Influence of mineralogical characteristics on rheological behavior of tailings slurries
Mineralojik özelliklerin atık çamurlarının reolojik davranımına etkisi
- Tez No: 756375
- Danışmanlar: PROF. DR. NACİ EMRE ALTUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Yüksek tenörlü cevherlerin giderek tükenmesi nedeniyle, madencilik operasyonları, değerli madenlerin işletilebilmesi için cevherleri daha ince boyutlara öğütmek zorunda kalmaktadır. Giderek artan ince tanecik miktarı ve bazı durumlarda mevcut yüksek kil minerali içeriği ile atık çamurları içeren operasyonlarda yüksek viskozite ve akma direnci gibi karmaşık reolojik davranımlar gözlemlenmiş ve bu da cevher hazırlama operasyonlarının performansının düşmesine neden olmuştur ve olmaktadır. Bu çalışmada atık çamurlarının akış davranımlarının cevherin mineralojik karakteristiklerine ve özellikle kil mineralleri içeriğine göre değişimleri incelenmiş ve cevher hazırlama tesis atıklarının yer altı yöntemleriyle işletilen madenlerde geri dolgu malzemesi olarak kullanımı irdelenmiştir. Ayrıca, bu çalışma kil minerallerinin atık çamurlarının akış davranışlarına olan etkilerinin belirlenmesine ve süspansiyon içeren proses aşamalarındaki davranımının anlaşılmasına yardımcı olmasını amaçlamaktadır. Saf kil mineralleri ve aynı cevherin farklı damarlarından alınan iki atık çamuru örneği reolojik bir sınıflandırma ortaya koymak için mineralojik özellikleri ve yüzey yükü özellikleri açısından karşılaştırılmalı olarak incelenmiştir. Atık çamuru örneklerden birisi diğerine göre daha yüksek miktarda kil mineralleri içermektedir. Her iki örnek reolojik tetkik ve testlere tabi tutularak çamur örneklerinin farklı pülp koşullarında viskozite ve akma direnci değerleri belirlenmiş ve reolojik bulgular“Bingham Plastic”ve“Casson”modelleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Öncelikle, cevher zonundan bağımsız olarak, atık çamurlarının tiksotropik davranıma sahip olduğu gözlemlenmiştir. Diğer önemli bulgu, yine cevher zonundan bağımsız olarak, çamur katı içeriğinin viskoziteye yani akışkanlığa belirgin şekilde etki ettiğidir. Çamurun katı içeriği reolojik davranım bakımından kritik öneme sahip olup, katı içeriğindeki sınırlı artışlar akışkanlığı önemli ölçüde azaltmaktadır. Bu bulgulara ek olarak, cevher süspansiyonlarının reolojik davranımın üzerinde mineralojik özelliklerin önemli bir etkiye sahip olduğu ortaya konmuştur. Bu bağlamda gözlemsel olarak kil mineralleri içeren ve ''killi'' olarak tabir edilen cevher zonuna ait atık çamur örneği, benzer miktarda katı içeriğine rağmen, normal cevher zonuna göre daha düşük akışkanlık göstermektedir. Yüksek yüzey yüklerinin daha dağınık duruma neden olurken, nispeten daha düşük yüzey yüklerine sahip taneciklerin süspansiyonlarda tanecikler arası etkileşime ve aglomerasyona ve dolayısıyla düşük akışkanlık ve yüksek akma direncine neden olduğu anlaşılmıştır. Tüm bulgular kil içeren atık çamurlarının nakliyesinin çok daha zorlayıcı bir işlem olacağına işaret etmektedir. Dolayısıyla atık çamurunun katı içeriğinin ayarlanması/optimize edilmesi, özellikle kil içerikli çamurlar için daha kritik hale gelmektedir. Yani, atık çamurunun geri dolgu malzemesi olarak kullanıldığı tesislerde cevher mineralojisi, proses şartları, vb. meydana gelebilecek değişimler, çamurun nakliyesini ciddi şekilde etkileyebilecek koşullar olarak ortaya çıkmaktadır. Atık çamurunun sorunsuz şekilde nakliye edilebilmesi, çamur pompalarının ve nakliye hatlarının öngörülen tesis şartlarında çalışabilmeleri bakımından, atık çamurlarının testlerle belirlenen reolojik davranımlarının kontrolü ve korunması büyük önem taşımaktadır.
Özet (Çeviri)
The gradual depletion of high-grade ores force mining operations to process ores to finer particles to extract valuable minerals. With the increased amount of fine particles and, in some cases, high clay mineral content presence, complex rheological behaviors in phases including suspensions, such as high viscosity and high yield stress have been observed, causing a decrease in the performance of certain mineral processing operations. Through the study, rheological characteristics of ore tailings slurries with respect to the mineralogy and with special emphasis on the presence of clay minerals were investigated for backfill purposes of tailings from mineral processing plants. Also, this study aims to identify the influence of clay presence, on the flow behavior of ore tailings slurries, as a key information for slurry involving phases in downstream processes. Pure mineral suspensions and tailings samples were investigated in terms of surface charge properties to establish a rheological classification. In addition to surface charge property experiments, the rheological properties of the tailings samples with greater and less extent of clay minerals were examined to enable the real simulations of rheological properties of clay minerals in complex multi-component ore systems where different clay particles are locked in valuable mineral particles. The tailings samples were examined to identify their viscosity and yield stress values at different pulp conditions. The rheological data produced were evaluated using“Bingham Plastic”and“Casson”models. The significant findings were obtained thanks to rheological measurements. First of all, regardless of the vein of the tailings samples, the samples showed thixotropic behavior. Secondly, it was obtained that solid content plays an important role in viscosity regardless of which veins the tailings samples were sourced. The small amount of increase in the solid content caused a significant decrease in the flow by increasing viscosity. In addition to these findings, it was revealed that the mineralogical characteristics have a significant effect on the rheological behavior of tailings slurries. In this context, the ore tailings sample from the clayey vein of the deposit showed higher viscosity than that of the normal vein of the same deposit despite similar solid content. The higher values of surface charges caused the more dispersed state whereas the particles with relatively lower values of surface charges were prone to interparticle interactions and agglomeration in suspensions. As a result, this would result in suspensions of higher viscosity and yield stress than in the dispersed state. To conclude, the transportation of“clayey”tailings was observed to be more challenging. Therefore, it becomes more critical to optimize rheological behavior of ore tailings slurries by arranging solid content especially for“clayey”tailings. In other words, the mineralogical characteristics of tailings slurries, and the processing conditions are critical for the transportation of the tailings from the minerals processing plant for backfill purposes. Therefore, the real simulation and the optimization of the rheological behavior of ore tailings slurries are of great importance so that the problems encountered during the transportation of tailings can be eliminated, and the desired processing plant conditions with high command can be provided.
Benzer Tezler
- Balıkesir-Düvertepe kaolenlerinin kağıt endüstrisinde kullanım olanaklarının araştırılması
The Posible usages of Balıkesir-Duvertepe kaolins are researched in paper industry
ÜLKER ACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ŞİNASİ ESKİKAYA
- Farklı yüzey özelliklerine sahip magmatik kökenli doğal taşların yaşlandırma koşullarına bağlı olarak güneş ışığı yansıma indeks (SRI) değerlerinin değişiminin incelenmesi
Examination of the variation of solar reflectance index (SRI) values of natural stones of magmatic origin with different surface characteristics under aging conditions
MURAT SERT
Doktora
Türkçe
2023
Maden Mühendisliği ve MadencilikSüleyman Demirel ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAŞİT ALTINDAĞ
- Agrega türünün normal ve yüksek dayanımlı betonların mekanik davranışına etkisi
The Influence of aggregate type on the mechanical properties of normal and high strength concrete
ÖZKAN ŞENGÜL
- Investigation of vibrations created during TBM excavation and rock cutting
TBM kazısı ve kaya kesme deneyleri sırasında oluşan titreşimlerin incelenmesi
UĞUR ATEŞ
Doktora
İngilizce
2024
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANİFİ ÇOPUR
- Düşük dayanımlı kayalarda yüzey pürüzsüzlüğünün ıslak kararlılık indisine etkisi
The influence of surface roughness on slake durability index for low-strength rocks
ERSİN KOLAY
Doktora
Türkçe
2004
Jeoloji MühendisliğiAnkara ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. KAMİL KAYABALI