriyum (Ce₂O₃) | 3.76 | Demir(Fe₂O₃) | 2.69 | Manganez (MnO₂) | 0.64 |
| Lantan (La₂O₃) | 3.18 | Kalsiyum (CaO) | 0.15 | Krom(Cr₂O₃) | 0.22 |
| Barit (BaSO₄) | 62.5 | Sodyum (Na₂O) | 0.54 | Vanadyum(V₂O₅) | 0.03 |
| Florit (CaF₂) | 5.54 | Potasyum (K₂O) | 0.11 | Niyet Mektubu | 10.6 |
| Silika (SiO₂) | 8.85 | Titanyum(TiO₂) | 0.09 |
Bu cevher üzerinde, yüksek kaliteli REO konsantresi üretecek ticari bir işleme süreci geliştirmek amacıyla kapsamlı araştırma çalışmaları yürütülmüştür. Sonuç olarak, benzersiz bir akış şeması ve reaktif planı geliştirilmiştir.
Bu işlem, sırayla barit-florit-bastnaesit flotasyonunu içermektedir. Akış şeması Şekil 7.28’de gösterilmiştir. Cevher, öğütme işleminden önce yıkanmış ve çamurdan arındırılmıştır. Yıkama işleminden elde edilen ince parçacıklar, cevherde bulunan toplam bastnaesitin %’sinden fazlasını içermekteydi. Öğütülmüş cevher önce barit flotasyonuna, ardından florit flotasyonuna tabi tutulmuştur. Barit ve floritin bastnaesitten önce flotasyona tabi tutulmasıyla, bastnaesit flotasyon beslemesinden toplam ağırlığın yaklaşık 70%'si ayrılmıştır. Bastnaesit flotasyon beslemesi, 8,5% REO seviyesinden yaklaşık 30% REO seviyesine yükseltildi.
Şekil 7.28 Dong Pao cevherinin zenginleştirilmesi için geliştirilen akış şeması (Srdjan M. Bulatovic, 2010)
Kapsamlı laboratuvar testleri sırasında geliştirilen reaktif şeması Tablo 7.29’da sunulmuştur. Bu reaktif şeması, bastnaesitten barit ve floritin sıralı flotasyonu sırasında seçiciliği artıran bir dizi kimyasaldan oluşan toplayıcı ve kullanılan depresanların sayısı bakımından benzersizdir.
Tablo 7.29 Reaktif şeması geliştirme...'nın zenginleştirilmesi için o Dong Pao daha fazla
Katkılar/g · t⁻¹
| BaSO₄ reaktif devresi Kaba Temizleyici | CaF₂ devresi | REO devresi | ||||
| Daha pürüzlü | Temizlikçi | Daha pürüzlü | Temizlikçi | |||
| Depresanlar ve modifiye ediciler | ||||||
| Na₂SiO₃ | 2500 | 1200 | 1500 | 1100 | ||
| BaCl₂ | 500 | 400 | 一 | 一 | 一 | |
| NaF | 一 | 一 | 300 | 400 | 一 | |
| Al₂(SO₄)₃ | 一 | 600 | 400 | 一 | 一 | |
| MESB | 一 | 一 | 20 | 200 | 一 | 一 |
| Na₂CO₃ | 一 | 一 | 一 | 一 | 4000 | 1400 |
| Sitrik asit | 一 | 一 | 一 | 1000 | 3500 | |
| MM4 | 一 | 一 | 1000 | 1300 | ||
| Koleksiyoncular | ||||||
| SR82 | 850 | 一 | 一 | 一 | ||
| AKF2 | 一 | 一 | 300 | 一 | 一 | 一 |
| KV3 | 一 | 一 | 一 | 一 | 900 | 200 |
| Akaryakıt | 一 | 一 | 一 | 一 | 200 | 一 |
Baritin yüzdürülmesi için, sodyum silikat bir bastırıcı olarak, baryum klorit ise bir barit aktivatörü olarak kullanılmıştır. Barit toplayıcı SR82, petrol sülfonat, sodyum alkil sülfat ve süksinamat karışımından oluşmaktaydı. Toplayıcı, hem florit hem de bastnazit açısından seçiciydi. 96%'nin üzerinde bir baryum, nispeten yüksek tenörlü bir konsantre halinde geri kazanılmıştır.
Florit flotasyonu sırasında, oleik asit ve fosforik ester karışımından oluşan bir toplayıcı ile birlikte quebracho ve lignin sülfonat karışımı (MESB) kullanılmıştır. Bastnaesit flotasyonu için kullanılan toplayıcılar arasında, üç etilen tetraamin ile modifiye edilmiş tall yağı yağ asidi yer almıştır. Depresan MM4, moleküler ağırlığı 9000 ile 20000 arasında değişen lignin sülfonat karışımıdır. Sürekli kapalı döngü testlerinden elde edilen sonuçlar Tablo 7.30’ta özetlenmiştir. Bastnaesit konsantresinin başlıca kirleticisi floritti. Florit konsantresinde bastnaesitin ciddi miktarda kaybedilmesi olmadan floritin tamamen flotasyonu mümkün olmamıştır.
Baritin yüzdürülmesi için, sodyum silikat bir bastırıcı olarak, baryum klorit ise bir barit aktivatörü olarak kullanılmıştır. Barit toplayıcı SR82, petrol sülfonat, sodyum alkil sülfat ve süksinamat karışımından oluşmaktaydı. Toplayıcı, hem florit hem de bastnazit açısından seçiciydi. 96%'nin üzerinde bir baryum, nispeten yüksek tenörlü bir konsantre halinde geri kazanılmıştır.
Florit flotasyonu sırasında, oleik asit ve fosforik ester karışımından oluşan bir toplayıcı ile birlikte quebracho ve lignin sülfonat karışımı (MESB) kullanılmıştır. Bastnaesit flotasyonu için kullanılan toplayıcılar arasında, üç etilen tetraamin ile modifiye edilmiş tall yağı yağ asidi yer almıştır. Depresan MM4, moleküler ağırlığı 9000 ile 20000 arasında değişen lignin sülfonat karışımıdır. Sürekli kapalı döngü testlerinden elde edilen sonuçlar Tablo 7.30’ta özetlenmiştir. Bastnaesit konsantresinin başlıca kirleticisi floritti. Florit konsantresinde bastnaesitin ciddi miktarda kaybedilmesi olmadan floritin tamamen flotasyonu mümkün olmamıştır.
Tablo 7.30 Sürekli kilitli döngü test sonuçları
| Hayır. | Ürün | Ağırlık/% | Testler/% | Dağıtım/% | |||||
| BaSO₄ | CaF₂ | REO | BaSO₄ | CaF₂ | REO | ||||
| 1 | BaSO₄ Temizleyici konsantresi | 62.83 | 95.8 | 0.67 | 0.61 | 96.8 | 7.3 | 4.6 | |
| CaF₂Cleaner konsantresi | 7.36 | 3.11 | 44.4 | 7.57 | 0.4 | 56.3 | 6.7 | ||
| REO Temizleyici konsantresi | 13.72 | 8.55 | 14.8 | 45.9 | 1.9 | 35.0 | 75.6 | ||
| REO birleşik kuyruk | 16.09 | 3.47 | 0.50 | 6.79 | 0.9 | 1.4 | 13.1 | ||
| Baş (kafa derisi) | 100.00 | 62.2 | 5.80 | 8.33 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | ||
| 2 | BaSO₄ Temizleyici konsantresi | 62.83 | 95.8 | 0.67 | 0.61 | 97.2 | 7.1 | 4.7 | |
| CaF₂Cleaner konsantresi | 7.36 | 3.11 | 44.4 | 7.57 | 1.4 | 54.9 | 6.7 | ||
| REO Temizleyici konsantresi | 12.97 | 6.55 | 16.6 | 48.4 | 1.4 | 36.2 | 76.1 | ||
| REO birleşik kuyruk | 16.84 | 4.00 | 0.61 | 6.13 | 1.1 | 1.7 | 12.5 | ||
| Baş (kafa derisi) | 100.00 | 62.0 | 5.94 | 8.25 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | ||
7.6.3.3 Monazte Zenginleştirilmesinde Flotasyon Yöntemleri
Monazit üretiminin büyük bir kısmı mineral kum yataklarından sağlanmaktadır. Granat, ilmenit, kabuk ve silikatlar içeren mineral kum yataklarından monazitin zenginleştirilmesinde, fiziksel konsantrasyon yöntemi ile fiziksel ön konsantrasyon-flotasyon kombinasyonu kullanılmaktadır. Çeşitli çalışmalar kapsamında flotasyonun kullanıldığı birçok reaktif şeması geliştirilmiş ve bunlardan bazıları sürekli pilot tesislerde doğrulanmıştır.
Hindistan sahil kumu (monazit) flotasyonu
Hindistan’da, Kerala ve Chennai’nin kıyı şeridinde çok büyük monazit yatakları bulunmaktadır. Bu tür yatakların tipik mineral bileşimi şöyledir: 60% ilmenit, 1,2% rutil, 5% zirkon, 6,4% granat, 4% silimanit, 16% kuvars, 2,5%-5% monazit ve 1%-7% kabuk. Araştırma çalışması, monazit flotasyonu sırasında farklı anyonik toplayıcılar ve pH değerlerinin yanı sıra, depresan olarak kullanılan sodyum silikat seviyesini de kapsamıştır.
Farklı sodyum silikat konsantrasyonlarında yürütülen deneysel çalışmalar (Tablo 7.31), sodyum silikatın titanyum, zirkon ve diğer gang mineralleri için mükemmel bir baskılayıcı olduğunu, buna karşın monazit flotasyonunun bundan etkilenmediğini göstermektedir.
Bu deneyde kullanılan toplayıcı, 300 g/t oranında ilave edilen sodyum oleattı. Sodyum oleatın yanı sıra diğer yağ asidi toplayıcıları da incelenmiştir. Sonuçlar Tablo 7.32’de verilmiştir. Bu verilere göre, doymuş yağ asidi sabunu, sodyum laurat gibi monazit için yetersiz bir toplayıcı olmuştur.
Acintollerin (oleik ve linoleik asitlerin karışımı) sodyum oleata kıyasla daha iyi sonuçlar verdiği tespit edildi. Bu durum, iki çift bağa sahip olan linoleik asidin varlığına bağlanabilir. Ayrıca, monazit flotasyon hızı, sodyum oleata kıyasla Acintol kullanıldığında daha yüksek çıktı.
Bu deneylerdeki monazit konsantresi, bir miktar granat ve sillimanit içeriyordu. Sonuç olarak, pH değerinin plaj kumu minerallerinin yüzdürülmesi üzerindeki etkisinin, monazitin diğer minerallerden seçici olarak ayrılması açısından kritik öneme sahip olduğu belirtilebilir.
Demir Dışı Metal Cevherlerinin Zenginleştirme Uygulamaları
Tablo 7.31 Sodyum silikatın monazit flotasyonuna etkisi kaynak: Kerala ve Çennai plaj kum (Hindistan)
| Reaktif ilaveleri/kg ·t⁻ | Flotasyon pH'ı | Monazit konsantresi | Monazit atıkları | |||||
| Na₂SiO₃ | NaOH | Ağırlık/% | Sınıf/% | Kurtarma/% | Ağırlık/% | Sınıf/% | Kurtarma/% | |
| 1 | 2.2 | 9.2 | 3.2 | 23.9 | 13.3 | 96.8 | 2.54 | 33.7 |
| 3 | 3.0 | 9.4 | 10.4 | 33.3 | 37.5 | 89.6 | 0.95 | 62.5 |
| 5 | 5.5 | 9.6 | 8.3 | 66.2 | 88.4 | 91.7 | 0.28 | 11.6 |
| 7 | 6.5 | 9.7 | 6.6 | 76.2 | 92.3 | 93.4 | 0.24 | 8.3 |
| 9 | 9.0 | 9.8 | 5.6 | 84.4 | 85.7 | 94.4 | 0.24 | 5.6 |
| 11 | 8.5 | 9.8 | 4.8 | 94.3 | 83.6 | 95.2 | 0.40 | 4.8 |
Tablo 7.32 Farklı toplayıcıların monazit flotasyonuna etkisi o Çennai beach kum
| Toplayıcı türü | Katkı/kg ·t- | Monazit konsantresi | Monazit atıkları | ||||
| Ağırlık/% | Sınıf/% | Kurtarma/% | Ağırlık/% | Sınıf/% | Kurtarma/% | ||
| Sodyum laurat | 11.4 | 5.0 | 21.4 | 20.0 | 95.0 | 4.6 | 80.0 |
| Sodyum oleat | 5.5 | 8.3 | 66.2 | 88.4 | 91.7 | 0.28 | 11.6 |
| Neofat 140 | 5.5 | 9.0 | 57.0 | 89.0 | 91.0 | 0.12 | 11.0 |
| Acintol FA1 | 5.0 | 6.1 | 75.5 | 86.4 | 93.9 | 0.23 | 13.6 |
| Acintol FA2 | 5.0 | 5.6 | 81.6 | 89.2 | 94.4 | 0.16 | 10.8 |
| Acintol FAKS | 5.0 | 5.8 | 71.0 | 77.0 | 94.2 | 0.16 | 23.0 |
Na₂O:SiO₂ (1:1) karışımı nispeten yüksek dozlarda (yani 5 kg/t) kullanıldığında, monazit diğer minerallerden seçici olarak yüzdürülerek ayrılabilir.
B Rosetta’da siyah kum monazitin işlenmesi
Rosetta Nil siyah kum monazitinin mineralojisi nispeten karmaşıktır ve çok çeşitli mineraller içerir. Tablo 7.33, maden ocağından çıkarılan cevherin kimyasal analizini göstermektedir.
Siyah kumun boyut dağılımı 80 μm ile 100 μm arasında değişmekteydi. Siyah kum üzerinde yapılan geliştirme çalışmaları, anyonik ve katyonik toplayıcıların incelenmesini de içeriyordu. Amine 22, Armac ve Armac T gibi katyonik toplayıcılar yetersiz sonuçlar verdi. Gang azaltıcı olarak modifiye nişastalar kullanıldığında bile seçicilik yetersizdi.
Laktik asit ile monazit çökeltme ve 3-lauril amin hidroklorür kullanılarak kalan minerallerin yüzdürülmesi yoluyla gerçekleştirilen deneme çalışmaları sonucunda, yaklaşık % geri kazanım oranıyla 75,5% monazit tenörlü bir konsantre elde edildi.
Tablo 7.33 Analizler ...'nin o maden çıkışı siyah kum
| Eleman | Testler/% | Eleman | Testler/% | Eleman | Testler/% |
| Silika (SiO₂) | 13.35 | Zirkon (ZrO₂) | 3.72 | Sodyum (Na₂O) | 0.21 |
| Titanyum(TiO₂) | 25.8 | Manganez (MnO) | 2.82 | Potasyum (K₂O) | 0.02 |
| Kalsiyum (CaO) | 2.71 | Demir(Fe₂O₃) | 39.84 | Fosfor (P₂Os) | 0.10 |
| Magnezyum (MgO) | 1.75 | Alümina (Al₂O₃) | 9.24 | Monazit (REO) | 2.20 |
C Karboksilat grubundan karboksilik toplayıcılar
Bu toplayıcılar, pH 10 değerinde ve katı madde içeriği yaklaşık 15% olacak şekilde seyreltilmiş hamurda incelenmiştir. Monazit geri kazanım oranı %’nin üzerinde olmuştur.
D Oksalat kullanılarak monazit aktivasyonu
Siyah kum üzerinde, sodyum oksalatın monazit aktivasyonu üzerindeki etkisinin incelendiği deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Monazitin esasen seryum ve lantan fosfatı olduğu ve bu nedenle sodyum oksalatın monazit üzerinde aktivasyon etkisi gösterme olasılığının bulunduğu unutulmamalıdır. Aktivatör olarak sodyum oleatın kullanımı, farklı sülfonat toplayıcılarla birlikte incelenmiştir (Tablo 7.34). Sülfonat toplayıcıların kullanımıyla birlikte sodyum oksalatın monazit kalitesi ve geri kazanımı üzerinde olumlu bir etkiye sahip olduğu gösterilmiştir. Oksalat ile yapılan koşullandırma süresi, monazit geri kazanımı üzerinde belirgin bir etkiye sahip olmuştur.
Tablo 7.34 Farklı toplayıcıların monazitin şu yöntemle yüzdürülmesi sodyum oleat çünkü aktivatör
| Koleksiyoncu | Katkılar/g · t⁻¹ | Monazit konsantrasyonu/% | Monazit geri kazanımı/% |
| Sülfonat 231 | 900 | 91.0 | 90.9 |
| Aeropromoter 710 | 4000 | 92.1 | 98.5 |
| R260 | 600 | 85.1 | 96.5 |
| R376 | 650 | 90.5 | 85.0 |
| R276R | 700 | 85.5 | 90.5 |
| R376 | 900 | 90.2 | 93.3 |
Şekil 7.29, oksalik asit ile yapılan koşullandırma süresinin monazit geri kazanımı üzerindeki etkisini göstermektedir. Şekildeki veriler, farklı monazit toplayıcıları kullanıldığında monazitin maksimum geri kazanımını sağlamak için 2-4 dakikalık bir koşullandırma süresinin yeterli olduğunu göstermektedir.
E Brezilya menşeli monazit cevherinin yüzdürülmesi
Brezilya’daki monazit cevheri, Sao Goncalodo Sapucai bölgesindeki nehirler boyunca plaj kumu olarak bulunur. Daha önce de belirtildiği gibi, monazit, zirkon ve rutilin flotasyon özellikleri benzerdir ve bu minerallerin ayrılması zordur. Bu araştırma çalışmasının amacı, monaziti eşlik eden minerallerden (zirkon) ve rutilden seçici olarak ayıracak bir reaktif şeması bulmaktı. Sao Goncalo cevheri, yaklaşık 2,9% toplam ROE, 36,6% TiO₂, 7,68% ZrO₂, 15,6% SiO₂ ve 24,6% TFe içeriğine sahipti.
Deneyler, toplayıcı olarak hidroksamat ve sodyum oleat kullanılarak gerçekleştirildi. Kullanılan tek baskılayıcı madde sodyum metasilikattı. Farklı toplayıcılarla elde edilen sonuçların karşılaştırması Tablo 7.35’te gösterilmiştir. Hidroksamat, sodyum oksalat kullanılarak elde edilen sonuçlara kıyasla daha seçiciydi. Bununla birlikte, sodyum oksalat daha iyi geri kazanım oranları sağladı.
Tablo 7.35 Farklı toplayıcıların monazit flotasyonuna etkisi Brezilya'yı kullanarak plaj kum
| Reaktifler | Ürün | Ağırlık/% | Testler/% | Dağıtım/% |
| RE₂O₃ | RE₂O₃ | |||
| Hidroksamat = 140 g/t Na₂SiO₃ = 1200 g/t | Besleme | 100.00 | 3.15 | 100.0 |
| Daha kaba beton | 4.90 | 57.69 | 89.77 | |
| Daha pürüzlü kuyruk | 95.10 | 0.34 | 10.23 | |
| Sodyum oleat = 525 g/t Na₂SiO₃ = 1398 g/t | Besleme | 100.00 | 2.92 | 100.0 |
| Daha kaba beton | 5.66 | 49.07 | 94.98 | |
| Daha pürüzlü kuyruk | 94.34 | 0.16 | 5.02 |
F Karmaşık cevherlerden monazit flotasyonu
Bazıları Güney Afrika ve Batı Avustralya’da bulunan, karmaşık monazit cevherlerinden oluşan birkaç büyük yatak bulunmaktadır. Batı Avustralya’daki Mount Weld cevheri üzerinde kapsamlı araştırma ve geliştirme çalışmaları yürütülmüştür.
Mount Weld cevheri oldukça karmaşıktır ve -25 μm'lik ince parçacıklar içinde yaklaşık 50% monazit bulunmaktadır. Hematit, Fe-hidroksitler, fosfatlar ve alümosilikatlar, bu cevherde bulunan başlıca gang mineralleridir. Cevherin baş analiz sonuçları Tablo 7.36'da gösterilmiştir.
Tablo 7.36 Baş analizi...'lerin Mount Weld daha fazla
| Eleman | Testler/% | Eleman | Testler/% | Eleman | Testler/% |
| Toplam REO | 15.50 | İtriyum (Y₂O₃) | 0.30 | Kalsiyum (CaO) | 10.8 |
| Seriyum (Ce₂O₃) | 9.54 | Demir(Fe₂O₃) | 60.5 | Fosfor (P₂Os) | 2.66 |
| Lantan (La₂O₃) | 4.21 | Alümina (Al₂O₃) | 15.5 | ||
| Samaryum (Sm₂O₃) | 0.39 | Magnezyum oksit (MgO) | 4.60 |
G Araştırma çalışmaları – Cevher hazırlığı
Cevher hazırlama sürecindeki en önemli görev, REO minerallerinin çamur fraksiyonuna en az kayıpla birincil çamurun mümkün olduğunca büyük bir kısmını ayırmaktır. Çamur fraksiyonundaki REO kayıpları, çamur giderme boyutuna bağlıdır. Çamur giderme işlemi yaklaşık 4 μm'lik bir K₈0 değerinde yapıldığında, çamur fraksiyonuna en az REO kaybı meydana gelir. Şekil 7.30, çamur giderme boyutunun boyut fraksiyonundaki REO kaybı üzerindeki etkisini göstermektedir. Arındırma aşamasında DQ4 kullanımı, çamur fraksiyonuna giden monazit kaybı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Tablo 7.37, DQ serisinden dispersanlar kullanılarak, farklı dispersanların slime fraksiyonundaki monazit kaybı üzerindeki etkisini göstermektedir. Bu dispersanlar, yüzey aktif madde ile modifiye edilmiş düşük moleküler ağırlıklı akrilik asitlerin bir karışımıdır. Slime fraksiyonundaki en düşük monazit kayıpları, DQ4 dispersanı kullanılarak elde edilmiştir. Dispersanların kullanıldığı slime fraksiyonunun mineralojik incelemesi, slime'ın yaklaşık 'inin Fe-hidroksitlerden ve 2-3 μm boyutundaki ultra ince kilden oluştuğunu ortaya koymuştur.
Tablo 7.37 DQ serisinden farklı dispersanların etkisidizi üzerinde monazit kayıp içinde o sümük kesir
| Çamur giderme boyutu/μm | Dağıtıcı | Slime fraksiyonu | |||
| Tür | Katkılar/g · t⁻¹ | Ağırlık/% | Monazit analizi/% | Monazit geri kazanımı/% | |
| 4.0 | Yok | — | 25.0 | 17.8 | 28.7 |
| 4.2 | DQ2 | 800 | 23.3 | 15.6 | 23.4 |
| 4.1 | DQ3 | 800 | 23.1 | 13.3 | 19.8 |
| 4.0 | DQ4 | 800 | 21.5 | 9.4 | 13.0 |
| 4.3 | DQ6 | 800 | 22.2 | 12.0 | 17.1 |
| 4.0 | D08 | 800 | 23.4 | 11.8 | 17.8 |
H Flotasyon çalışmaları
Öğütülmüş ve çamurdan arındırılmış cevher üzerinde flotasyon çalışmaları gerçekleştirildi. Optimum öğütme inceliği yaklaşık K₈0 = 65 μm olarak belirlendi. Çeşitli toplayıcılar ve depresan sistemleri incelendi. Mount Weld cevherinde en iyi performansı modifiye yağ asidi toplayıcılar sergilemiştir. Koşullandırma aşamasında Na₂S·9H₂O kullanımı, monazit tenörü ve geri kazanım oranı üzerinde önemli bir etkiye sahip olmuştur. Şekil 7.31, farklı Na₂S ilave seviyelerinde monazit tenörü ile geri kazanım oranı arasındaki ilişkiyi göstermektedir.
Mount Weld cevherinin zenginleştirilmesi için geliştirilen nihai akış şeması ve reaktif şeması, flotasyon için Şekil 7.32’de, öğütme ve çamur giderme işlemleri için ise Şekil 7.33’te gösterilmiştir. Çamur giderme işlemi, çamur giderme besleme siklonuna 15% hamur yoğunluğunda üç aşamada gerçekleştirildi. Flotasyon sırasında hamur, yaklaşık 60% katı madde yoğunluğunda reaktiflerle işlendi. CB110 toplayıcı, hidrokarbon yağı ile modifiye edilmiş ve ardından oksitlenmiş yağ asitlerinin bir karışımından oluşmaktadır. Sürekli çalışmada elde edilen nihai sonuçlar Tablo 7.38’de sunulmuştur.
Şekil 7.33 Son öğütme ve çamur giderme akış şeması (Srdjan M. Bulatovic, 2010)
Tablo 7.38 Genel metalurjik sonuçlar obtelde edildi üzerinde o Dağ Kaynak daha fazla
| Ürün | Ağırlık/% | Monazit analizi/% | Monazit geri kazanımı/% |
| Temizlik konsantresi | 20.89 | 58.5 | 77.5 |
| Birleşik kuyruk | 54.51 | 2.55 | 8.8 |
| Slime'lar | 24.6 | 8.8 | 13.7 |
| Besleme | 100.00 | 15.8 | 100.0 |
English English 
Spanish
Russian
Arabic
Swahili
French
Turkish
Portuguese
Korean
Japanese
German
Italian
