Feldspat Minerallerinin Zenginleştirilmesinde Kullanılan Alternatif Yöntemler

26 Şubat 2021

Feldspat sodyum, potasyum, kalsiyum ve bazen de baryum, sezyum ve bu minerallerin izomorf kompozisyonundan meydana gelen alüminyum silikat grubu bir mineraldir (Heyes vd., 2013; Zhang ve vd., 2018). Dünyada en çok bulunan minerallerden biri olup, yer kabuğunun yaklaşık %60’ını oluşturmaktadır (Vidyadhar vd., 2002). Amerika Birleşik Devletleri Jeoloji Araştırmaları Kurumu’nun raporuna göre Türkiye 2019 yılında 7.500 milyon ton feldspat üretim ile dünyada birinci sırada yer almaktadır.

Feldspat mineralleri içerdiği K, Na ve Ca oranlarına göre isimlendirilirler. Na-feldspatlar albit (NaAlSi3O8 ), K-feldspatlar ortoklaz/mikroklin ve Ca-feldspatlar anortit olarak bilinmektedir (Kangal ve ark., 2017). Alkali ve alümina içeriklerinden dolayı çeşitli endüstriyel uygulamalarda önemli bir yere sahiptirler. Alkali feldspatlar (potasyum feldspatlar) boya, cam ve seramik sanayisi endüstrilerinde geniş ölçüde kullanılmaktadır.

Cam sanayinde kullanılan potasyum ve sodyum feldspatların kalite şartları gereği içerdiği Fe2O3 değeri sırasıyla %0,2 ve %0,3‘ten küçük olması gerekmektedir. Diğer bir yandan seramik sanayinde potasyum feldspatların ise içerdikleri Fe2O3 miktarının %0,5’ten küçük olması beklenmektedir.

Feldspat çoğunlukla pegmatit ve feldspatik kum yataklarında mika, kuvars ve spodümen gibi silika grubu minerallerle birlikte bulunmaktadır. Flotasyon metodu yağ asitleri ile feldspatlara eşlik eden silika grubu minerallerin ayrılmasında en çok kullanılan yöntemlerden biridir (Xu vd., 2017).

Feldspat mineralleri birçok pH değerinde negatif yüke sahiptir. Sıfır yük noktası yaklaşık olarak pH 1.5 olduğu gözlemlenmiştir. Bunun nedeni kristal yapıda yer alan Si-O ve Al-O bağlarının öğünme sırasında kırılmasıdır. Yüzeyde bulunun Na+, K+ ve Ca+ gibi iyonların solüsyona geçmesi ile yüzey negatif yüklenir (Fuerstenau ve Raghavan 1977; Gülgönül vd., 2007). 

Feldspat minerallerinin birlikte bulunduğu gang minerallerinden ayırma için manyetik duyarlılık ve özgül ağırlık farklarına dayanan zenginleştirme yöntemleri ile minerallerin fiziko kimyasal özelliklerinden yararlanan flotasyon ve kimyasal bir yöntem olan liç teknikleri kullanılmaktadır. Bu yöntemlerden bir veya birkaçı birlikte kombine edilerek yüksek safsızlıkta feldspat elde edilebilmektedir. Feldspatı birlikte bulunduğu silikat gurubu mineraller ve metal oksitlerden ayırmak için kademeli flotasyon yöntemi kabul görmekte ve yaygın olarak uygulanmaktadır. Flotasyon işlemi öncesi şlam boyutlu malzeme uzaklaştırılarak bu boyutdaki demir ve kil minerallerinin sebep olduğu olumsuz etkilerin flotasyon verimini düşürmesi engellenir. Şekil 1’de feldspat flotasyonunda uygulanan klasik flotasyon akım şeması verilmektedir.

Şekil 1: Feldspat flotasyonu akım şeması (Demir, 2010)

 

Feldspat flotasyonu öncesi ayrılan şlam boyutlu malzeme (≤ 38 µm) içerdiği demir ve kil minerallerinin yanı sıra önemli miktarda feldspat da ihtiva etmektedir. Dolayısı ile oluşan bu kaybın önlenmesi için ince boyutlu minerallerin zenginleştirilmesine yönelik farklı flotasyon teknikleri laboratuvar çaplı başarı ile yürütülmektedir (Karagüzel 2010). Endüstriyel uygulaması ise Türkiye de henüz yaygın olarak yapılmamaktadır.

Referanslar
• Demir, C. (2010). Selective Separation of Na- And K-Feldspar from Weathered Granites by Flotation in HF Medium. Ceramics-Silikaty, 54(1), 60-64.
• Fuerstenau, D.V., Raghavan, S., 1977. Proc. XII International Mineral Processing Congress. Nacional Publicacoes e publicidade S/C Ltda. 2, 3–8 Septemper, pp. 368–415. Sao Paula—Brazil.
• Gülgönül, I., Karagüzel, C., & Çelik, M. S., (2008). Surface vs. bulk analyses of various feldspars and their significance to flotation. International journal of mineral processing, 86(1-4), 68-74.
• Heyes, G. W., Allan, G. C., Bruckard, W. J., & Sparrow, G. J., (2012). Review of flotation of feldspar. Mineral Processing and Extractive Metallurgy, 121(2), 72-78.
• Kangal, M. O., Bulut, G., Yeşilyurt, Z., Güven, O., & Burat, F., (2017). An alternative source for ceramics and glass raw materials: Augen-Gneiss. Minerals, 7(5), 70.
• Karagüzel, C. (2010). Selective separation of fine albite from feldspathic slime containing colored minerals (Fe-Min) by batch scale dissolved air flotation (DAF). Minerals Engineering, 23(1), 17-24.
• Vidyadhar, A., Rao, K. H., & Forssberg, K. S. E., (2002). Separation of feldspar from quartz: Mechanism of mixed cationic/anionic collector adsorption on minerals and flotation selectivity. Mining, Metallurgy & Exploration, 19(3), 128-136.
• Xu, L., Tian, J., Wu, H., Deng, W., Yang, Y., Sun, W., & Hu, Y., (2017). New insights into the oleate flotation response of feldspar particles of different sizes: anisotropic adsorption model. Journal of colloid and interface science, 505, 500-508.
• Zhang, Y., Hu, Y., Sun, N., Liu, R., Wang, Z., Wang, L., & Sun, W., (2018). Systematic review of feldspar beneficiation and its comprehensive application. Minerals Engineering, 128, 141-152.

 

Berivan Tunç

Berivan Tunç

İstanbul Teknik Üniversitesi
Maden Fakültesi
Cevher Hazırlama Mühendisliği Bölümü

 

 

 

Prof. Dr. Gülay Bulut

Prof. Dr. Gülay Bulut

İstanbul Teknik Üniversitesi
Maden Fakültesi
Cevher Hazırlama Mühendisliği Bölümü