Transcript kömür 5. hafta (hidrolik yöntemler lisans sunum)

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.
KÖMÜR YIKAMA
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
yöntemlerini şöyle sıralamak mümkündür:
yıkama
•İri tane boyutlu kömür (+20 mm)
•Orta ve ince taneli kömürler (20-2 mm ve 2-0.5 mm)
•Toz kömürler (-0.5 mm)
Kömür Yıkama Yöntemlerinin Fiziksel Esasları
Kömür, hazırlamada şu fiziksel özelliklerden
yararlanmak mümkündür:
- Optik özellik
- Mekanik ve yapısal özellik
- Yoğunluk farkı
- Elektriksel özellik
- Yüzey özelliği
Kömürlerin Yıkanması
. Kömür Yıkama Yöntemlerinin Fiziksel Esasları
Optik özelliğe göre ayırma, daha ziyade iri kömür parçalarında yapılmaktadır.. Normal
kömürde 80-100 mm tane iriliğinde yapılan tavuklama işlemi, antrasitlerde 30-40 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.
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.
İRİ KÖMÜR YAŞ YIKAMA YÖNTEMLERİ
(Jigler, Oluklar)
BAUM JİGİ
BAUM JİGİ VE ÇALIŞMASINDA ETKEN OLAN PARAMETRELER
Baum jigi, birleşik kaplar prensibine göre çalışan ve yoğunluğa göre
tabaklaşmayı sağlayan bir zenginleştirme aygıtıdır.
TABAKALAŞMAYA ETKİ EDEN
FAKTÖRLER
a. Hareket başlangıcında farklı ivmelenme
b. Engelli çöküş klasifikasyonu
c. Ara boşluklardan sızma
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.
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
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) 3-6O, ikinci bölmede (ara ürün alma) 0-4O 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.
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.
Baum turu: valf hareketinin 150O’lik periyodunda
basınçlı hava, hava bölmesine giriş yapar, 22.5O’de
genleşme olur, 165O’de hava boşaltılır ve 22.5O’de
hareket kesilerek ortamın oturması için süre verilmiş
olur.
Ortalama Baum turu 12-20 kPa (0.118-0.197 atm)
basınç gerektirmektedir
Bird turu: Burada hava veriş süresi azaltılırken, genleşme süresi
uzatılmıştır
Jigde hava
ve suyun
etkisiyle
oluşan
hareketlerin
temsili
gösterimi
•
JİGİN AVANTAJLARI
Ağır sıvı veya katıların süspansiyoun ile üretilen ağır ortam
gerektirmez
8 inç’e kadar efektif olarak yıkama yapabilmektedir
Geniş yoğunluk aralıkları kullanılabilmektedir.
5 - 750 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
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.
Kapı baraj sistemi
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.
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.
Beslenen Kömür Tane İriliği Etkisi:
Jige beslenen kömür tane iriliği düştükçe, efektif
ayırma yoğunluğu da yükselmektedir.
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.
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.
Su Kontrolü:
Klasik baum turunda 1 ton kömür için yaklaşık 1.5-2.5
m3/h su kullanılmaktadır. Jig büyüdükçe bu oran az da
olsa azaltılır.
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.
JİG TİPLERİ
• Eleği hareketli Jigler
Pistonlu Jig
Sadece dar tane sınıfı için uygundur
Hava Pulsasyonlu Jigler
Cascadyn Oluğu:
İri kömür yıkamada(+10 mm)= 5-6 m uzunluk, 30 cm genişlik,
kapasite 17-20 t/h, gerekli su miktarı: 5 m3/t
İnce kömür yıkamada (-10 mm)= 25 cm genişlik,
kapasite 8-9 t/h
OLUKLAR
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)
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.
Trikon (WOC): Sadece su ile çalışarak yoğunluğa göre ayırım
yapar.
Santrifüj kuvvet yerçekimi ivmesinin 50-500 katına çıkar.
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
Sallantılı Masalar :
Uzunlukları 4-5 m ve genişlikleri de 1.6-1.8 m
arasındadır. Sallantılı masalarda 10 mm’ye kadar
kömür yıkanabilmektedir.
Sallantılı masada ayırmaya etki eden parametreler:
-Yatay sallantı hareketi (ileri hızlı, geri yavaş)
250-300 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 1.6-1.8 m
-Titreşim boyu: 18-30 mm
-Kapasite:
0-6 mm için 7,5 t/h
0-12 mm için 10-11 t/h
0-25 mm için 15 t/h
Humprey Spirali
Kapasite: 2-4 t/h ( her start için)
Katı :%20-40
Reichert Konisi
Kapasite: 65-90 t/h
%35-45 katı
Koni çapı: 2 m
Besleme: 3-0.05 mm
Can recover iron minerals down to 400 mesh (in theory)
REICHERT CONE
Hidroseperatör
Çap: 2.5-3 mm
Kapasite: 100-30 t/h
Tane iriliği: 130 mm ye kadar
Teetered bed seperator
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.
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.
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.
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.
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.