Enhancing coarse particle flotation through microbubble assistance: a comprehensive study of collectors, frothers, and kinetics
Mikrokabarcık desteği ile iri tane flotasyonunun geliştirilmesi: toplayıcılar, köpürtücüler ve kinetik üzerine kapsamlı bir çalışma
- Tez No: 914757
- Danışmanlar: PROF. DR. NEVZAT ASLAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 131
Özet
Bu tez, iri kuvars taneciklerinin (D50 = 495 μm) flotasyonunu ve mikrokabarcık yardımının flotasyon performansı üzerindeki etkilerini incelemektedir. Çalışma, anyonik (sodyum oleat) ve katyonik (dodesilamin) toplayıcıları karşılaştırmakta, çeşitli köpürtücüleri araştırmakta ve iri tane flotasyonu mekanizmalarını incelemektedir. Deneyler, özel tasarlanmış bir mikrokabarcık üretim sistemi ile donatılmış Denver D12 flotasyon hücresi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Tarama ve optimizasyon çalışmaları için iki seviyeli faktöriyel ve Box-Behnken tasarımları kullanılmıştır. Karakterizasyon için tane boyutu analizi, zeta potansiyel ölçümleri, FTIR spektroskopisi ve SEM-EDX gibi analitik teknikler kullanılmıştır. Sonuçlar, iri kuvars taneciklerinin etkili flotasyonunu göstermekte olup, dodesilaminin sodyum oleata göre daha iyi performans sergilediğini ortaya koymaktadır. Dodesilamin kullanılarak mikrokabarcıksız %96,3 ve mikrokabarcıklı %99,7 maksimum verimler elde edilirken, sodyum oleat için bu değerler sırasıyla %82,5 ve %92,4 olarak gerçekleşmiştir. Mikrokabarcık yardımı, her iki toplayıcı için de flotasyon performansını önemli ölçüde artırmıştır. Tane boyutu, toplayıcı tipi ve hidrodinamik koşulların kritik faktörler olduğu belirlenmiştir. Dodesilaminin üstün performansı, pH 8,5'te daha güçlü yüzey etkileşimlerine ve gelişmiş köpük stabilitesine atfedilmektedir. Kinetik çalışmalar, mikrokabarcıkların özellikle daha iri fraksiyonlar için flotasyon hızlarını ve verimlerini artırdığını ortaya koymuştur. Köpürtücü tipi ve konsantrasyonu flotasyon kinetiğini etkilemiş, alifatik alkoller üstün performans göstermiştir. Köpürtücüler ve mikrokabarcıklar arasında sinerjistik etkiler gözlemlenmiştir. Bu araştırma, iri tane flotasyon mekanizmalarının anlaşılmasına katkıda bulunmakta ve mikrokabarcık teknolojisinin köpüklü flotasyonda tane boyutu sınırlarını genişletme potansiyelini göstermektedir. Bulgular, mineral geri kazanım verimliliğinin iyileştirilmesi, öğütme enerji tüketiminin azaltılması ve cevher hazırlama süreçlerinin sürdürülebilirliğinin artırılması açısından önemli çıkarımlar sunmaktadır. Tez, çalışmanın sınırlamalarını tartışarak ve ölçek büyütme çalışmaları ile karmaşık cevher sistemlerinin incelenmesi dahil olmak üzere gelecekteki araştırma yönlerini önererek sonuçlanmaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates the flotation of coarse quartz particles (D50 = 495 μm) and the effects of microbubble assistance on flotation performance. The study compares anionic (sodium oleate) and cationic (dodecylamine) collectors, explores various frothers, and examines coarse particle flotation mechanisms. Experiments were conducted using a Denver D12 flotation cell with a custom microbubble generation system. Two-level factorial and Box-Behnken designs were employed for screening and optimization studies. Analytical techniques including particle size analysis, zeta potential measurements, FTIR spectroscopy, and SEM-EDX were used for characterization. Results show effective flotation of coarse quartz particles, with dodecylamine outperforming sodium oleate. Maximum recoveries of 96.3% (without microbubbles) and 99.7% (with microbubbles) were achieved using dodecylamine, compared to 82.5% and 92.4% for sodium oleate. Microbubble assistance significantly enhanced flotation performance for both collectors. Particle size, collector type, and hydrodynamic conditions were found to be crucial factors. Dodecylamine's superior performance is attributed to stronger surface interactions at pH 8.5 and improved froth stability. Kinetic studies revealed that microbubbles increase flotation rates and recoveries, especially for coarser fractions. Frother type and concentration influenced flotation kinetics, with aliphatic alcohols showing superior performance. Synergistic effects between frothers and microbubbles were observed. This research contributes to understanding coarse particle flotation mechanisms and demonstrates the potential of microbubble technology to extend particle size limits in froth flotation. The findings have implications for improving mineral recovery efficiency, reducing grinding energy consumption, and enhancing mineral processing sustainability. The thesis concludes by discussing study limitations and proposing future research directions, including scale-up studies and investigations of complex ore systems.
Benzer Tezler
- Influence of foaming water content and mixing temperature on foam asphalt mixtures
Köpük asfalt karışımlarında su içeriğinin ve karıştırma sıcaklığının önemi
SOLOMON TOMBE MARX LADU
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ TOPAL
- Nanokristal teknolojisi ile ağızda dağılan tabletlerin geliştirilmesi ve değerlendirilmesi
Development and evaluation of orally dispersible tablets using nanocrystal technology
EMİNE TAŞHAN
Doktora
Türkçe
2017
Eczacılık ve FarmakolojiGazi ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA NEVİN ÇELEBİ
- Mekanik alaşımlama süreçleri ile Al-20Si esaslı toz ve sinter kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyon çalışmaları
Studies of development and characterization of Al-20Si based powder and sintered composites by mechanical alloying processes
HASAN GÖKÇE
Doktora
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
- Effect of vanadium and niobium additions on microstructure, mechanical, tribological and corrosion properties of aisi 603 steel produced by powder metallurgy method
Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen aisi 603 çeliğine vanadyum ve niyobyum katkisinin mikroyapi, mekanik, tribolojik ve korozyon özelliklerine etkisi
MOHAMED ERHAIMA EMAHMED ERHAIMA
Doktora
İngilizce
2025
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HARUN ÇUĞ
- İnşaat yıkıntı atıkları ve endüstriyel atıkların kısa dönemli filtrasyon özelliklerinin deneysel olarak belirlenmesi
Experimental investigation on short-term filtration behaviour of construction demolition wastes and industrial by-products
BURAK BULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA HATİPOĞLU