Upload
hasan-hfazlioglu
View
1.897
Download
10
Embed Size (px)
DESCRIPTION
iri ve ince boyutlu kömürün zenginleştirilmesi için alternatif yöntemler
Citation preview
Y. Doç. Dr. Hasan HACIFAZLIOĞLU
İstanbul Üniversitesi, Mühendislik Fak.Maden Mühendisliği Böl. Avcılar/İSTANBUL
E-Mail: [email protected]
İRİ VE İNCE TÜVENAN KÖMÜRÜN
ZENGİNLEŞTİRİLMESİ/YIKANMASI
İŞLEMİ
BÖLÜM 8
Kömür Hazırlama Ders Notu,
2013
TAŞKÖMÜRÜ
parlak siyah
LİNYİT
(kahverengi, mat)
ÜLKEMİZDEKİ BAŞLICA KÖMÜR TİPLERİ
Ülkemizde başlıca “Linyit” ve “Taşkömürü (bitümlü kömür)” üretimi yapılmaktadır.
Linyitler taşkömürüne göre düşük kalorili (~2 000-6 000 kcal/kg), kül ve nem içeriği (%20-40)
yüksek olan, yıkanması zor satış fiyatı düşük olan,düşük kaliteli kömürlerdir.
Türkiye’nin yıllık linyit üretimi 80 Milyon ton , Taşkömürü üretimi 5 milyon ton’dur. Taşkömürü
sadece Zonguldak (Bartın)ilinde üretilmekte olup, linyit hemen hemen tüm bölgelerde
üretilmektedir.
Taşkömürü yüksek kalorili (>5 000-7 500 kcal/kg), düşük kül ve nem (%5-10) içerikli yaşlı
kömürdür. Ayrıca uçucu maddesi düşüktür. Linyitlerde uçucu madde %30-40 iken,
taşkömüründe %20-30’dur.
LİNYİT VE TAŞKÖMÜRÜ ÜRETİM ŞEKLİ
Linyitler, genellikle tam mekanize açık işletme olarak üretilir. Delme-patlatma veya eskavatörler
ile kazılan cevher bant veya kamyonlarla nakledir. Kömür damarları büyük olup, birkaç yüz metre
uzunluğunda olabilmektedir. Linyitlerin ortalama üretim maliyeti 10-30 TL/ton arasındadır.
Taşkömürü, yer altı madenciliği şeklinde, emek yoğun olarak üretilir. Zonguldak havzasında
üretimin mekanize olmamasının sebebi kömür damarlarının süreksiz ve küçük olmasıdır.
Damarlar birkaç metre uzunluğundadır. Delme patlatma veya martipikör ile kazılan kömür
vagonlarla veya bantlarla yeryüzüne taşınır.
Taşkömürünün üretim maliyeti 50-60 TL/ton arasındadır.
Yeraltında Taşkömürü damarı (Zonguldak) Açık işletme linyit damarı (Tekirdağ)
Kömürün Zenginleştirilmesi, kömürdeki inorganik maddelerin uzaklaştırılması
anlamına gelir.
Kömürdeki inorganik malzemeler; “kül” ve “kükürt” olarak adlandırılır. Kül ve
kükürt giderilirse kömürün ısıl değeri yani kalorisi arttırılmış olur.
Kömürde organik ve inorganik olmak üzere 2 tip kükürt bulunur. Kömürden
yıkama işlemi ile giderilen kükürt inorganik kükürttür. İnorganik kükürt, genellikle
“piritik kükürt” ve “sülfat kükürdü” şeklinde bulunur.
Organik kükürt ise yalnızca kimyasal ve biyokimyasal yöntemlerle giderilebilir.
Ancak bu yöntemler maliyet ve çevre gerekçeleri nedeni ile uygulanmaz.
Kömürün Zenginleştirilmesinin Amacı?
Kömür
yüzeyindeki Pirit
Minerali
(piritik kükürt) Kazı ile kömüre
karışacak olan kül
Kömürdeki İnorganik Maddelerin (Kül-Kükürt) kaynağı
Kömür bitki kökenlidir. Bitkilerin bataklıklarda, sıcaklık ve basıncın etkisi ile bozuşması
sonucunda oluşmuştur. Kömürdeki inorganik maddelerin 2 kaynağı vardır:
1- Bitkilerin bünyesinde bulunan inorganik maddeler (bitkilerde inorganik madde max.%2’dir)
2-Kömürleşme sürecinde dış çevreden yapıya dahil olan inorganik maddelerdir (su,rüzgar
volkanik hareketler v.s gibi etkilerle bitkilerin arasına girebilmektedir.)
Yukarıdaki inorganik maddeler genellikle “bünye külünü” oluşturur ve çok ince boyutlarda
serbestleşme sağlanacağı için sadece kimyasal yöntemlerle giderilebilir.
Bunların dışında; kömürün üretimi sırasında ara kesmeler, tavan ve taban taşı da kazılan
kömür içerisine karışabilmektedir. Bu kül “serbest kül” olarak adlandırılır ve fiziksel
yöntemlerle kolaylıkla giderilebilir. Kömür yıkamada giderilen kül, serbest kül dür.
Serbest kül
Kömürde Analiz Edilen İçerikler
(kömürün içeriği)
*Taşkömürü= 1.5 g/cm3
Şist Yoğunluğu=2.5 g/cm3
*Linyit kömürü= 1.3 g/cm3
Killi Kayaç Yoğunluğu=2.0 g/cm3
Ortalama Yoğunluk Değerleri (Türkiye)
Yıkama ile uzaklaştırılan Kül
(SERBEST KÜL) Genelde kil veya şeyl Kömür Damarı (Bünye külü) Taş kömüründe %4-8 arasında değişir.
TÜ
VE
NA
N K
ÖM
ÜR
K
azıla
n/ü
reti
len
kö
mü
r
Ülkemizde üretilen tüvenan kömürler yaklaşık olarak %30-60 oranlarında kül, %1-6 oranlarında ise kükürt içerir.
Linyitler yüksek kükürtlü, taşkömürleri genellikle düşük kükürtlüdür. Ev yakıtı kömürlerde kükürt oranı %2’yi geçemez. Kalori en az 4500 kcal/kg olmalıdır.
Kaloriyi arttırmak yıkama yoluyla kül uzaklaştırılır. Kül ve kükürt ne kadar az olursa kömürün kalorisi dolayısıyla satış fiyatı o derece yüksek olur.
Benzer şekilde, nem içeriğinin azaltılması da kömürün kalorisini arttırır. Nem içeriği susuzlandırma ve kurutma ekipmanları ile düşürülebilir.
TÜVENAN LİNYİT VE TAŞKÖMÜRÜNÜN ZENGİNLEŞTİRİLMESİ
Yer altı Üretim
TEMİZ
KÖMÜR
Kalori= 7500
kcal/kg
%10 küllü
%40-%60 Küllü Zonguldak
Taşkömürü, 3000 kcal/kg
Kömür Yıkama Tesisi (lavvar)
1 ton kömürü yıkama maliyeti 4-6 TL arası
AĞIR ORTAM KÖMÜR YIKAMA TESİSİ
AYDIN
TÜVENAN KÖMÜR ZENGİNLEŞTİRME
YÖNTEMLERİ
TÜVENAN KÖMÜR ZENGİNLEŞTİRME
YÖNTEMLERİ
YAŞ YÖNTEMLER KURU YÖNTEMLER
Elle Ayıklama (+30-300mm)
Bradford Kırıcısı (+30-300mm)
FGX, FX cihazları (-100+1mm)
Havalı Jig (Allair Jig) (-100+1mm)
Manyetik Ayırma (dar boyut aralığı)
Elektrostatik Ayırma (dar boyut aralığı)
Optik Zenginleştirme (dar boyut aralığı)
Ağır Ortam Cihazları(a.o.t;a.o.s)(-300+1mm)
Jigler (Harz,Baum, Batac,ROM) (-300+1mm)
Spiraller (-1 mm+0.075mm)
Sallantılı Masalar (-1+0.075mm)
Hidrolik Ayırıcılar (TBS) (-10+0.075mm)
Modern Gravite Ayırıcılar (MGS,
Falcon,Knelson,Kelsey Jig) (-1mm)
Köpük Flotasyonu (Klasik, Kolon,Jet
Flotasyonu) (-1mm)
Yağ Aglomerasyonu (-1mm)
Kimyasal veya Biyolojik Yöntemler (-1mm)
Türkiye
DÜNYADA KÖMÜR ZENGİNLEŞTİRMEDE CİHAZ SEÇİMİŞ
En yaygın kullanılan yöntem:
AĞIR ORTAM ESASLI ZENGİNLEŞTİRME YÖNTEMLERİ
İri boyutlu mineral tanelerinin, aralarındaki özgül ağırlık farklılığına dayanılarak, ağır bir
akışkan ortam içersinde, yüzme ve batma yoluyla birbirinden ayrılması ile yapılan
zenginleştirme işlemine, ağır-ortam veya ağır-sıvı ayırması ile zenginleştirme denilmektedir.
Ağır ortam ayırmalarında yerçekimi ile buna karşı koyan ve ortam
viskozitesinden kaynaklanan direnç kuvveti mineral tanelerinin birbirlerinden
ayrılmasında etkin olan kuvvetlerdir.
Ağır ortam banyolarında genellikle LAMİNER akış koşulları bulunduğundan
mineral tanelerinin hareketinde Stokes yasası geçerli olmaktadır.
Hacimleri eşit, özgül ağırlıkları; 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 gr/cm3 olan küre şekilli
5 mineral tanesi yoğunluğu 2.2 gr/cm3 olan bir ağır-ortam içine konursa:
2.0 ve 2.1 gr/cm3 özgül ağırlıklı taneler YÜZER,
2.3 ve 2.4 gr/cm3 özgül ağırlıklı taneler ise BATAR (Stokes yasasına göre
yüksek ö.a’lı tane en yüksek terminal hıza sahip olacağından dibe ilk önce
varır),
2.2 gr/cm3 özgül ağırlıklı tane ise ortam içinde denge halinde yani ASKIDA
kalır
Ayrılacak mineraller arasında en az 0.1 gr/cm3 özgül ağırlık farkı olmalı
ve ayırma işlemini etkileyecek kadar gözeneklilik olmamalıdır.
Tesis çaplı uygulamalardaki işlem kademeleri;
Beslenecek cevher uygun şekilde hazırlanması,
(boyut max.150mm; min. 1mm)
Ağır ortam içeren ayırıcı cihazda yüzen ve batan ürünlerin ayrılması,
(A.O.Tamburu, Drewboy Teknesi, Larcodems vs.)
Yüzen ve batan ürünlerin ayrı ayrı alınması ve ürünlerle birlikte gelen
ağır ortamın uzaklaştırılması, (susuzlandırma&yıkama elekleri)
Temizleme, ayarlama ve ayarlanmış ağır ortamın (toz manyetitin)
tekrar ağır ortam cihazına gönderilmesidir. (Manyetik Ayırıcı)
Ağır Ortam Ayırması ile Zenginleştirmenin
Uygulama Esasları
Ayırması zor olan kömürler için özellikle tercih edilir.
Genellikle yoğunluğu 2’den küçük süspansiyonlar kullanılır.
Ucuzluğu, kolay bulunabilirliği ve kolay geri kazanılabilmesi nedeniyle ağır ortam oluşturucu
olarak manyetit kullanılır.
Her bir ton kömürün yıkanması için ağır ortam kaybı: 100-2000 gr arasındadır.
Ağır ortam oranı (sudaki) % 25-45
Ağır ortam boyutu: 10-100 mikron arası
– İri ayırmalarda % 30’u 45 mikron
– İnce boyutlu kömür ayırmalarında ise % 85’i 45 mikron altında olmalı
Tane boyutu 18mm’den büyükse STATİK ayırıcılar, 18 mm’den küçükse DİNAMİK
AYIRICILAR kullanılır.
A.O.Tamburu
A.O.Siklonu
Drewboy Teknesi
Ağır Ortam Ayırması ile ilgili Önemli Ayrıntılar
Ağır ortam süspansiyonu sisteme bir pompa ile
basınçlı olarak verildiği için sistemde santrifuj kuvvetleride
Etkili olmaktadır. STATİK AYIRICILAR
H
Ak
Özgül Ağırlık Farkı (Gravite) ile Zenginleştirmede kullanılan
“TAGGART ZENGİNLEŞTİRME KRİTERİ”
KÖMÜR YIKAMA işleminde de sıklıkla kullanılır.
k>2.5 ise ayırma çok küçük boyutlara kadar kolayca uygulanabilir. Serbestleşme boyutuna bağlı olarak bütün gravite
yöntemleri kullanılabilir.
2.5>k>1.75 ise ayırma yine kolaydır. Ancak 0.1 mm’ye kadar uygulanabilir. Serbestleşme boyutuna bağlı olarak bütün
gravite yöntemleri kullanılabilir.
1.75>k>1.50 ise ayırma güçleşir, alt uygulama boyutu 1mm’dir. Ağır ortam ve jig kullanılabilir.
1.50>k>1.25 ise oldukça güçtür, ancak çakıl büyüklüğündeki tanelere uygulanabilir. Ağır ortam ve jig kullanılabilir.
k<1.25 ise ekonomik bir ayırma mümkün değildir. Ancak akışkan özgül ağırlığı arttırılarak ayırma yapılabilir.
• A= ağır mineral yoğunluğu
• H= hafif mineral yoğunluğu
• = ortam yoğunluğu (değiştirilebilir,
ortam su,hava veya ağır sıvı olabilir)
ORTAM (SU): K= (2.4-1)/(1.4-1)
=3.5 (ayrım kolay)
ORTAM (HAVA): K= (2.4-0.0013)/(1.4-0.0013)
=1.7 (ayrım zor)
ORTAM (AĞIR SIVI): K=(2.4-1.3)/(1.4-1.3)
=18 (çok kolay)
AĞIR ORTAM AYIRICILARI
Heavy Media Separators
Statik Ayırıcılar Dinamik Ayırıcılar (Besleme Boyutu:18-800mm) (Besleme Boyutu:0.5-18mm)
Wemco HM Drum (A.O.Tamburu)
Drewboy Teknesi
Humbold Wedag Teska
Norwalt Separtor
DSM Cyclones (A.O.Siklonu)
Vorsyl Separator
Dynawhirlpool
Larcodems
ÇMS
Wemco HM Drum (Ağır Ortam Tamburu)
Bu cihaz 1940’lı yıllarda Wemco şirketi tarafından Amerika’da geliştirilmiştir.
Tamburun içerisi yaklaşık hacimce 1/3 oranında ağır ortam süspansiyonu ile doludur. Bu süspansiyonda
yüzen kömür, tambura beslenen malzeme tarafından itilir, batan şişt ise tamburun içerisinde bulunan
plakalar (kaldırıcılar) ile kaldırılarak merkezde yer alan sabit oluk içerisine dökülerek üstten alınır.
Bazı ağır ortam tamburlarına 2 farklı süspansiyon verilmekte ve böylece 3 ürün alınabilmektedir.
www.flsmidth.com , Copenhagen, Denmark.
3 Ürünlü Ağır Ortam Tamburu
Klasik ağır ortam tamburunun ortadan bir perde ile ikiye bölünmesi ile 3 ürünlü ağır ortam tamburları elde
edilebilmektedir. Bu durumda, 2 farklı yoğunlukta süspansiyon ile çalışılmaktadır. Beslemenin yapıldığı yerden
temiz kömür alınırken,diğer uçtan araürün ve şist alınmaktadır.
6m uzunluğunda ve 4.3m çapındaki bir tambur ile saatte 450 ton kömür yıkanabilmektedir. Tamburlara besleme
boyutu 250mm’ye kadar çıkabilmektedir.
tekne 2.suspansiyon
Ağır Ortam Tamburu
Drewboy Teknesi
Drewboy Teknesi genellikle iri boyutlu (18-800mm) ve fazla miktarda yüzen ürün veren (şisti az
olan) tüvenan kömürler için uygundur. Şist atımı yatayla belli bir açı yaparak dönen bir tekerlek
vasıtası ile sağlanır. Tekerlek üzerinde süspansiyonun süzülmesini sağlayan delikli kefeler bulunur.
Döner tekerlekte milin belli bir açı ile dönmesi, tambura göre daha fazla mekanik problemlerin
oluşmasına neden olur. Ayrıca fazla şistin bulunması durumunda tekerlekte sıkışmalar meydana
gelebilmektedir. 7.5m çaplı bir tekerleğe sahip Drewboy ile saatte 450 ton kömür yıkanabilmektedir.
Fransa’da geliştirilmiştir.
Teska Ayırıcısı Norwalt Ayırıcısı
Teska ve Norwalt yıkayıcıları, Drewboy teknesine benzer bir prensiple çalışmaktadır. Tek farkı, şist
atım tekerleğinin dik olarak çalıştırılmasıdır. Bu durumda milin eğimli çalıştırılması ile doğacak olan
mekanik problemler bertaraf edilebilir. Norwalt yıkayıcısında, tüvenan kömür bir karıştırma
mekanizması ile sisteme verilir.
Teska Almanya’da geliştirilmiştir. Norwalt cihazı Güney Afrika’da geliştirilmiştir.
DSM Cyclone (Ağır Ortam Siklonu)
Dinamik bir ağır ortam ayırıcısı olan A.O.Siklonlarında, Statik ağır ortam ayırıcılarına ilave olarak
süspansiyonun santrifuj kuvvetinden de faydalanılır. Bu ayırıcıda santrifuj kuvvetlerin etkili olması
daha ince boyutlarda ayırmayı mümkün kılmaktadır. Tesislerde genellikle -18+1.0mm boyutlu
kömürün zenginleştirilmesi için kullanılmaktadır.
Ağır ortam süspansiyonu ile karıştırılan tüvenan kömür, bir santrifuj pompa ile belli bir basınçla
(1atm) siklona beslenir. Ağır ortam ve Santrifuj kuvvetlerinin etkisi ile siklon ucundan şist,üst
akımdan temiz kömür alınır. Genellikle tesislerde yatayla belli bir açı yapacak şekilde çalıştırılırlar.
Manyetit
Süspansiyonu+Kömür
Hollanda’da geliştirilmiştir.
DSM=Dutch state mines
Vorsyl Ayırıcısı
Siklona benzer şekilde santrifuj kuvvetle çalışmaktadır. Kömür ve ağır ortam basınçlı olarak dik
silindir içerisine gönderilir. Temiz kömür gırdap borusundan alınırken, şist santrifuj kuvvetlerin etkisi
ile silindirin çeperinden aşağıya doğru inerek Girdap kapanı bölümünden alınır.
Genellikle 0.5-50 mm kömürün yıkanmasında kullanılmaktadır. 610 mm çaplı bir cihaz ile saatte
75ton kömür yıkanabilmektedir.
İngiltere’de 1967 yılında geliştirilmiştir.
Dyna Whirlpool
Amerika’da geliştirilmiştir.
Dynawhirlpool ayırıcısı eğik (25derece) pozisyonda çalıştırılan bir silindirden ibarettir. Bir uçtan ağır
ortam süspansiyonu bir pompa ile belli bir basınçta (0.5-1atm) beslenirken, diğer uçtan kömür
beslemesi yapılır. Ağır ortamın yarattığı santrifuj kuvvetlerin etkisi ile şist silindirin çeperlerine doğru
hareket ederken, temiz kömür çeperlere değmeden merkezden hareket ederek besleme ucundan
alınır. Bu cihaza 100mm boyuta kadar kömür beslemesi yapılabilmektedir.
Not:Ağır ortam ve kömür beslemesi farklı noktalardan yapılır.
Larcodems (LArge COal DEnse Medium Separator)
İngiltere’de geliştirilmiştir.
Eğimli (30derece) Silindirin bir ucundan ağır ortam süspansiyonu bir pompa ile basınçlı (0.5-
1atm) olarak verilirken, diğer uçtan tüvenan kömür beslemesi yapılır. Süspansiyonun
oluşturduğu santrifuj kuvvetlerin etkisi ile şistler çeperlerden hareket ederek girdap kapanı
bölümünden alınır. Temiz kömür ise çeperlere değmeden beslemenin yapıldığı uçtan alınır. Bu
cihaza 100mm boyutuna kadar kömür beslemesi yapılabilmektedir.
Not: kömür beslemesi ve manyetit ayrı noktalardan verilir.
Türkiye’nin ilk LARCODEMS’li Yıkama Tesisi,2011
Zafer Madencilik, Muğla- 450 t/s
Kurucu Firma: Cwp
TKİ Genel Müdürlüğü – Milas’taki Yeniköy Linyitleri İşletme Müdürlüğü’nün +%20 Toleranslı 4.000.000 Ton Tüvenan Kömürün Zenginleştirilmesi İçin 2011 yılında 450 Ton/Saat Kapasiteli Kömür Kırma-Eleme-Yıkama (Lavvar Tesisi)’ni kurup, kömür yıkama işine başlamış ve halen devam etmektedir.
ÇMS
Karbomet Madencilik Tarafından geliştirilmiş olan
Türkiye’nin ilk ağır ortam esaslı kömür yıkama siklonu
ÇMS (Çift Makaralı Ağır Ortam Siklonu)
Made in
Turkey
Türkiye’de Karbomet Madencilik Firması tarafından 2008 yılında geliştirilmiş ve 2009 yılında
patentlenmiştir. Patenti ve CE belgesi bulunan ilk Türk kömür yıkama makinesidir. Temel çalışma
prensibi Larcodems’e benzemektedir. Sistemden temiz kömür,ara ürün ve şist olmak üzere 3 ürün
alınmaktadır. 1m’lik silindir çapı için saatlik kapasitesi 150 tondur.
-150+ 1.0 mm boyutlu kömürün zenginleştirilmesi için 2 farklı tesiste uygulaması bulunmaktadır.
Siklonun bir ucundan manyetit süspansiyonu basınçlı
olarak verilirken,diğer ucundan -150+1.0mm boyutlu
tüvenan kömür bir bant konveyörle dökülür. İlk
siklondan temiz kömür alınırken,ikinci siklondan ara
ürün ve şist alınır.
Birinci siklondaki yoğunluk 1.50 iken, ikinci siklondaki
yoğunluk otomatik olarak 1.80 olmaktadır.
Zonguldak Karbomet Lavvarı
Kapasite:150 t/s
Besleme Boyutu: -150+1.0mm
Manyetit Kaybı: 900 gr/ton
Kapladığı Alan: 4m2
TTK AMASRA KÖMÜRÜNÜN YIKANMASI İÇİN
Karbomet Madencilik Tarafından kurulmuş olan ÇMS’li
kömür yıkama tesisi. 2012.
Kapasite;150t/s
KLASİK BİR AĞIR ORTAM TESİSİNDE BULUNAN EKİPMANLAR (TÜRKİYE ÖRNEĞİ)
Yaş Çift Katlı Elek
18 ve 1,0 mm göz
-150 mm
Tüvenan
Kömür
+18-150 MM
+1.0-18 MM
İRİ KÖMÜR YIKAMA DEVRESİ
İNCE KÖMÜR YIKAMA DEVRESİ
TOZ KÖMÜR YIKAMA DEVRESİ
-1.0 MM
AĞIR ORTAM TAMBURU
yada
DREWBOY TEKNESİ ile yıkanır
AĞIR ORTAM SİKLONU ile yıkanır
SPİRAL yada FLOTASYON ile..
su
ÇIFT MAKARALI A.O.SIKLONU
(-150+1.0 mm kömür)
Elle ayıklama
Yada
Kırma
150 mm Izgara
Klasik Taşkömürü Yıkama Tesisi
(KLASİK AĞIR ORTAM TESİSİ) AKIM ŞEMASI
-150 mm
Yaş
Çift Katlı
Elek
18 mm
1.0 mm
Ağır Ortam Tamburu
Veya Drewboy Teknesi
1.0 mm
-150+18mm
TEMİZ KÖMÜR
Yık. Ve Süzme Eleği
0,5 mm Temiz Parça
Kömür
Taşlar/Şist
ŞİST
Yık. Ve Süzme Eleği
0,5 mm
TEMİZ KÖMÜR
Yık. Ve Süzme Eleği
0,5 mm
Taşlar/Şist
Metalurjik Kömür
Toz Temiz Kömür
Artık/şist
Kek kömür
Su
sisteme
spiral
Şlam
-0.1 mm
%10-15 kül
%10-15 kül
%45-50 kül
%15-20 kül
%80-85 kül
%85-90 kül
%70-75 kül
%45-50 kül
Tüvenan Kömür
-18+1.0mm
Santrifuj kurutucu
Santrifuj kurutucu
hidrosiklon
Disk filtre -1.0+0.1 mm
Ağır Ortam Siklonu
TOZ KÖMÜR YIKAMA DEVRESİ
ŞİST Yık. Ve Süzme Eleği
0,5 mm
ızgara
ELLE AYIKLAMA
Yada
KIRMA
+150 mm
Manyetik Separatör
su
ELEK
(100 veya 150 mm)
Parça Kömür Hazırlama
Veya KIRMA
Krible
(İri parça temiz kömür)
Şist
TUVENAN KÖMÜR
(Brüt Kömür)
İri Kömür YıkamaŞist
Mikst
Tasnif Elekleri
+50 mm
50-20 mm
20-10 mm
10-6 mm
Lave
-6 mm
İnce Kömür YıkamaŞist
MikstLave
Süzgeç Eleği
0.5 mm
-6+0.5 mm
-0.5 mm
Yıkama
-0.5 mm
-0.5 mm
Lave
-6 mm
Şist
KLASİK JİG DEVRESİ AKIM ŞEMASI
(ESKİDEN UYGULANAN YÖNTEM)
BAUM JİGİ
FELDİSPATLI
ACCO JİGİ
FLOTASYON
Klasik Bir Ağır Ortam Tesisinde Bulunan Ekipmanlar ve Kullanım Amaçları
ÖNEMLİ!..
1- Yaş Çift Katlı Elek ( A.O.Tamburuna ve A.O.Siklonuna beslenecek malzemeyi boyutlandırmak için, -1mm
boyutu uzaklaştırmak için, göz açıklığı 1 mm ve18 mm)
2- Ağır Ortam Tamburu (+18-150 mm İri Kömürü zenginleştirmek İçin)
3- Ağır Ortam Siklonu (-18+1.0 mm İnce Kömürü zenginleştirmek İçin)
4- Kömür Spirali (-1 mm Toz Kömürü Zenginleştirmek İçin)
5- Temiz Kömür ve Artık Elekleri (Manyetiti/ağır ortamı süzme ve yıkama İçin)
6- Manyetik Ayırıcı (ağır ortam oluşturucusunu (manyetiti) geri kazanmak için)
7- Santrifuj Pompalar (Pülpün çeşitli cihazlara beslenmesi ve nakli için)
8- Bant konveyörler (Tesise besleme yapmak, çıkan temiz kömür ve taşın nakliyesi için)
9- Hidrosiklon (-1 mm kömürden şlamı (-0.1mm) uzaklaştırmak için)
10- Tikiner (-0.1 mm şlamı çöktürmek ve temiz suyu geri kazanmak için)
11- Filtre (Tikinerde çöken ve %40-50’si su olan şlamın suyunu(nemini) %15-20’lere indirmek için)
12- Santrifuj Kurutucu (İnce kömürden (-18 mm) suyu (nemi) uzaklaştırmak için..
AĞIR ORTAM SİKLONU
ve
YARDIMCI EKİPMANLARI
SU+MANYETİT+KÖMÜR
BESLEMESİNİN YAPILDIĞI
AĞIR ORTAM SİKLONU
MANYETİT VE SUYU
SÜZME VE YIKAMA ELEĞİ (TEMİZ KÖMÜR İÇİN)
MANYETİTİ GERİ KAZANMA İÇİN
MANYETİK SEPARATÖR
MANYETİTİ BESLEME İÇİN
SANTRİFUJ POMPA
MANYETİT VE SUYU
SÜZME VE YIKAMA ELEĞİ (ARTIK İÇİN)
BESLEME TANKI (%20 KÖMÜR+%20 MANYETİT+%60SU)
-1 mm
EKONOMİK ZENGİNLEŞTİRME YÖNTEMLERİ (ekonomik ancak düşük verimli zenginleştirme)
JİG İLE YAŞ YIKAMA
VEYA
KURU ZENGİNLEŞTİRME YÖNTEMLERİ
JİG İLE ZENGİNLEŞTİRME (+1.0-300 mm)
Harz Jigi (Klasik Pistonlu Jig)
Baum Jigi
Batac Jigi
ROM Jig
Dünyada kömür yıkama tesislerinde yıkama cihazlarının % 50’sini jigler oluşturmaktadır.
Ayırma ortamı hava ya da su olabilir.
Suyun hareketi piston (Harz jig) ya da hava (Baum ve Batac Jig) ile sağlanır.
Klasik Jig Devresi
ALTERNATİF JİG TÜRLERİ
1) Pistonlu Jigler :
Bu jiglerde , eleğin yanında bulunan ve jig teknesine açık olan bölmede , su içinde aşağı – yukarı hareket eden bir
piston pülsasyonu sağlamaktadır.. Eksantrik bir mil ile tahrik edilen pistonun , aşağı doğru olan hareketi basma ,
yukarı doğru hareketi de emme etkisini doğurmaktadır. Piston dakikada 100 – 300 defa hareket edebilir. Hareket
genliği de 0.5 – 8 cm arasında değişir.
2) Diyaframlı Jigler :
Bu aygıttaki pülsasyon hareketi, diyaframlı tulumbaya benzer bir mekanizmayla elde edilmektedir. Tekne içinde
yer alan ve kauçuk bir diyaframla tekne cidarına bağlanan, dairesel veya altı köşeli disk şeklindeki piston ,
eksantrik mile bağlı hareket kolu ile tahrik edilip , aşağı – yukarı hareket ederek sudaki pülsasyonu sağlar. Disk
şeklindeki piston , diyafram sisteminin yukarı doğru olan hareketi basma , aşağı doğru hareketi de emme etkisi
doğurur.
3) Basınçlı Su ile Çalışan Jigler :
Bu jiglerde , pülsasyon hareketi mekanik olarak değil , basınçlı su ile sağlanır. Bunlara pülsatör jigi de
denilmektedir. Richards jigi , bu tür jiglerin bir örneğidir. Yapı olarak Harz jigine benzeyen Richards jiginde , elek
yanındaki bölmeye , 150 – 200 devir / dakika hızla dönebilen bir döner vanadan yararlanılıp , kısa aralıklarla
basınçlı su verilerek , jig kutusunda basma etkisi doğurur. Bu jiglerde emme etkisi yoktur.
4) Basınçlı Hava İle Çalışan Jigler :
Bu jiglerde döner bir vana ile kısa aralıklarla verilen basınçlı hava , jig içindeki suyu hareketlendirerek basma etkisi
doğurur. Bunlarda da emme etkisi bulunmamaktadır. Basınçlı hava ile çalışan jiglerin tipik örneği kömür
zenginleştirmede çok kullanılan Baum jigidir. Baum jiginin geliştirilmiş ve 1970 li yıllardan sonra kullanılmaya
başlanılan günümüzdeki örneği Batac jigidir.
Harz Jigi
Denver-Harz Jig=Eksantrik Pistonlu Jig
Jiglerde minerallerin birbirinden ayrılması,
jig tabanındaki elek üzerinde ve ortama
hareket veren bir pulsasyon hareketiyle sağlanır.
Burada amaç, elek üzerinde oluşan yataktaki
malzemeyi genişleterek açmak ve bu açılmayı
kontrol ederek, daha yüksek yoğunluklu ve
ince tanelerin, oluşan yatağın
aralıklarından geçmesini, iri ve yüksek yoğunluklu
tanelerin ise yatak üzerinde tabakalaşmasını
sağlamaktır.
Başka bir deyişle, ortama verilen düşey (emme
ve basma) hareketiyle, jige beslenen
malzeme içindeki farklı yoğunluklu minerallerin, jig
tabanı (elek) üzerinde en alt tabakada en ağır
mineraller, en üst tabakada da en hafif mineraller
olmak üzere tabakalar oluşturmasını sağlamaktır.
Bu arada, elek üzerindeki yatağın yukarı
doğru (basma) hareketi esnasında açılan
yatak malzemesi arasından, besleme malı içindeki
ince boyutlu ve yüksek yoğunluklu ağır
mineraller elek altına geçmektedir. Jigleme
işleminde, ortam hareketli ise sabit elek, ortam sabit
ise düşey hareketli bir elek de kullanılabilmektedir.
Baum jiginde pülsasyon hava ile sağlanır.
Alman Baum Firması tarafından 110 yıl önce
keşfedilmiştir. Sisteme kısa aralıklarla hava
verilir. Baum jiginde emme etkisi yoktur.
TTK’nın çeşitli lavvarlarında kullanılmaktadır.
Baum Jigi (Hava Pulsasyonlu Jig)
Baum Jigi ve Kesit Görünümleri (a) Uzunlamasına Kesit
(b) Enlemesine Kesit
Mc-Nally Baum Jig, www.metso.com
Batac Jig (Hava Pulsasyonlu Jig)
Çalışma prensibi Baum jigine benzemektedir.
Ancak hava kamarası yanda değil, jigin alt
kısmındadır. Bu durum, jig genişliğini arttırmakta
ve kapasiteyi yükseltmektedir.Baum jiginde
genişlik 3m civarında iken Batac jiginde 5-7m
olabilmektedir. Kapasiteleri 1000 t/s’e kadar
çıkabilmektedir.
ROM Jig (Hareketli Elekli Jig)
Klasik jiglerde suya verilen hareketin zor
olması nedeniyle, ROM Jiginde elek hareketli
yapılmıştır. Suya verilen impulsla birlikte jig
eleği de hareket ettirilmekte ve kömür ile taş
tabakalar halinde ayrılmaktadır.
Bu jiglere 400mm boyutuna kadar taneler
beslenebilmektedir.
Genellikle iri boyutlu tüvenan kömürün
zenginleştirilmesi için kullanılmaktadır.
Kapasiteleri 400 t/s’e kadar çıkabilmektedir.
An example of the primitive technology at play in the mining fields. Here a hand-powered jig.-1902.
TÜVENAN KÖMÜRÜN KURU
ZENGİNLEŞTİRİLMESİ
Elle Ayıklama (+30-300mm)
Bradford Kırıcısı (+30-300mm)
FGX, FX cihazları (-100+1mm)
Havalı Jig (Allair Jig) (-100+1mm)
Manyetik Ayırma (dar boyut aralığı)
Elektrostatik Ayırma (dar boyut aralığı)
Optik Zenginleştirme (dar boyut aralığı)
Elle Ayıklama (Yerinde veya Bant Üzerinde)
İngiltere, Coal Queens.. Tekirdağ, Gündelikçiler
Bradford Kırıcısı (Döner Kırıcı)
Karma Kuru Temizleyiciler (FGX ve FX)
FGX Çinde geliştirilmiştir.
FGX cihazının ana parçaları; süspansiyon
mekanizması, destek ünitesi, kömür besleme
girişi, ayırma masası, vibrör, hava odası, hava
besleme girişi, temiz kömür, ara ürün ve atık
çıkış yollarıdır.
Basınçlı hava masanın altından verilmekte ve
delikli masa yüzeyinden geçerek kömürleri
yoğunluk farkına göre tabakalandırmaktadır.
Havanın yanı sıra karma etki
oluşturulabilmesi için, ayırma masası bir
elektrik vibrörü ile titreştirilmektedir.
Bu cihaza beslenen malzeme içerisinde %10-
20 oranında toz malzemenin bulunması
gerekmektedir. Aksi halde otojen ağır ortam
etkisi meydana gelmeyeceği için etkili bir
ayırma gerçekleşmeyecektir.
FX cihazı, FGX cihazına benzer bir prensiple
çalışmaktadır. FGX’in kopyasıdır.
10 t/s Kapasiteli FGX cihazı: Soma/Manisa
Kül oranındaki düşüş %10 ile %15
arasında sınırlıdır. Cihaz ön
zenginleştirme amacıyla kullanılabilir.
Çok düşük küllü temiz kömür
üretilememektedir. 10mm’nin altındaki
boyutlarda ayırma yapamamaktadır.
Havalı Kuru Jigler (Allair Jig)
Allair jiginde hava biri sabit diğeri pülsasyonlu
olmak üzere iki farklı bölgeden verilmekte ve bu
yolla düzenli bir tabakalaşma ile hassas ayrım elde
edilebilmektedir.
Tabakanın üst kısmından hafif taneler (kömür)
alınmakta iken alt kısmından ağır taneler
alınmaktadır.
Endüstriyel uygulamalarda besleme külüne bağlı
olarak %10 ile %20 arasında küllü temiz
kömürlerin elde edilebileceği belirtilmektedir.
Akışkan olarak su yerine hava kullanılan jiglere pnömatik
veya havalı jig denilmektedir.
Havalı jigde akışkan ortamın viskozitesi düşük
olduğundan, viskoz direnç kuvvetinin taneler üzerindeki
etkisi, sulu ortamlara göre çok azdır.
Bunun sonucu olarak 0.1 mm boyutuna kadar olan
tanelerin havalı jiglerde zenginleştirilmesi mümkündür.
Allair ve FGX cihazlarının Endüstriyel uygulamalarından görüntüler..
Manyetik Ayırma (Manyetik Ayırıcılar)
Manyetik ayırmada yararlanılan özellik minerallerin farklı
manyetik duyarlılıklarıdır.
Kömürün içerisinde, pirit (FeS2) gibi bünyesinde demir
bulunan çeşitli inorganik safsızlıklar bulunmaktadır.
Bu tür demirli safsızlıkların yüksek alan şiddetli bir
manyetik ayırıcıdan geçirilmesi durumunda ayrılması
mümkündür.
Endüstriyel ölçekte manyetik ayırıcılarla kükürt giderme işlemi
kömürün %50’den fazla pirit ve mineral madde içermesi
durumunda ekonomik olmaktadır. Bu yüzden manyetik
ayırıcılar kömür zenginleştirme işlemlerinde kullanılmamakta
ve yapılan çalışmalar genellikle deneysel ölçekte kalmaktadır.
Yüksek alan şiddetli yaş manyetik ayırıcılar ile çeşitli tipteki
kömürlerden piritik kükürt %70-90 aralığında
giderilebilmektedir (Deneysel ölçekte yapılan çalışmalar)
Manyetik ayırıcılar kömür yıkama tesislerinde, manyetitin geri
kazanılmasında veya sisteme giren demir parçalarının tutulması
için Askılı Mıknatıslar şeklinde kullanılmaktadır.
Kömür şlamı-manyetit ayrımı (Tambur Tipi)
Elektrostatik Ayırma (Elektrostatik Ayırıcılar)
Bu yöntemde kömür ve yan taşın birbirinden
ayrılmasında kömür ve yan taşın elektrik
iletkenliğinin birbirinden farklı olması
özelliğinden faydalanılır.
Bu tip ayırıcılar; elektrodinamik ve elektrostatik
ayırıcılar olmak üzere başlıca iki gurup altında
toplanabilir.
Elektrodinamik ayırıcılar -2 mm kömürler için
uygun iken, elektrostatik ayırma -0.25 mm
boyutlu kömür için uygun olmaktadır.
Bu cihazlara besleme yapılmadan önce kömürün
dar tane aralığında sınıflandırılması, şlamdan
arındırılması ve havada kuru hale getirilmesi
gerekmektedir [1].
Elektrostatik ve elektrodinamik ayırıcıların hassas
ve verimsiz olması nedeniyle endüstriyel
uygulaması yaygın değildir.
Triboelektrostatik Ayırıcı
Optik Ayırma (Optik Ayırıcılar)
Endüstriyel ölçekte uygulamaları çok yaygın olmayan
optik ayırıcılardan en bilinen tipleri Optosort ve
Rhewum Datasort ayırıcılarıdır.
Optosort cihazında ayırma işlemi, gerek ayrılacak
malzemenin spektral özelliklerine gerekse optik olmayan
özelliklerine dayanarak sağlanmaktadır.
Ayırmada önemli olan, ayrılması istenen malzemenin
artık malzemeden farklı özellikte olmasıdır.
Malzemelerin spektral özelliklerinden yola çıkılarak
aydınlatmadaki değişiklikler ve multi-sensorik teşhis
sistemleri ile taneleri birbirinden ayırmaktadır.
Optosort, 300 ile 0.5 mm arasındaki dar besleme tane
boyutlarında etkili ayırma yapabilmektedir. Kapasiteleri
saatte 150’tona kadar çıkabilmektedir.
Rhewum Datasort cihazı ise; malzemeyi renkli veya
siyah-beyaz olmasına göre teşhis etmekte olup, renkli
malzemede tek taraflı algılama, desenli malzemelerde çift
taraflı algılama yapmaktadır.
Örneğin, kömür şist ayrımında, kömür siyah iken
şist nispeten daha açık renklidir. Cihazdan
siyah taneler geçerken basınçlı hava verilir ve
siyah malzeme farklı bir bölmeye gider. Açık
renkli tanelere basınçlı hava verilmeyeceği
için serbest düşme hareketi yapar. Ayrım bu
şekilde devam eder.
Besleme
Aydınlatma Kamera
Üfleme ağızlıkları
Basınçlı hava
Bilgisayar
YAŞ VE KURU ZENGİNLEŞTİRMENİN AVANTAJLARININ
KARŞILAŞTIRILMASI
Yaş Zenginleştirmenin Avantajları
1- PERFORMANS YÜKSEK,AYIRMA
HASSASİYETİ YÜKSEK,VERİM YÜKSEK
2- FARKLI KALİTEDE KÖMÜR ÜRETİMİ İMKANI
(Çok düşük yada yüksek küllü kömür)
3- GENİŞ TANE BOYU ARALIKLARINDA
ÇALIŞABİLME (0-150 mm)
4- ZENGİNLEŞTİRME KRİTERİ FAKTÖRÜ
(Ortamın su olması durumunda yoğunluk 1
iken; hava olması durumunda yoğunluk 0.0013
olmakta ve k değeri azalmaktadır)
5- BESLEMENİN NEM İÇERİĞİNDEN
BAĞIMSIZDIR (Yüksek ve düşük nem içerikli
kömürlerde çalışabilme esnekliği)
Kuru Zenginleştirmenin Avantajları
1- SULU ARTIK OLUŞTURMAZ VE BÜYÜK
ALANLARDA TOPRAKTA TUZLANMA ETKİSİ
YARATMAZ
2- PAHALI SUSUZLANDIRMA İŞLEMLERİ
GEREKTİRMEZ (POMPALAMA, TİKNER, FİLTRE,
KURUTMA)
3- MANYETİT, FLOKÜLANT VE REAKTİF GİBİ
KİMYASALLAR GEREKTİRMEZ
4- KÖMÜR HAZIRLAMA TESİSİ DAHA KÜÇÜK
OLUR, DAHA AZ ENERJİ GEREKTİRİR DOLAYISI
İLE HEM YATIRIM HEM DE İŞLETME MALİYETİ
DÜŞÜKTÜR
5- BİR ATIK BARAJI GEREKTİRMEZ, ÇEVRESEL
DÜZENLEME MALİYETİ DÜŞÜKTÜR.
BÖLÜM 9
TOZ TÜVENAN KÖMÜR ZENGİNLEŞTİRME
YÖNTEMLERİ
Kömür Hazırlama Ders Notu, 2012
TOZ (-1.0 mm) TÜVENAN KÖMÜR ZENGİNLEŞTİRME
YÖNTEMLERİ
1- KÖMÜR SPİRALLERİ (Reichert, Humprey,Rus spirsli, Multotec, Roch vs)
2- KÖPÜK FLOTASYONU (Klasik, Kolon ve Jet-Jameson Flotasyonu)
3- SALLANTILI MASALAR (Deister Masası)
4-SU SİKLONU (WOC-Water-Only Cylone)
5-HİDROLİK AYIRICILAR (TBS-Teeter Bed Separator)
6-SANTRİFUJLU GRAVİTE AYIRICILAR (MGS,Falcon,Knelson, Kelsey Jig)
7- YAĞ AGLOMERASYONU (Petrol türevleri ile,gazyağı,mazot vs.)
8- KİMYASAL VE BİYOLOJİK ZENGİNLEŞTİRME (Kimyasal&Bakteri)
KLASİK TOZ (-1.0mm) KÖMÜR ZENGİNLEŞTİRME DEVRESİ
Endüstrideki Diğer Alternatifter
1- KÖPÜK FLOTASYONU (Klasik, Kolon ve Jet Flotasyonu)
2- SALLANTILI MASALAR
3-SU SİKLONU (WOC)
4-MODERN GRAVİTE AYIRICILAR (MGS,Falcon,Knelson, Kelsey Jig)
5- YAĞ AGLOMERASYONU
Flotasyon
SpiralAğır
ortam si
klonu
JigSu siklonu
Sarsın
tılı
mas
a
Ver
im
75 500 1000 3000
Tane boyutu, mikron
Flotasyon
SpiralAğır
ortam si
klonu
JigSu siklonu
Sarsın
tılı
mas
a
Ver
im
75 500 1000 3000
Tane boyutu, mikron
Toz-İnce Kömür Kömür Yıkama Yöntemlerinin
Verimlerinin Karşılaştırılması
İri ve İnce Kömür Zenginleştirme Yöntemlerinin Tane
Boyutuna Göre Uygulanabilirliği
Ağır Ortam Banyosu
Klasik Jig
Ağır Ortam Siklonu
Su Siklonu (WOC)
Spiral
MGS,Falcon v.s
Teeter Bed Sep.
Flotasyon veya Aglomerasyon
1- KÖMÜR SPİRALLERİ
Kömür hazırlama tesislerinde en
yaygın kullanılan ince kömür gravite
ayırıcısıdır.
-3+0.075 mm kömürler için
kullanılırlar.
Tek sarım,tek besleme için kapasitesi
2-3 t/saattir, tek spiralde 3 sarım 3
besleme olabilmektedir (7t/s).
PKO; % 20-40 arasındadır.
Hareketli aksamı az, işletme giderleri
düşük ve az yer kaplamaları önemli
avantajlarıdır.
Ülkemizdeki linyit ve taşkömürü
işletmelerinde yaygın olarak
kullanılmaktadır.
4’LÜ
30 ton /saat kapasite ile
kömür zenginleştirme
için 4’lü spiral teklifi
Zonguldak, DEKA MADENCİLİK
2-KÖPÜK FLOTASYONU
Flotasyon, sulu bir ortamda kabarcık oluşturma ve bu kabarcıklarla hidrofob (su sevmez) taneleri yüzdürme
işlemidir. Kömür hidrofob olduğu için, hidrofob olan hava kabarcığına yapışarak köpüğe geçer. Şist gibi
hidrofil (suyu seven) taneler ise kabarcığa yapışmadığı için, yüzeyi ıslanarak batmaktadır
Kömür flotasyonunda, daha fazla hava kabarcığı oluşturmak için “köpürtücü” denen reaktifler kullanılır. Diğer
yandan daha güçlü kömür-kabarcık yapışmasını sağlamak için (yada kömürün hidrofobitesini arttırmak için)
“toplayıcı” reaktifler kullanılır. Köpürtücü reaktiflerin kullanım oranı 50-200 g/t arasında iken, toplayıcılar
genellikle 500-1000 g/t arasında kullanılmaktadır.
Kömür flotasyonunda en sık
reaktifler
Köpürtücü olarak
“Çamyağı”, “2-etil hegzanol”
ve “MIBC”
Toplayıcı olarak:
“gazyağı”, ve “fuel oil” dir.
Klasik (Mekanik) Flotasyon Hücresi
Klasik flotasyon hücresi endüstride en çok kullanılan
flotasyon makinesidir. Flotasyon makinelerinin en
eski olanıdır.
Klasik flotasyona besleme boyutu -0.5 mm’dir.
Pülpte katı oranı; % 20-40 arasındadır.
Kabarcık oluşum mekanizması karıştırma ile elde
edilir. İnce tanelerde karıştırma hızı, iri tanelerin
flotasyonuna göre daha fazladır. Bunun nedeni
kabarcık-tanecik temasının arttırmaktır.
Şlam boyutlu (-0.1) tanelerin flotasyonunda verimli
değildir. Bunun nedeni, makinede oluşan hava
kabarcıklarının boyutunun büyük olması ve yeterli
köpük yüksekliğinin elde edilememesidir.
Ülkemizde Zonguldak kömürlerinin zengleştirilmesi
için birkaç tesiste kullanılmaktadır. Klasik flotasyon
yerini spiralllere bırakmıştır.
Flotasyon daha çok, kurşun-çinko ve bakır
minerallerinin zenginleştirilmesi için kullanılmaktadır.
TTK Amasra Lavvarında kömür flotasyonu
Kolon Flotasyonu KOLON FLOTASYONU NEDEN GELİŞTİRİLMİŞTİR?
1-Temel amaç, çok ince taneleri (-0.1mm) verimli bir şekilde flote
etmektir. Mekanik hücrelerde üretilen hava kabarcığı çapı büyüktür
(800 mikron). Bu yüzden çok ince tanelerin flotasyonunda yeterli
kabarcık yüzey alanını oluşturamaz. Dolayısıyla çok ince tanelerin
flotasyonunda tüm hidrofobik taneleri kabarcığa taşıyamaz. Kolon
flotasyonunda üretilen hava kabarcığı çapı 500mikron olduğu için
daha yüksek kabarcık yüzey alanı elde edilir ve çok ince tanelerin
tamamı flote edilebilir.
Ayrıca, kolon
flotasyonunda yıkama
suyu bulunur, bu sayede
kabarcıklar arasına
sıkışarak köpüğe geçen
taneler pülp içerisine geri
yıkanabilmektedir.
2- Mekanik hücrede köpük kalınlığı azdır bu nedenle entrainment
(konsantreye artık karışması) fazla olur. Yüksek köpük
kalınlığında, kabarcıklar arasında taşınan gangın geri düşme
ihtimali daha yüksektir.
Jet Flotasyonu yada Jameson Hücresi
JET FLOTASYONU NEDEN GELİŞTİRİLMİŞTİR?
1-Kolon flotasyonunda hava kabarcıkları kompresör ile
sparger’dan (kabarcık üreteci) üretilir. Hava, flotasyonda bir
maliyettir. Ayrıca, sparger’ların tıkanma problemi vardır. Hava
maliyetini ortadan kaldırmak ve sparger tıkanmasını önlemek için
JET FLOTASYONU geliştirilmiştir.
2- Kolon flotasyonunda yükseklik problemi vardır. Tesislerde
ürünün alınabilmesi için yükseğe çıkmak gerekir. Ayrıca
kapasiteleri düşüktür. Kapasiteyi arttırmak ve yükseklik
problemini çözmek için JET FLOTASYONU geliştirilmiştir.
Ortalama kabarcık çapı 300 mikrondur. Özellikle şlam kömürlerin zenginleştirilmesi için Avustralya’da
pek çok uygulaması bulunmaktadır.
Benzer kapasite için mekanik ve Jameson hücresi yerleşim alanı
Siklojet Hücresi (ilk Türk flotasyon makinesi)
SİKLOJET HÜCRESİ NEDEN GELİŞTİRİLMİŞTİR?
1-Tesislerdeki mevcut hidrosiklonu ekonomik yolla Jet flotasyonuna
çevirebilmek için SİKLOJET Hücresi geliştirilmiştir.
2- Üretilen kabarcık çapı Jameson hücresi ile aynıdır (300mikron).
Jameson hücresinden farkı downcomer yerine tesislerdeki mevcut
hidrosiklonu kullanmasıdır. Hidrosiklonun altına “konik tüp” ve bir
“ayırma tankı” yerleştirilmesi ile elde edilen bir hücredir.
Hidrosiklonun üst akımı, kapalı yada açık olarak çalıştırılabilmektedir.
Zonguldak şlam kömürlerinin zenginleştirilmesinde başarı ile kullanılmaktadır.
%50küllü şlam kömürden %7-15küllü ürünler elde edilebilmektedir.
50cm çapındaki bir hücrenin
kapasitesi 1 ton/saat’tir.
KLASİK (MEKANİK) FLOTASYON
KOLON FLOTASYONU
JET FLOTASYONU
Çeşitli Flotasyon Makinelerinde (Hücrelerinde)
Kabarcık Oluşturma Mekanizmaları
Pervanenin döndürülmesi
ile, üstten havanın
vakumlanması sonucu
Su içerisindeki gözenekli
malzemeye basınçlı
havanın verilmesi sonucu
Basınçlı suyun, tank
içerisindeki suya dalması
ve dış ortamdan havanın
vakumlanması sonucu
*Denver Hücresi
*Wedag Hücresi
*Smart Cell
*Tank Cell
*CPT Kolonu
*Microcell Kolonu
*Dolgulu Kolon
*Temas Kolonu
*Klasik Jet Hücresi
*Jameson Hücresi
*Hidrojet Hücresi
*Siklojet Hücresi
Sallantılı Masalar
Kömür zenginleştirmede eskiden yaygın
olarak kullanılmaktaydı. Günümüzde
masaların yerini spiraller almıştır. Kömür
hazırlamada en yaygın kullanılan masa tipi
Deister masasıdır.
Türkiye’de sadece TTK Armutçuk
Müessesesinde -10+0.5 mm kömürün
zenginleştirilmesi için kullanılmaktadır.
Kömürün zenginleştirilmesinde kullanılan
masaların genlikleri büyük (2-4cm) ve
hızları (frekansları) düşüktür.
Su Siklonu (Water-Only Cyclone)
Su siklonu, bir otojen ortam siklonudur.
Beslenen kömür içerisindeki çok ince boyutlu
malzemeyi (-100 mikron) ağır ortam oluşturucu
olarak kullanmaktadır.
Klasik hidrosiklonlara göre boyları daha kısa ve
daha tombul yapıdadır. Ayrıca girdap boruları da
daha uzundur.
Merkezde oluşturulan hava koridoru ile hafif taneler
vorteksten yukarıya doğru hareket etmektedir.
İyi yıkanma özelliğine sahip kömürlere
uygulanabilecek bir yöntemdir.
Yıkamada kullanılma amacı kaba yıkama veya ön
temizleme içindir (Ateşok, 2004). Nihai bir artık
oluşturamamaktadır.
En bilinen tipi, Krebs firması tarafından üretilen bir
su siklonu (Water Only Cyclone)’dur.
ÇİFT TAMBURLU AYIRICI (DOUBLE DRUM
SEPARATOR)
Türkiye’de geliştirilmiş bir çeşit su siklonudur. Özelliği besleme
şeklinin merkezi bir kollektörle yapılmasıdır. Yan yana
yerleştirilmiş 2 adet yatay siklondan oluşur.
Zonguldak’ta özel bir işletmede -3mm boyutlu ve %50 küllü
tüvenan kömürden %7-15 küllü temiz kömür üretiminde
kullanılmaktadır. Ancak oluşan artığın külü %55-65 ile sınırlıdır.
Bu yüzden sistemden alınan artığın tekrar başka bir cihazla
zenginleştirilmesi gerekmektedir.
ÇTA
Hidrolik Ayırıcılar (TBS) Hidrolik ayırıcıları diğer ayırıcılardan
ayıran en önemli özellik, bir hücre içerisinde
tanelerin çökme yönüne zıt bir su akımının
verilmesi ve engelli çökme koşullarının
yaratılmasıdır.
Bu ayırıcılarda, aşağıdan yukarıya doğru
hızlı bir su hareketi yaratıldığında, su
akışının hızına bağlı olarak, taneler
yoğunluğa göre tabakalaşmaya
uğramaktadırlar.
Ayırma hassasiyeti düşük olan bu
cihazların, yıkanma özelliği iyi olan bazı
kömürlerin yıkanmasında kullanıldığı
bilinmektedir.
Alt su miktarının ve hızının iyi
ayarlanması sayesinde bu cihazlarla
oldukça iyi ayırma yapılabilir.
Yıkanacak kömürün tane iriliği ise 13
mm’ye kadar çıkabilmektedir.
En bilinen tipi Teeter Bed Separator
(TBS)’dir.
TBS Çalışma Prensibi
Başarısız Bir Yerel Hidrolik Ayırıcı Örneği
%50 küllü -3mm boyutlu kömürden %15-20’lik bir verimle %35-40 küllü kömür alınmıştır.
Verilen su miktarı hassas ayarlanamamıştır. Ayrıca nozul çapları ve dizilişleri homojen
değildir. Bu cihazların HASSAS donanımlı olması gerekmektedir.
Zonguldak Karbomet
Madencilik Tesisi
BAŞARISIZ UYGULAMA
Modern Gravite Ayırıcıları (MGS,Falcon, Knelson, Kelsey Jigi)
MGS sarsıntılı masadan esinlenerek geliştirilmiştir.
Bilinen yatay sallantılı masa yüzeyinin, bir tambura doğru
dönüşü şeklinde tasavvur edilebilir.
Multi gravite ayırıcısı’nda minerallerin birbirinden
ayrılması, 150-300 dev/dak. hızla dönen eğimli bir
tamburun iç yüzeyinde gerçekleşmektedir.
Tamburun ekseni boyunca oluşturulan titreşim ile
desteklenen tambur hareketinin etkisiyle, tanecikler gravite
kuvvetinin yanısıra merkezkaç kuvvetinin de etkisi altında
kalırlar.
Tamburun ortasına %20-50 pülpte katı oranında
beslenen cevherdeki nispeten daha ağır taneler tamburun
dönmesi sonucu tamburun tabanına yerleşirken, hafif
mineraller tabakanın üst kısmında ve daha sulu bir
durumda bulunurlar. Hafif taneler suyun da etkisiyle
tamburun eğimi boyunca aşağıya doğru hareket eder. Ağır
tane ise, küreyici kollar vasıtasıyla yukarıya doğru taşınır
ve tamburun arka ucundan dışarıya alınır.
Daha çok metalik cevherlerin zenginleştirilmesinde…
MGS
Multi Gravity Separator (MGS)
Falcon Cihazı /Aygıtı
Falcon cihazında ayrımın yapıldığı ünite kova
şeklinde olup, besleme kovanın orta kısmından
su ve kömür karışımı halinde yapılmaktadır.
Kova, motor tarafından döndürülen bir tabla
üzerinde oturmaktadır. Kovanın dönmesi ile
temiz kömür en üstten alınırken, artık onun
hemen altından alınır.
Falcon cihazında tanelere yerçekimi ivmesinin
300 katı kadar fazla santrifüj ivme
uygulanabilmektedir .
Özellikle, -1 mm ile 37 mikron arasında etkili
ayırma yapabilmesi spiral ve flotasyon
devresine alternatif oluşturabilmektedir.
Kömürde kullanımı yaygın değildir.
Ha
fifl
er
Konsantrasyon
bölgesi
Ak
ışk
an S
u t
abak
ası
Ha
fifl
er (
kö
mü
r)
Pülp Beslemesi Halkalar
Ağır taneler (Şist Pirit vb.)
Bu cihazda ayrım, konik şekilli bir kovanın
dönmesi ile oluşturulan santrifuj kuvvetlerinin etkisi
ile gerçekleştirilir.
Konik şekilli bir kova içinde, yukarıya doğru
çapları daha da genişleyen delikli halkalar bulunur.
Konik kovanın dönmesi ile oluşan santrifuj
kuvvetlerinin etkisi ile ağır tanecikler halkaların
üzerindeki deliklere girmekte ve konsantrasyon
işlemi başlamaktadır.
Hafif taneler üstten, ağır taneler alttan
alınmaktadır.
Kömürdeki uygulaması yaygın değildir. kömür
şist
Knelson Cihazı /Aygıtı
Kelsey Jigi
Klasik jiglerde kullanılan tüm
parametrelerden yaralanan ve bunlara
ilaveten santrifüj kuvvetini de kullanan yeni
bir jig tipidir.
Bu jig, yerçekimi ivmesinin 40 katı bir santrifuj
ivmesi oluşturabilmektedir.
13 ülkede olmak üzere 60 bölgede bakır,
çinko, altın, demir, nikel, kromit ve platin
grubu metallerin zenginleştirilmesi için
endüstriyel ölçekte uygulamaları mevcuttur.
Kapasiteleri 5-60 kg/saat arasında değişen
bu jigler ile 150 mikronun altındaki taneler
bile etkili bir şekilde zenginleştirilebilmektedir.
Henüz kömür için araştırma aşamasında olan
Kelsey jigi, özellikle ince taneli piritin
kömürden uzaklaştırılması için ümit vericidir.
Yağ Aglomerasyonu (Seçimli Aglomerasyon)
İnce boyutlu tüvenan kömürün çeşitli yağlarla topak haline getirilmesi ve bu topakların ayrılması esasına
dayanır.
Tüvenan kömür hacimce %10-15’lik gazyağı,fuel oil gibi yağlarla karıştırıldığında, kömürler topak hale
gelirken,şist topaklanmadan dağınık halde bulunur. Bu karışım bir elekten elenirse elek üstünden topaklar
(kömür aglomeratları), elek altından şist alınır.
Aglomerasyon yöntemi, tane boyutu birkaç mikron olan kömürlere başarıyla uygulanabilmektedir
%50 küllü Zonguldak kömüründen (-100mikron) %10 küllü kömür üretilmiştir. (ağırlıkça %10 gazyağı
ile)
Kimyasal Zenginleştirme (LİÇ)
İnce boyutlu kömür; HCL, HF, H2SO4, NaOH gibi
kimyasallarla bir tank içerisinde sulu bir ortamda
karıştırılır. Kimyasallar kül yapıcı inorganik
maddeleri çözer. Çözelti bir filtreden süzülürse,
filtre üzerinde temiz kömür kalır.
Endüstriyel ölçekte uygulaması yoktur, genellikle
süper temiz kömür (kül<%3) üretimi için kullanılır.
%9 küllü Zonguldak kömüründen %1 küllü ultra
temiz kömür üretilebilmektedir.
Tank Liçi
Kimyasal zenginleştirme yöntemi ile kömürdeki
inorganik malzemelerin (her türlü kül ve kükürt)
hemen hemen hepsi giderilmektedir. Ancak bu
yöntem kömürün yapısını bozduğu için ve
ekonomik olmadığı için endüstriyel ölçekte
kullanılmamaktadır.
Biyolojik Zenginleştirme (Bakteri Liçi)
Biyolojik yöntemlerde “bakteri liçi” ve “bakteri flotasyonu” olmak
üzere başlıca iki yöntemle uygulanmaktadır.
Bazı bakteriler yaşamları için gerekli olan enerjiyi kükürtlü bileşikleri
oksitleyerek sağlarlar. Böylece kükürtlü bileşikler oksitlenerek suda
çözünen sülfatlara dönüşürler.
Ayrıca pirit oksitlendiğinde, yüzeyi daha kolay ıslanmakta ve
flotasyonda kömür yüzmekte pirit batmaktadır.
Bu amaçla kullanılan bazı bakteriler; Thiobacillus Ferrooxidans ve
Sulfolobus bakterileridir.
Bakteri
(Tek hücreli mikroorganizma)
Antonie van Leeuwenhoek
Bakteri liçi ile, altın, gümüş, kurşun çinko cevherleri zenginleştirilebilmektedir.
-1.0 mm Toz Kömürün Zenginleştirilmesi için Alternatif Yöntemler/Cihazlar
SON…
Muhtemel Sınav Soruları
1- Alternatif statik ve dinamik ağır ortam ayırıcılarını yazınız. Çalışma prensiplerini şekil çizerek kısaca açıklayınız.
2- Tüvenan taşkömürünün yıkanması için yaygın olarak kullanılan klasik bir ağır ortam tesisinin akım şemasını çiziniz. Bu tesiste kullanılabilecek olan muhtemel ekipmanları görevleri ile birlikte açıklayınız.
3- Yaş ve kuru zenginleştirmenin avantajları nelerdir? İri boyutta Yaş ve Kuru zenginleştirme yapan cihazlar hakkında kısaca bilgi veriniz.
4- Toz (-1mm) kömürün zenginleştirilmesinde kullanılabilecek alternatif kömür yıkama yöntemlerini yazarak, bunları kısaca açıklayınız.
5-Larkodems ya da ÇMS teknolojisinin avantajları nelerdir? ÇMS’nin çalışma prensibini çiziniz.