Y. Doç. Dr. Hasan HACIFAZLIOĞLU

İstanbul Üniversitesi, Mühendislik Fak.Maden Mühendisliği Böl. Avcılar/İSTANBUL

E-Mail: hasanh@istanbul.edu.tr

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.