Simektit Süspansiyonlarının Bazı Elektrolit ve Polimer Solüsyonları İçerisinde Sedimantasyon ve Elektrokinetik Özellikleri

Kil içeren atıkların susuzlaştırılması tüm maden işleme tesislerinde önemli bir problemdir. Bentonit simektit gurubu bir kil mineralidir ve maden atıklarında yaygın olarak bulunmaktadır. Na bentonit, ara tip bentonit (Na, Ca bentonit) ve Ca bentonit olarak sınıflandırılır. Onların varlığı susuzlandırma işlemlerinde, düşük verime, yüksek flokülant sarfiyatına neden olmaktadır. Bu çalışmanın amacı , ara tip bentonit mineral süspansiyonlarının sedimantasyon ve elektrokinetik özellikleri üzerine koagülasyon ve flokülasyon yöntemlerinde kullanılan inorganik elektrolitler ve polimerlerin etkisinin belirlenmesidir. Çalışmada koagülant olarak Al2 (SO4)3, FeCl3, NaCl, MgCl2 ve CaCl2 ; flokülant olarak anyonik, katyonik ve noniyonik polimerler kullanılmıştır. Performans, süspansiyonun zamana bağlı ara yüzey yüksekliği değişimi ile deneysel çalışmalar sonucu oluşan temiz suyun bulanıklık verileri kullanılarak değerlendirilmiştir. Koagülasyonda, 250 mg/l konsantrasyonda Al2(SO4)3 (% 99 verim-5,3 mm/dakika sedimantasyon hızı); Flokülasyonda 6,25 mg/l konsantrasyonda anyonik flokülant (% 97 verim- 47 mm/dakika sedimantasyon hızı) en iyi sonucu vermiştir. Koagülasyon+Flokülasyon deneylerinde NaCl+Anyonik flokülant daha düşük kimyasal konsantrasyonlarında (12,5 mg/l NaCl+3,75 mg/l anyonik flokülant) yaklaşık aynı oranda sedimantasyon(%97 verim- 39 mm/dakika sedimantasyon hızı) sağlamıştır.

Electrokinetic and Sedimentation Properties of Simectic Suspensions in Some Electrolite and Polymer Solutions

Dewatering of tailings containing clay is an important problem in all mineral processing plants. Bentonite is a smectite group clay and commonly present in the tailings of minerals industry. Bentonites are classified as Na bentonite, mixed type bentonite (Na-Ca bentonite) and Ca bentonite. Their presence can cause very difficult dewatering, high flocculant demand, low settling rates and poor supernatant clarity. In this study, the efficiency of inorganic electrolytes and polymers used in coagulation and flocculation methods onto sedimentation and electokinetic properties of mixed type bentonite mineral suspensions is investigated. Al2(SO)3, FeCl3, NaCl, MgCl2 and CaCl2 were used as the coagulant and anionic, cationic, nonionic polymers were used as the flocculant. The performances of the coagulant in the experimental studies were assessed with the change in the interface height during sedimentation resultant and turbidity values of treated water. Best results were obtained with Al2(SO4)3 (99% efficiency with 5,3 mm/min settling rate) at 250 mg/l concentration and anionic flocculat (97% efficiency with 47 mm/min settling rate)at 6,25 mg/l concentration in coagulation and flocculation, respectively. In combined coagulation and flocculation experiments NaCl+Anionic flocculant showed a similar efficiency (97%) and settling velocity (39 mm/min) at a lower chemical concentration (12,5 mg/l NaCl+3,75 mg/l anionic flocculant).

PDF

___

Addai-Mensah, J. 2007. Enhanced flocculation and dewatering of clay mineral dispersions. Powder Technology, 179, 73-78.
Amor, C., Torres-Socías, E.D., Peres, J.A., Maldonado, M.I., Oller, I., Malato, S., Lucas and Mature, M.S., 2015. Landfill leachate treatment by coagulation/flocculation combined with Fenton and solar photo-Fenton processes. Journal of Hazardous Material, 286, 261-268
Bella, G.D., Giustra, M.G. and Aldrich, G.F. 2014. Optimisation of coagulation/flocculation for pre-treatment of high strength and saline wastewater: performance analysis with different coagulant doses. Chem. Eng. J., 254, 283-292.
Bentli, İ., 2010. Kömür Lavvar Tesisi Atıkların Flokülasyonunda İnorganik Elektrolitlerin Etkisi, Ekoloji , 76,71-77.
Cengiz, İ., Sabah E. and Erkan ,Z.E., 2004. Geleneksel ve UMA Teknolojisinin Polimerlerin Flokülasyon Performansları Üzerine Bir Araştırma. Madencilik Dergisi, 43(1), 15-20.
Duman, O and Tunç, S., 2009. Electrokinetic and rheological properties of Na-bentonite in some electrolyte solutions, Microporous and Mesoporous Materials 117, 331-338.
Ersoy, B., Tosun, İ., Günay, A. and Dikmen, S., 2009. Turbidity removal from wastewaters of natural stone processing by coagulation/flocculation methods, Clean, 37(3), 225-232.
Göçer, M., 2016. Kil minerallerinin flokülasyon ve koagülasyon yöntemleri ile çöktürme karakteristiklerinin incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya, 92.
Hogg, R., 2000. Flocculation and Dewatering, International Journal of Mineral Processing 58, 223-236.
Hogg, R., Bunnaul, P. and Suharyono, H., 1993. Chemical and physical variables in polymer- induced flocculation. Miner. Metal Process. 10, 81-85.
Nasser, M. S. and James., A.E., 2006. The effect of polyacrylamide charge density and molecular weight on the flocculation and sedimentation behaviour of kaolinite suspensions, Separation and purification Technolog, 52, 241-252.
Nourani, M., Baghdadi, M., Javan,M. and Bidhendi, G.N. 2016. Production of a biodegradable flocculant from cotton and evaluation of its performance in coagulation- flocculation of kaolin clay suspension: Optimization through response surface methodology (RSM). Journal of Environmental Chemical Engineering,4, 1996-2003.
Owen, A. T., Fowel, P.D. and Swift, J.D., 2002. The impact of polyacrylamidem flocculant solution age on flocculation performance. International Journal of Mineral Processing, 67, 123 - 144.
Patience, M., Addai-Mensah, j. and Ralston, J., 2003. Investigation of the effect of polymer type on flocculation, rheology and dewatering behaviour of kaolinite dispersions, International Journal of Mineral Processing, 71, 247-268.
Wang, C., Harbottle, D., Liu, Q. and Xu, Z., 2014. Current state of fine mineral tailings treatment: A critical review on theory and practice, Minerals Engineering, 58, 113-131.
Zadaka, D., Radian, A. and Mishael, Y.G., 2010. Applying zeta potential measurements to characterize the adsorption on montmorillonite of organic cations as monomers, micelles, or polymers. Journal of Colloid and Interface Science, 352, 171-177.
Zheng, H., Zhu, G., Jiang, S., Tshukudu, T., Xiang, X., Zhang, P. and He, Q., 2011. Investigations of coagulation-flocculation process by performance optimization, model prediction and fractal structure of flocs, Desalination, 269, 148-156.