Effect of Collector Mixtures on Chromite Flotation

Abstract

Chromite ores are mostly beneficiated using gravity processing methods due to their high specific gravity difference with the coexisting rock and gangue minerals. However, depending on technological developments, demand for chromite, which is the basic component of many industries, is increasing. Thus, this requires the exploitation of ores with a complex structure, which is liberated in fine sizes, that are not economically possible to enrich with conventional methods like gravity, magnetic separation, etc. In this context, the effects of anionic and cationic collector mixtures on chromite flotation efficiency were determined through micro-flotation tests carried out within the scope of this study. According to the data obtained from experimental results, chromite flotation efficiency increases with increasing collector concentration and reaches its highest value in neutral-basic pH conditions. In the tests carried out at different air flow rates, it was observed that chromite minerals with insufficient hydrophobic surface properties were separated from the air bubbles and mixed into pulp with increasing air flow rate. In tests performed with different mineral amounts, at a constant collector concentration, flotation efficiencies decrease with increasing mineral amount, resulting in low flotation recoveries.

Keywords

• Chromite
• Flotation
• Collector Mixture
• Flotation Recovery

Kromit Flotasyonunda Toplayıcı Karışımlarının Etkisi

Öz

Kromit cevherleri birlikte bulunduğu yankayaç ve gang mineralleri ile olan özgül ağırlık farkının yüksek olması sebebiyle çoğunlukla gravite zenginleştirme yöntemleri kullanılarak zenginleştirilmektedir. Ancak gerek teknolojik gelişmeler ve gerekse bu gelişmelere bağlı olarak birçok sanayi dalının temel bileşeni olan kromite olan talebin artması gravite, manyetik ayırma vb. konvansiyonel yöntemler ile zenginleştirilmesi ekonomik anlamda mümkün olmayan ince boyutta serbestleşen karmaşık yapıdaki cevherlerin işletilmesini gerektirmektedir. Bu bağlamda bu çalışma kapsamında gerçekleştirilen mikro-flotasyon testleri ile anyonik ve katyonik toplayıcı karşımlarının kromit flotasyon verimine olan etkileri belirlenmiştir. Deneysel sonuçlardan elde edilen verilere göre kromit flotasyon veriminin artan toplayıcı derişimi ile arttığı ve nötr-bazik pH koşullarında en yüksek değerine çıkmaktadır. Farklı hava akış hızlarında gerçekleştirilen testlerde ise yetersiz susevmez yüzey özelliğine sahip kromit minerallerinin artan hava akış hızı ile hava kabarcıklarından koparak pülpe karıştığı görülmüştür. Farklı mineral miktarlarında gerçekleştirilen testlerde ise sabit toplayıcı derişiminde, artan mineral miktarı ile birlikte flotasyon verimlerinin azalmakta, sonuç olarak düşük flotasyon verimleri ile sonuçlanmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• Kromit
• Flotasyon
• Toplayıcı Karışımı
• Flotasyon Verimi

References

1. [1] Sueker J.K., “Chromium” Environmental Forensics, Contaminant Specific Guide, (1964) 81-95.
2. [2] Glastonbury R.I., Beukes J., Van Zyl P., Sadikit L., Jordaan A., Campbell Q., Stewart H., Dawson N., “Comparison of physical properties of oxidative sintered pellets produced with UG2 or metallurgical-grade South African chromite: A case study”. J. S. Afr. Inst. Min. Metall., 115 (2015) 699–706. Doi: 10.17159/2411-9717/2015/V115N8A6
3. [3] Murthy Y.R., Tripathy S.K., Kumar C.R., “Chrome ore beneficiation challenges and opportunities—A review” Miner. Eng. 24 (2011) 375–380. Doi: 10.1016/j.mineng.2010.12.001
4. [4] Çakmak İ., “Elazığ–Guleman Yöresi Kromit Cevheri Yataklarının Analizi ve Analiz Sonuçlarına Göre Kullanım Alanlarının Araştırılması”, Doğu Anadolu Bölgesi Araştırmaları 4:2 (2006) 20-24.
5. [5] Liu C., Hystad G., Golden J.J., Hummer D.R., Downs R.T., Morrison, S.M., Ralph J.P., Hazen R.M., "Chromium mineral ecology" American Mineralogist, 102:3 (2017) 612-619. Doi: 10.2138/am-2017-5900
6. [6] Köleli N., Aydeniz D., “Chromite”, In book: Environmental Materials and Waste (2016). Doi: 10.1016/B978-0-12-803837-6.00011-1
7. [7] Kleynhans E.L.J., Beukes J.P., Van Zyl P.G., Kestens P.H.I., Langa J.M., “Unique Challenges of Clay Binders in s Pelletised Chromite Pre-Reduction Process”, Minerals Engineering 34 (2012) 55-62. Doi: 10.1016/j.mineng.2012.03.021
8. [8] Aratoğlu M., Bilfer Eskiköy Krom Konsantre Tesisi Atıklarının Flotasyon ile Zenginleştirilmesi. Hacettepe Üniversitesi Maden Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 90s, (2017) Ankara.

9. [9] Özün S., Raimov R., “Kromit Cevherleri ve Zenginleştirilmesi”, Karadeniz 11. Ulusalar Arası Uygulamalı Bilimler Kongresi, 978-605-72197-6-3, 2022, 1-10.
10. [10] Raimov R., “Kromit ve Olivinin Flotasyon Özelliklerinin Belirlenmesi”, Süleyman Demirel Üniversitesi Maden Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 56s (2023) Isparta.
11. [11] Cicek T., Cocen I., “Applicability of Mozley gravity separator (MGS) to fine chromite tailings of Turkish chromite concentrating plants” Minerals Engineering 15 (2002) 91–93. Doi: 10.1016/S0892-6875(01)00195-9
12. [12] Yıldız N., “Zenginleştirme” Cevher Hazırlama ve Zenginleştirme, Editör Necati Yıldız, Ankara, Türkiye: Ertem Basım, 2014, 293-380.
13. [13] Feng D., Aldrich C., “Recovery of chromite fines from wastewater streams by column flotation”, Hydrometallurgy 72:3–4 (2004) 319–325. Doi: 10.1016/S0304-386X(03)00186-5
14. [14] Atak, S., “Beneficiation of chromite by flotation”, Doga 6 (1982) 1–6.
15. [15] Guney A., Onal G., Dogan M.Z., Çelik M.S., “Mechanism of anionic collector adsorption in chromite flotation” In Proceedings of XVIII International Mineral Congress, vol. 4. Sydney, Australia, 1993, 937–940.
16. [16] Sobieraj S., Laskowski L., “Flotation of Chromite”, Trans. Inst. Min. Metall. Section C., 82:805 (1973) 207-213.
17. [17] Ozun S., Hassas B.V., Miller J.D., “Collectorless flotation of oxidized pyrite”, Colloids and Surfaces: A-Physicochemical and Engineering Aspects 561 (2019) 349-356. Doi: 10.1016/j.colsurfa.2018.10.064
18. [18] Somasundaran P., Wang D., “Solution equilibria of surfactants” In book: Solution Chemistry. Minerals and Reagents, Editörler P. Somasundaran ve Dianzuo Wang, Amsterdam, Nederland: Elsevier, 2006, 5-43.
19. [19] Özün S., Ergen G., “Determination of Optimum Parameters for Flotation of Galena: Effect of Chain Length and Chain Structure of Xanthates on Flotation Recovery” ACS Omega 4:1 (2019) 1516–1524. Doi: 10.1021/acsomega.8b02841