KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2026 / Cilt: 26 Sayı: 5

Çözünmüş İyon Konsantrasyonunun Galenin Islanabilirliği ve Flotasyon Davranışı Üzerindeki Etkisi

Influence of Dissolved Ion Concentration on the Wettability and Flotation Behavior of Galena

Saleban Mohamed Muse(ISTANBUL UNIVERSITY-CERRAHPASA)0000-0002-1453-1932
Can Güngören(İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ-CERRAHPAŞA, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ)0000-0002-6664-1551
Mert Terzi(ISTANBUL UNIVERSITY-CERRAHPASA)0000-0002-6727-4191
Mehmet Eskibalcı(ISTANBUL UNIVERSITY-CERRAHPASA)0000-0001-9163-7899
İlgin Kurşun Ünver(ISTANBUL UNIVERSITY-CERRAHPASA)0000-0001-7348-6054
Orhan Özdemir(ISTANBUL TECHNICAL UNIVERSITY)0000-0002-4408-546X
Sayfa
1194–1201
Yayın Tarihi
2026-10-06
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Bu sonuçlar, çözünmüş iyonların orta düzeydeki konsantrasyonlarının galenin ıslanabilirliğini ve flotasyon davranışını iyileştirebildiğini, ancak toplam iyon konsantrasyonunun belirli bir seviyenin üzerine çıkarılmasının flotasyon açısından ilave bir fayda sağlamadığını göstermektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Minerallerin flotasyon davranışı, flotasyon suyunda bulunan çözünmüş iyonların mineral ıslanabilirliği ve kabarcık-tane etkileşimleri üzerindeki etkileri nedeniyle değişebilmektedir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu çalışmada, yapay flotasyon sularında bulunan çözünmüş iyonların karmaşık bir sülfürlü cevherdeki galenin hidrofobluğu ve flotasyon davranışı üzerindeki birleşik etkisi araştırılmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:Bu sonuçlar, çözünmüş iyonların orta düzeydeki konsantrasyonlarının galenin ıslanabilirliğini ve flotasyon davranışını iyileştirebildiğini, ancak toplam iyon konsantrasyonunun belirli bir seviyenin üzerine çıkarılmasının flotasyon açısından ilave bir fayda sağlamadığını göstermektedir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Temas açısı · çözünmüş iyonlar · flotasyon

Özet

Minerallerin flotasyon davranışı, flotasyon suyunda bulunan çözünmüş iyonların mineral ıslanabilirliği ve kabarcık-tane etkileşimleri üzerindeki etkileri nedeniyle değişebilmektedir. Bu çalışmada, yapay flotasyon sularında bulunan çözünmüş iyonların karmaşık bir sülfürlü cevherdeki galenin hidrofobluğu ve flotasyon davranışı üzerindeki birleşik etkisi araştırılmıştır. Na+, Ca2+, Mg2+, Pb2+, Zn2+, Cu2+, Fe3+, Cl-, NO3-, CO32- ve SO42- iyonlarını içeren yapay sular dört farklı konsantrasyon seviyesinde (APW1, APW3, APW5 ve APW10) hazırlanmıştır; daha yüksek konsantrasyonlu suların elde edilmesi için APW1’deki iyon konsantrasyonları sırasıyla üç, beş ve on kat artırılmıştır. Artan iyon konsantrasyonunun galenin davranışı üzerindeki etkisini değerlendirmek amacıyla cevher karakterizasyonu, pH profili deneyleri, dinamik temas açısı ölçümleri ve kesikli flotasyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. Galen cevherinin yaklaşık 8 tampon pH değerine sahip olduğu belirlenmiştir. Saf suda 39° olan başlangıç temas açısı APW1 varlığında 54°’ye yükselmiş ve 50 g/t potasyum etil ksantat (KEX) varlığında 60°’ye ulaşmıştır. Bununla birlikte, iyon konsantrasyonunun daha fazla artırılması hem KEX yokluğunda hem de varlığında galenin hidrofobluğunu kademeli olarak azaltmıştır. Flotasyon deneylerinde galen kazanma verimi saf suda %79,1 iken APW1 varlığında hafif bir artışla %82,0’ye yükselmiş, ancak APW konsantrasyonunun daha fazla artırılması kazanma veriminde veya konsantre Pb tenöründe belirgin bir iyileşme sağlamamıştır. Bu sonuçlar, çözünmüş iyonların orta düzeydeki konsantrasyonlarının galenin ıslanabilirliğini ve flotasyon davranışını iyileştirebildiğini, ancak toplam iyon konsantrasyonunun belirli bir seviyenin üzerine çıkarılmasının flotasyon açısından ilave bir fayda sağlamadığını göstermektedir. Bulgular, karmaşık sülfürlü cevherlerin zenginleştirilmesinde geri dönüştürülmüş veya iyon bakımından zengin sular kullanıldığında, flotasyon suyunun genel iyonik ortamının kontrol edilmesinin önemini ortaya koymaktadır.

Abstract

Dissolved species in process water can influence mineral flotation behavior by affecting mineral wettability and bubble-particle interactions. This study investigated the collective effect of dissolved ions in artificial process waters on the hydrophobicity and flotation response of galena from a complex sulphide ore. Artificial waters containing Na+ Ca2+, Mg2+, Pb2+, Zn2+, Cu2+, Fe3+, Cl-, NO3-, CO32-, and SO42- were prepared at four concentration levels (APW1, APW3, APW5, and APW10), with the ion concentrations in APW1 increased three-, five-, and ten-fold to obtain the higher-concentration waters. Ore characterization, pH profile tests, dynamic contact-angle measurements, and batch flotation experiments were performed to evaluate the flotation behavior of galena to increasing ionic concentration. The galena ore exhibited a buffer pH of approximately 8. The initial contact angle increased from 39° in pure water to 54° in APW1 and reached 60° with 50 g/t potassium ethyl xanthate (KEX). However, further increases in ionic concentration progressively reduced galena hydrophobicity, both in the absence and presence of KEX. In flotation experiments, the galena recovery increased slightly from 79.1% in pure water to 82.0% in APW1, whereas further increases in APW concentration produced no substantial improvement in recovery or concentrate Pb grade. These results demonstrate that a moderate concentration of dissolved ions can enhance galena wettability and flotation behavior, whereas increasing the overall ionic concentration beyond this level does not provide an additional flotation benefit. The findings highlight the importance of controlling the overall ionic environment of flotation water when recycled or ion-rich waters are used in complex sulphide ore processing.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Muse, S. M., Güngören, C., Terzi, M., Eskibalcı, M., Ünver, İ. K., Özdemir, O. (2026). Çözünmüş İyon Konsantrasyonunun Galenin Islanabilirliği ve Flotasyon Davranışı Üzerindeki Etkisi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 26 Sayı: 5, 1194–1201. https://doi.org/10.35414/akufemubid.1968941

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (33)

  1. Bicak, O., Ozturk, Y., Ozdemir, E. and Ekmekci, Z., 2018. Modelling effects of dissolved ions in process water on flotation performance. Minerals Engineering 128, 84-91. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2018.08.031
  2. Cao, M. and Liu, Q., 2006. Reexamining the functions of zinc sulfate as a selective depressant in differential sulfide flotation—the role of coagulation. Journal of Colloid and Interface Science 301(2), 523-531. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2006.05.036
  3. Collin, S., Baskar, A., Geevarghese, D.M., Ali, M.N.V.S., Bahubali, P., Choudhary, R., Lvov, V., Tovar, G.I., Senatov, F., Koppala, S. and Swamiappan, S., 2022. Bioaccumulation of lead (Pb) and its effects in plants: a review. Journal of Hazardous Materials Letters 3, 100064. https://doi.org/10.1016/j.hazl.2022.100064
  4. Corin, K.C., Reddy, A., Miyen, L., Wiese, J.G. and Harris, P.J., 2011. The effect of ionic strength of plant water on valuable mineral and gangue recovery in a platinum bearing ore from the Merensky reef. Minerals Engineering 24(2), 131-137. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2010.10.015
  5. Di Feo, A., Hill-Svehla, C.M., Hart, B.R., Volchek, K., Morin, L. and Demers, A., 2021. The effects of water recycling on flotation at a North American concentrator. Minerals Engineering 170, 107037. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2021.107037
  6. Dzingai, M., Manono, M. and Corin, K., 2020. Simulating the effect of water recirculation on flotation through ion-spiking: effect of Ca2+ and Mg2+. Minerals 10(11), 1033. https://doi.org/10.3390/min10111033
  7. El-Shall, H.E., Elgillani, D.A. and Abdel-Khalek, N.A., 2000. Role of zinc sulfate in depression of lead-activated sphalerite. International Journal of Mineral Processing 58, 67-75. https://doi.org/10.1016/S0301-7516(99)00055-1
  8. Farrokhpay, S., Filippov, L. and Fornasiero, D., 2021. Flotation of fine particles: a review. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review 42(7), 473-483. https://doi.org/10.1080/08827508.2020.1793140
  9. Frear, G.L. and Johnston, J., 1929. The solubility of calcium carbonate (calcite) in certain aqueous solutions at 25°. Journal of the American Chemical Society 51(7), 2082-2093. https://doi.org/10.1021/ja01382a014
  10. Fuerstenau, M.C. and Somasundaran, P., 2003. Flotation. Principles of Mineral Processing. Fuerstenau, M.C. and Han, K.N., Littleton, CO,
  11. Gungoren, C., Baktarhan, Y., Demir, I. and Ozkan, S.G., 2020. Enhancement of galena-potassium ethyl xanthate flotation system by low power ultrasound. Transactions of Nonferrous Metals Society of China 30(4), 1102-1110. https://doi.org/10.1016/s1003-6326(20)65281-5
  12. Gungoren, C., Islek, E., Kursun Unver, I. and Ozdemir, O., 2018. A novel technique to investigate the bubble coalescence in the presence of surfactant (MIBC) and electrolytes (NaCl and CaCl2). Physicochemical Problems of Mineral Processing 54(4), 1215-1222. https://doi.org/10.5277/ppmp18158
  13. Gungoren, C., Kursun Unver, I. and Ozdemir, O., 2024. Introduction to mineral research. Advances in Minerals Research. Ikhmayies, S.J., Switzerland, 1-23.
  14. Gungoren, C., Muse, S.M., Terzi, M., Eskibalci, M.F., Kursun, I. and Ozdemir, O., 2025. Understanding the collective effect of dissolved ions on the surface chemistry of galena flotation. Journal of the Minerals, Metals and Materials Society 77(10), 7713-7723. https://doi.org/10.1007/s11837-025-07579-6
  15. Gungoren, C., Muse, S.M., Terzi, M., Eskibalci, M.F., Kursun Unver, I. and Ozdemir, O., 2023. Synergistic effect of frequently found ions in the flotation of Pb-Zn sulfide ores on air/water interface. Minerals 13(10), 1236. https://doi.org/10.3390/min13101236
  16. Janczuk, B., Zdziennicka, A. and Wojcik, W., 1997. Influence of ethyl xanthate on the wettability and surface free energy of galena. Applied Surface Science 120(1-2), 35–42. https://doi.org/10.1016/S0169-4332(97)00220-1
  17. Jung, M., Tadesse, B., Dick, C., Logan, A., Dyer, L. and Albijanic, B., 2022. Influence of monovalent and divalent cations on monazite flotation. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 653, 129975. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2022.129975
  18. Levay, G., Smart, R.S.C. and Skinner, W.M., 2001. The impact of water quality on flotation performance. The Journal of The South African Institute of Mining and Metallurgy 101(2), 69-75.
  19. Liu, W., Moran, C.J. and Vink, S., 2013. A review of the effect of water quality on flotation. Minerals Engineering 53, 91-100. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2013.07.011
  20. Luukkanen, S., Tanhua, A., Zhang, Z., Mollehuara Canales, R. and Auranen, I., 2022. Towards waterless operations from mine to mill. Minerals Engineering 187, 107793. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2022.107793
  21. Manono, M.S., Corin, K.C. and Wiese, J.G., 2013. The effect of ionic strength of plant water on foam stability: a 2-phase flotation study. Minerals Engineering 40, 42-47. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2012.09.009
  22. Mohamed Muse, S., 2024. Investigation of the effects of water quality in flotation on froth stability and bubble-particle interaction (in Turkish: Flotasyonda su kalitesinin köpük stabilitesi ve kabarcık-tane etkileşimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi), Ph.D. Thesis, Istanbul University-Cerrahpasa Graduate Studies Institute, Istanbul, 78.
  23. Muzenda, E., 2010. An investigation into the effect of water quality on flotation performance. World Academy of Science, Engineering and Technology 69, 237-241.
  24. Nayak, A., Jena, M.S. and Mandre, N.R., 2021. Beneficiation of lead-zinc ores – a review. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review 43(5), 564-583. https://doi.org/10.1080/08827508.2021.1903459
  25. Nowosielska, A.M., Nikoloski, A.N. and Parsons, D.F., 2023. The effects of saline water on the recovery of lead and zinc sulfide during froth flotation. Minerals Engineering 202, 108236. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2023.108236
  26. Nowosielska, A.N., Nikoloski, A.N. and Parsons, D.F., 2024. Selective flotation of galena and sphalerite from a Pb/Zn complex sulfide ore using saline water: the effects of xanthate and pine oil addition. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review 47(1), 1-22. https://doi.org/10.1080/08827508.2024.2432669
  27. October, L.L., Manono, M.S., Wiese, J.G., Schreithofer, N. and Corin, K.C., 2021. Fundamental and flotation techniques assessing the effect of water quality on bubble-particle attachment of chalcopyrite and galena. Minerals Engineering 167, 106880. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2021.106880
  28. October, L.L., Manono, M.S., Wiese, J.G., Schreithofer, N. and Corin, K.C., 2021. Fundamental and flotation techniques assessing the effect of water quality on bubble-particle attachment of chalcopyrite and galena. Minerals Engineering, 167, 106880. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2021.106880
  29. Rankin, P., Di Feo, A. and Kelebek, S., 2025. Ionic strength of flotation medium and consequential effects. Minerals Engineering 220, 109048. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2024.109048
  30. Wei, Q., Dong, L., Qin, W., Jiao, F., Qi, Z., Feng, C., Sun, D., Wang, L. and Xiao, S., 2021. Efficient flotation recovery of lead and zinc from refractory lead-zinc ores under low alkaline conditions. Geochemistry 81(4), 125769. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2021.125769
  31. Wills, B.A., 2016. Wills’ mineral processing technology, an Introduction to the practical aspects of ore treatment and mineral recovery. Amsterdam,
  32. Yu, Y., Ma, L., Cao, M. and Liu, Q., 2017. Slime coatings in froth flotation: A review. Minerals Engineering 114, 26-36. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2017.09.002
  33. Zhang, F., Sun, W., Zhang, H., Chen, D., Li, S., Chen, J. and Zhang, C., 2023. Selective adsorption mechanism of zinc ions on the surfaces of galena and sphalerite in the flotation separation of Pb-Zn. The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society (TMS) 75(11), 4808-4818. https://doi.org/10.1007/s11837-023-06098-6