Investigation of the enrichment of rare earth ore in Eskişehir-Beylikova region by flotation

Nadir toprak mineralleri ileri teknoloji ürünlerinde ve savunma sanayinde büyük öneme sahiptir. Türkiye'nin en önemli yataklarından biri olan Eskişehir - Beylikova bölgesindeki nadir toprak minerali yatakları, çok çeşitli minerallerden oluştuğu için "Kompleks Cevher" olarak bilinmektedir. Cevherde kompleks bir cevherleşme içerisinde bastnaesit, florit, barit ve kalsit minerallerinin bulunduğu bildirilmektedir. Lantan (La), seryum (Ce) ve neodim (Nd) yatakta bulunan başlıca nadir toprak elementleridir. Beylikova kompleks NTE cevherinden hem toryum hem de nadir toprak oksitlerin ayrıştırılması ve zenginleştirilmesi için önceki yıllarda birçok teknolojik çalışma yapılmıştır. Ancak bugüne kadar yapılan Ar-Ge çalışmaları, bastnaesit, florit ve barit gibi cevher bileşenlerinin ekonomik olarak zenginleştirilmesine yönelik kapsamlı bir süreç için ikna edici veriler sunamamıştır. Bu tezin amacı, Eskişehir-Beylikova cevherinin flotasyon davranışını, öncelikle değerli gang mineralleri olan florit ve barit ile nadir toprak oksitlerine odaklanarak incelemektir. Florit ve baritin bu cevherden ayrı satılabilir ürünler olarak çıkarılması ve ayrılması, sahanın ekonomik olarak işletilmesi için kilit öneme sahiptir. Bu amaçla, cevher içindeki florit ve baritin zeta potansiyel ölçümleri pH'ın bir fonksiyonu olarak, yağ asitleri ve hidroksamat gibi farklı toplayıcı konsantrasyonları altında ve farklı bastırıcılar altında gerçekleştirilmiştir. Ardından, ilgili içeriklerin flotasyon davranışları farklı toplayıcı dozajları ve farklı pH değerleri altında incelenmiştir. Bu amaçla, deneysel çalışmalara Beylikova yatağının mineralojisini belirlemek için minerallerin karakterizasyonu ile başlanmıştır. Ardından, saf barit ve florit mineralleri elde edilmiştir. Tüm mineral numuneleri, elektroforez tekniği ile tüm alıntılanan varyantlar altında potansiyel zeta ölçümüne tabi tutulmuştur. Bu ölçümlerde, çözeltinin ilgili mineral yüzeyi üzerindeki etkileri farklı koşullar altında değerlendirilmiştir. Ayrıca, gelecekteki araştırmalar için bir veri tabanı olarak faydalı olabilecek IEP değerleri de sunulmuştur. Ardından, zeta potansiyel ölçüm testleri temelinde elde edilen bilgilerle, doğrulama için farklı koşullar altında bir dizi flotasyon testi gerçekleştirilmiştir. Flotasyon testleri sırasında farklı toplayıcı tipleri, bastiricilar, toplayıcı karışımları ve canlandırıcı kullanılmış ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Kullanılan cihazlarla (optik ve lazer) saf barit için elde edilen zeta potansiyeli sonuçları, IEP varyasyonu ZN=5.25 ve ZS=5.27 olacak kadar yakın sonuçlar göstermiştir. Toplayıcı eklenmesi, özellikle pozitif elektrik yükleri ve dolayısıyla zeta potansiyeli üzerinde etkili olmuştur. Buna karşılık, floritin ZN ve ZS ile zeta potansiyeli benzer bir eğilim göstermiş ve IEP değişimi sırasıyla ZN=8.8 ve ZS=8.1 olmuştur. Zeta potansiyelinin bir toplayıcının eklenmesiyle önemli ölçüde azaldığı görülmektedir. Sırayla gerçekleştirilen flotasyon işlemi barit kava flotasyonu ile başlanmış ve fluorit kava flotasyonu ile devam edilmiştir. Barit flotasyonunda en iyi sonuçlara %77.51 BaSO4 tenörü ve %95.93 verimi ile A825 (300 g/t) ve A845 (100 g/t) toplayıcılarının karışımı ile ulaşılmıştır. Barit kaba flotasyonunun atığı florit kaba flotasyonuna aktarılmıştır. Burada, kullanılan iki farklı toplayıcı (A704 ve A726) altında elde edilen en iyi sonuçlar A726 ile %35.68 verim ve %79.80 tenör şeklinde elde edilmiştir.