... konulu sunumlar: "KÖMÜR YIKAMA Üretim esnasında kömüre karışan yan kayaçlarla, kömür damarı içerisinde bulunan ara kesmelerden gelen mineral maddelerin ve kömür içindeki."— Sunum transkripti:
1
KÖMÜR YIKAMA Üretim esnasında kömüre karışan yan kayaçlarla, kömür damarı içerisinde bulunan ara kesmelerden gelen mineral maddelerin ve kömür içindeki çok küllü parçaların atılarak, kömürün ısı değerini yükseltmek, kömür kullanımını daha ekonomik hale getirmek ve kömür kullanımından kaynaklanan çevre ve hava kirliliğini minimuma indirmek için kömür yıkama işlemi uygulanmaktadır. Kömür genellikle ızgaralı yakma sistemlerinde yakıldığından, kömür yıkamada, cevher zenginleştirmeden farklı olarak, kömürün iri boyutta zenginleştirilmesi söz konusu olmaktadır.
2
KÖMÜR YIKAMA
3
Ocaktan gelen kömür genellikle 150 mm’nin altına indirildikten sonra, tane sınıflarına ayrılmakta ve bu tane sınıflarında ayrı ayrı işlemlere tabi tutulmaktadır. Kömür yıkama yöntemleri, kömür özelliği ve yıkanacak kömür tane iriliğine göre değişmektedir. Kömür tane boyutuna göre, kömür yıkama yöntemlerini şöyle sıralamak mümkündür: İri tane boyutlu kömür (+20 mm) Orta ve ince taneli kömürler (20-2 mm ve mm) Toz kömürler (-0.5 mm)
4
Kömür Yıkama Yöntemlerinin Fiziksel Esasları Kömür, hazırlamada şu fiziksel özelliklerden yararlanmak mümkündür: - Optik özellik - Mekanik ve yapısal özellik - Yoğunluk farkı - Elektriksel özellik - Yüzey özelliği
5
Kömürlerin Yıkanması. Kömür Yıkama Yöntemlerinin Fiziksel Esasları Optik özelliğe göre ayırma, daha ziyade iri kömür parçalarında yapılmaktadır.. Normal kömürde mm tane iriliğinde yapılan tavuklama işlemi, antrasitlerde mm ye kadar inmektedir. Mekanik ve yapısal Özellik; Zenginleştirmede etken olan faktörlerin başında, ayrılacak maddelerin yapısal özelliği, mineral sertliği, parçalanma özelliği, kırılganlığı, ufalanma durumu, elastik ve plastik özellikleri gelmektedir. Yoğunluk farkına göre zenginleştirme, kömür hazırlamada en çok kullanılan yöntemdir. Graviteye göre ayırma, ağır ortamda, jigde, olukta, masada, siklonlarda v.s. de kömür yıkamanın fiziksel esasını oluşturmaktadır. Elektriksel Özellik Farkına Göre Ayırma; Kömür ve mineral madde değişik elektriksel özelliklere sahiptir. Yüzey özelliği farkına göre ayırma, toz kömür yıkamada en çok kullanılan yöntemdir. Kömür yüzeyi su tarafından, mineral madde yüzeyine nispeten daha az ıslanmaktadır. Diğer taraftan, kömür ve petrol kökenli yağlar, kömür yüzeyini, mineral madde yüzeyine göre daha fazla ıslatmaktadır. Bu ve buna benzer yüzey özelliklerinden istifade edilerek toz kömür, flotasyon ve selektif aglomerasyon yöntemleriyle yıkamaya tabi tutulmaktadır.
6
Kömür Yıkama Yöntemleri Kömür zenginleştirme yöntemlerini çeşitli şekillerde gruplamak mümkündür. yaş yöntemler ve kuru yöntemler Hidrolik esaslı, ağır ortam esaslı, kuru yöntemler ve yüzey özelliğine dayalı Bu gruplamaları kendi içerisinde de iri kömür yıkama yöntemleri, ince kömür yıkama yöntemleri ve toz kömür yıkama yöntemleri olarak incelemek incelemek mümkündür.
7
İRİ KÖMÜR YAŞ YIKAMA YÖNTEMLERİ (Jigler, Oluklar)
8
BAUM JİGİ
9
10
BAUM JİGİ VE ÇALIŞMASINDA ETKEN OLAN PARAMETRELER Baum jigi, birleşik kaplar prensibine göre çalışan ve yoğunluğa göre tabaklaşmayı sağlayan bir zenginleştirme aygıtıdır.
11
TABAKALAŞMAYA ETKİ EDEN FAKTÖRLER a.Hareket başlangıcında farklı ivmelenme Engelli çöküş klasifikasyonu b. Engelli çöküş klasifikasyonu. Ara boşluklardan sızma c. Ara boşluklardan sızma
12
Tabaklaşmada ayırımın derecesi jige ve kömür özelliklerine bağlıdır. Jige bağlı faktörler; Strok boyu Strok frekansı Artık alma sistemi Su kontrolü Kömüre bağlı faktörler ise; Yıkanabilirlik Tane dağılımı Şist oranı’dır.
13
Jigin Çalıştırılmasında Etken Olan Parametreler ve Ayarları Şistin Alınması Elek Pulsasyon Hareketi Hava ve Basınç Düzenleme Jig Hızı Beslenen Kömür Tane İriliği Etkisi Şist atma kapasitesi Yatak kalınlığı Su Kontrolü
14
Elek: Tabakalaşmayı oluşturmak amacıyla kullanılan elek, iki ürünlü jiglerde tek, üç ürünlü jiglerde ise iki ayrı parça olarak kullanılır. Elekler elevatörlerin olduğu tarafa doğru eğimli olurlar. Bu eğim genelde birinci elekte (şist atma bölmesi) 3-6 O, ikinci bölmede (ara ürün alma) 0-4 O arasında seçilir. Uygulamada elek açıklıkları 5 ile 30 mm arasında değişmektedir. Pratikte elek açıklığının, çok mecbur kalınmadıkça, 10 mm’nin altına düşmesi istenmez. Büyük elek açıklığı emmenin artmasına sebep olmaktadır. Elek, sürtünme direnci en az olan sac delgi şeklinde olmalıdır. Diğer türler malzemenin ilerlemesine direnç göstereceğinden, uygun olmamaktadır.
15
Pulsasyon Hareketi: Jigde pulsasyon hareketi, hava bölmesine verilen basınçlı hava ve alt su ile sağlanır.Bu hareket 4 aşamadan oluşur. Şekil 4’de görüldüğü gibi, önce basınçlı hava, hava bölmesine doldurulur, gerekli basınç oluştuktan sonra, elek tarafında su yükselmeye başlar (genleşme), maksimum genliğe ulaşıldıktan sonra, basınçlı hava boşaltılır ve su tekrar dengeye gelirken, elek üzerinde tabaklaşan malzemede, elek üzerine oturmuş olur.
16
Baum turu: valf hareketinin 150 O ’lik periyodunda basınçlı hava, hava bölmesine giriş yapar, 22.5 O ’de genleşme olur, 165 O ’de hava boşaltılır ve 22.5O’de hareket kesilerek ortamın oturması için süre verilmiş olur. Ortalama Baum turu kPa ( atm) basınç gerektirmektedir
17
Bird turu: Burada hava veriş süresi azaltılırken, genleşme süresi uzatılmıştır
18
Jigde hava ve suyun etkisiyle oluşan hareketlerin temsili gösterimi
19
JİGİN AVANTAJLARI DEZAVANTAJLARIJİGİN AVANTAJLARI Ağır sıvı veya katıların süspansiyoun ile üretilen ağır ortam gerektirmez 8 inç’e kadar efektif olarak yıkama yapabilmektedir Geniş yoğunluk aralıkları kullanılabilmektedir t/h arası kapasitelerde kullanılabilir DEZAVANTAJLARI 1. Yıkanabilme özelliği iyi olan kömürler dışında verim düşer Çok geniş tane iriliği aralıklarında iyi sonuç vermez Düşük yıkama yoğunluklarında çalıştırılması zordur Genelde iri taneler için daha efektiftir
20
Şistin Alınması: Jigden şistin alınması amacıyla geliştirilmiş çeşitli yöntemler mevcuttur. Bunlar elle, boşaltma, otomatik sistemler, kapı baraj sistemi, tekne ürünü olarak alma yöntemleridir. McNally firmasınca geliştirilmiş olan otomatik (şamandıralı) şist alma sistemi.
21
Kapı baraj sistemi
22
Dengelenmiş yoğunluk kontrollü sistem - - Suyun hareketi düşük dirençli yöne doğrudur. Eğer yatak fazla direnç oluşturursa, şist atılır. Yatak kalınlığı azalırsa, şist elek üzerinde kalır. Kapı/baraj sisteminin otomatik versiyonudur.
23
Jig Hızı: Jigde hız dakikadaki strok sayısını ifade etmektedir. Doğru hızı tesbit etmede kullanılan faktörler; Besleme malı tane iriliği dağılımı; dar tane iriliğinde sınıflandırılmış kömür, sınıflandırılmamış kömüre göre daha çabuk ayrılır. Bu nedenlede kömürde toz oranı çok fazla ise, şlamından arındırma, zenginleştirme verimi açısından, faydalı olmaktadır. Strok genliğinin yükselmesi, kısa genliğe göre fazla ayırma verimi sağlamaktadır. Kısa genlikte yatakta tam açılma olmamaktadır. Tabaka kalınlığı; ince bir yatağın, kalına göre kaldırılması daha kolaydır. İnce yataklar için yüksek hızlar kullanılabilir. Malzemenin yoğunluğu; düşük yoğunluklu malzeme, yavaş çökme hızları nedeniyle, jig hızının azaltılmasını gerektirmektedir.
24
Beslenen Kömür Tane İriliği Etkisi: Jige beslenen kömür tane iriliği düştükçe, efektif ayırma yoğunluğu da yükselmektedir.
25
Şist atma kapasitesi: Jig birim alanı için belli bir tabaklaşma ve ayrılma kapasitesi vardır. Bunun yanında taş çıkış kapılarının kapasitesi de sınırlayıcı bir faktör olmaktadır.
26
Yatak kalınlığı :. Minimum yatak kalınlığı taş çıkış kapısının açıklığıyla sınırlıdır. Bu kapının açıklığı ise maksimum tane iriliğinin 1.5 katı olarak alınır. İri kömür yıkamada, yatak derinliği, maksimum tane iriliğinin 3 katı civarında olmalıdır. Bu limitler dahilinde olmak üzere yatak kalınlığı mümkün olduğunca sığ tutulmalıdır.
27
Su Kontrolü: Klasik baum turunda 1 ton kömür için yaklaşık m3/h su kullanılmaktadır. Jig büyüdükçe bu oran az da olsa azaltılır.
28
Jigler Jiglerde, ayırmanın can damarı olan su hareketi (impuls), değişik şekillerde verilmektedir. İmpuls veriliş metotlarına göre, jigleri şu gruplara ayırmak mümkündür: - Pistonlu jigler - Membranlı jigler - Eleği hareketli jigler - Hava impulslu jigler Bu jiglerden ROM jig, Baum Jigi ve Batac jigi kömürde en çok kullanılan jiglerdir.
30
Pistonlu Jig Sadece dar tane sınıfı için uygundur
31
Hava Pulsasyonlu Jigler
32
33
OLUKLAR Cascadyn Oluğu: İri kömür yıkamada(+10 mm)= 5-6 m uzunluk, 30 cm genişlik, kapasite t/h, gerekli su miktarı: 5 m 3 /t İnce kömür yıkamada (-10 mm)= 25 cm genişlik, kapasite 8-9 t/h
34
35
36
İnce ve Toz Kömür Yıkama (Sadece suyu ortam olarak kullananlar) Feldispat yataklı jigler Oluklar Otojen ağır ortamlı siklonlar (WOC) Sallantılı masalar Spiraller Reichert Konileri Hidrolik Seperatörler (Teetered bed Seperators)
37
İnce kömür jigleri İnce kömür jiglerinin temel esasları, iri kömür jigleri bölümünde anlatılmıştır. Farklı olarak sadece, yıkanan kömür boyutu küçük olduğu için, suni yatak oluşturulmaktadır. Suni yatak malzemesi olarak da genelde feldispat kullanılmaktadır.
38
Trikon (WOC): Sadece su ile çalışarak yoğunluğa göre ayırım yapar. Santrifüj kuvvet yerçekimi ivmesinin katına çıkar.
39
Trikonun avantajları: -Birim kapasite için maliyeti düşüktür. -Boyutuna göre kapasitesi yüksektir. -Çalıştırılması basittir. -Ağır ortam gerektirmez. -Düşük işletme ve bakım giderleri vardır. -Piritin uzaklaştırılması için de faydalıdır. Dezavantajları: -Ayırma verimi düşüktür -Göreceli olarak yüksek ayırma yoğunlukları oluşturur. Dizayn parametreleri: Gövde geometrisi Besleme, alt çıkış ve üst çıkış açıklıkları Koni açısı Çalışma Parametreleri: Akım hızı, besleme basıncı, katı oranı, çok ince tane oranı, tane boyutu, şist oranı
40
Sallantılı Masalar : Uzunlukları 4-5 m ve genişlikleri de m arasındadır. Sallantılı masalarda 10 mm’ye kadar kömür yıkanabilmektedir.
41
Sallantılı masada ayırmaya etki eden parametreler: -Yatay sallantı hareketi (ileri hızlı, geri yavaş) strok/dak -Su akışı (%90 ı temiz kömürle gider) (k/s: 2.5/1) Besleme suyu %75, yıkama suyu %25 i oluşturur - Eğim, Artık tarafı besleme tarafına göre hafif yüksektir, temiz kömür tarafı daha alçaktır. -Çıtalar -Boyutlar : boy :4-5 m, en m -Titreşim boyu: mm -Kapasite: 0-6 mm için 7,5 t/h 0-12 mm için t/h 0-25 mm için 15 t/h
42
Humprey Spirali Kapasite: 2-4 t/h ( her start için) Katı :%20-40
43
Reichert Konisi Kapasite: t/h %35-45 katı Koni çapı: 2 m Besleme: mm
44
REICHERT CONE Can recover iron minerals down to 400 mesh (in theory)
45
Hidroseperatör Çap: mm Kapasite: t/h Tane iriliği: 130 mm ye kadar
46
Teetered bed seperator
47
Falcon Konsantratörü Santrifüj esaslı sürekli çalışan bir cihazdır. Yüksek hıza bağlı olarak çok yüksek santrifüj kuvvetler etkisinde yoğunluğa göre ayırım yapmaktadır. Konik çanak şeklindeki seperatörün merkezine beslenen malzeme, su filmi içerisinde yoğunluk farkına göre tabakalaşmaktadır. Yüksek yoğunluklu ürün eşikli bir açıklıktan alınırken, düşük yoğunluklu ürün üstten taşarak alınmaktadır.Falcon C srisinide -1 mm kömür 150 t/s’e kadar yıkanabilmektedir.
48
Multi-Gravity Separator (MGS) İnce boyutlu cevherler için geliştirilmiştir. Dönüş, sallantı ve akımda sınıflanma etkilerinin bileşimi sonucu ayrım gerçekleşmektedir. Ayrım işlemi küreyicilerle (scraper) ve yıkama suyu ile desteklenmektedir.
49
Knelson Yerçekimi ivmesinin yaklaşık 60 katı santrifüj kuvvetler etkisinde zenginleştirme işlemi gerçekleştiren aygıta besleme tabana yapılır. Değerli metallerde kesikli çalışna tip kullnılmaktadır. İnce kömür zenginleştirme için geliştirimiş sürekli çalışan tipi mevcuttur.
50
clean coal between -1.0mm and 45 microns makes it an attractive alternative to a spiral and flotation circuit. The Falcon C continuous concentrator can treat the -1.0mm material at a rate of up to 150t/hr, utilizing a footprint of only 6m2. With the addition of magnetite to the circuit, Ep's of 0.04 have been achieved through the Falcon model 'C' concentrator.
51
Yeni Geliştirilmiş Yöntemler Kuru yöntemle zenginleştirme konusunda araştırılan aygıtlar; triboelektrostatik ayırıcı(elektrostatik esaslı ayırma, MagMill prosesi(manyetik özelliğe dayalı zenginleştirme), Mikrodalga-manyetik ayırma kombinasyonu, akışkan yataklı ağır ortam prosesi, manyetik ortam destekli akışkan yatak, FX seperatör, vb bunlardan bazıları olarak sayılabilir. Yaş yöntemler ise gravite esaslı ve yüzey özelliklerine dayalı yöntemlerdir. Gravite esaslılarda yukarıda verilmiş olan Falcon, Knelson ve MGS’ye ilave olarak, Kelsey Jig, alternatif sıvı (ağır ortam) yöntemi, mikronize manyetitli ağır ortam siklonu, Altair jig, vb sayılabilir. Diğer yöntemler ise; Mikrocell flotasyonu, hava püskürtmeli siklonik flotasyon, Teetered Bed Seperatör, asit liçi yöntemleri, Engelli Çöküş klasifikatörü, Granuflow prosesi, Hidrofobik ekstraksiyon, vb.