Pamukkale Univ Muh Bilim Derg, 22(3), 220-225, 2016 Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences 220 Manyetitli sahil kumlarının zenginleştirilmesi Beneficiation of beach magnetite sand Münevver TEL 1 , Eyüp SABAH 1* 1 Maden Mühendisliği Bölümü, Mühendislik Fakültesi, Afyon Kocatepe Üniversitesi, Afyonkarahisar, Türkiye. m_e_1989@hotmail.com, esabah@aku.edu.tr Geliş Tarihi/Received: 22.02.2015, Kabul Tarihi/Accepted: 29.04.2015 * Yazışılan yazar/Corresponding author doi: 10.5505/pajes.2015.67699 Araştırma Makalesi/Research Article Öz Abstract Bu çalışmada, manyetitli sahil kumundan, yüksek alan şiddetli kuru manyetik ayırıcıda optimum şartlarda demir kazanımı amaçlanmıştır. Kuru manyetik ayırıcıda gerçekleştirilen zenginleştirme testlerinde besleme tane boyutu, besleme hızı, rulo dönüş hızı, manyetik alan şiddeti ve bölücü bıçak açısının, zenginleştirme verimi ve konsantrenin Fe tenörü üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Optimum kuru manyetik zenginleştirme şartlarında, -0.212+0.106 mm fraksiyonunda yer alan ve tenörü %48.41 Fe olan sahil kumu numunesinin, 750 Gauss’luk bir manyetik alandan geçirilmesi ile %54.41 Fe tenörlü konsantre %63.46 Fe kazanma verimi ile elde edilmiştir. In this study, beneficiation of beach magnetite sand was investigated by applying high intensity dry magnetic separator. The effect of feed particle size, feed rate, roll rotation speed, induced magnetic field intensity, and separator knife angle on Fe grade and recovery of the magnetite concentrate were investigated. As a result of dry magnetic separation at about 750 Gauss magnetic field conducted with -0.212+0.106 mm size fraction under optimum conditions, a magnetite concentrate assaying 54.41% Fe was obtained with 63.46% recovery where the beach sand sample contained %48.41 Fe. Anahtar kelimeler: Sahil kumu, Manyetik ayırma, Manyetit Keywords: Beach sand, Magnetic separation, Magnetite 1 Giriş Günümüzde sanayinin temel girdilerinden birisini oluşturan demir cevherleri, demir-çelik endüstrisinin en önemli hammaddesi olup ülkelerin ekonomik kalkınmasında önemli bir rol üstlenmektedir. Çünkü bir ülkenin demir çelik üretimi ve tüketimi yani kişi başı ham çelik tüketimi, o ülkenin ekonomik gücüyle ve gelişmişliği ile yakından ilişkilidir. O nedenle demir yataklarının potansiyeli, işletilebilme ve değerlendirilebilme olanakları ülkeler için çok önem arz etmektedir. 2000 yılında 848 milyon tonluk toplam dünya ham çelik üretimi içerisinde, 14.3 milyon tonluk üretimi ve %1.7 oranındaki üretim payı ile 17. sırada yer almış olan ve 2013 yılına kadar üretimini istikrarlı bir şekilde arttırmak suretiyle 9 basamak birden yükselerek, 1.55 milyar tonluk dünya ham çelik üretimi içerisinde, 34.7 milyon tonluk üretimi ve %2.2 oranındaki üretim payı ile 8. sıraya yerleşen Türkiye, 2013 yılında 434 kg seviyesindeki kişi başı ham çelik tüketimi ile İngiltere, İspanya, Hollanda, Polonya, Danimarka gibi pek çok AB ülkesi ve AB ortalamasının üzerinde bir seviyede yer almıştır 1. Türkiye, 2011 ve 2012 yıllarında, en büyük 10 çelik üreticisi arasında üretimi en hızlı artan ülke konumunu elde etmesine ve son 10 yıllık dönemde Çin ve Hindistan’ın ardından üretimini en hızlı arttıran üçüncü ülke konumunda olmasına rağmen yıllık demir ihtiyacının yaklaşık 4-4.5 milyon tonluk kısmını yurtiçi kaynaklardan geri kalan 8-8.5 milyon tonu ise yılda 1.16-1.2 milyar dolar (2013 yılı rakamları) döviz ödeyerek ithalatla karşılamaktadır. Nitekim, 2000 yılında 4.14 milyon ton demir cevheri ithal edildiği ve bunun için 115.5 milyon dolar 2 ödendiği dikkate alındığında, son 13 yıl içinde bu rakamların tonajda 2 kat, parasal değer olarak ise 10 kat arttığı görülmektedir. Buna, 2013 yılında 7.5 milyar dolar tutarındaki 19.7 milyon ton hurda demir ithalatı da ilave edildiğinde, Türkiye'nin, dünyanın en büyük hurda ithalatçısı konumuna neden ve nasıl ulaştığı daha rahat anlaşılmaktadır. Tüm bu veriler, ülkemizde sanayinin lokomotifi olan demir- çelik sektörünün toplam ham çelik üretimi içerisinde yalnızca %29 oranında paya sahip olan entegre tesislerin 1 artan demir cevheri ihtiyaçlarının azami ölçüde ülke kaynaklarından karşılanmasının ülke ekonomisi açısından önemine ve hurdaya alternatif girdiler üretilmesine yönelik çalışmalara hız kazandırılmasının gereğine işaret etmektedir. Ancak bunun önündeki en büyük sorun, ülkemizde yüksek tenörlü (%50 Fe ve üzerinde) direkt şarja müsait demir cevheri rezervinin az olmasıdır. Bu durum Türkiye’de 1.2 milyar ton görünür+muhtemel rezerve sahip düşük tenörlü demir cevheri 3 yataklarının değerlendirilmesini zorunlu kılmakta, pek çok ülkede (Kanada, Norveç, İsveç, Sovyet Rusya, Avustralya, Amerika Birleşik Devletleri vs.) olduğu gibi, %25-35 demir ihtiva eden manyetit ve takonitlerin işletilmesi ekonomik olmaktadır 4-6. Demir cevherleri doğada Manyetit (Fe3O4), Hematit (Fe2O3), Limonit (2Fe2O3.2H2O), Götit (Fe2O3. H2O), Siderit (FeCO3) ve Pirit (FeS2) mineralleri şeklinde bulunmaktadır. MTA Genel Müdürlüğü tarafından ağır mineral yönünden etüd edilmiş, ekonomik olabilecek tenör ve rezerve sahip plaser manyetit minerali içeren sahil kumları Türkiye demir madenciliğine yararlı olabilecek bir unsur olarak karşımıza çıkmaktadır. İnce boyutta olan Manyetitli kumlardan, ön hazırlık işlemine gerek duyulmadan bir dizi zenginleştirme ile (gravite, manyetik, elektrostatik vs.) 7-10 titanyum ve demir üretimi mümkün olabilmektedir. Avustralya ve Güney Afrika basta olmak üzere dünyanın pek çok ülkesinde (Norveç, Yeni Zelanda, Japonya) demir üretiminin bir kısmı sahil kumlarından kazanılmaktadır 11. Ülkemizde, Doğu Karadeniz sahilindeki plaj kumları MTA Enstitüsü tarafından, ağır mineral yönünden etüd edilmiş, iki aşamalı gravimetrik ve manyetik ayırma yöntemleri uygulanarak %9-10 Manyetit tenörlü sahil kumundan %57-58 Fe ve %5.5-6.9 Ti02 içeren konsantre elde edilmiştir 12,13. Batı Karadeniz sahilinde Kilyos bölgesinde bulunan manyetit, ilmenit, rutil, zirkon, kuyars, feldspat