Çöllolar-Kışlaköy (Afşin-Elbistan) linyitlerinin jeokimyasal özelliklerinin incelenmesi

Abstract

IV ÖZET Bu çalışma kapsamında Türkiye'nin en büyük linyit rezervine sahip Afşin- Elbistan Linyit havzasında yer alan Kışlaköy ve Çöllolar sektörlerine ait linyitlerin kısa kimyasal, petrografik, mineralojik ve element analizleri yapılmıştır. Linyit tabakası bol miktarda fosil kavkısı içermekte ve gidya ile ardalanmalı olarak Üst Miyosen-Pliyosen yaşlı Ahmetcik Formasyonu içerisinde yer almaktadır. Kışlaköy açık işletmesinde üretimi yapılan linyit, 4x340 MW kapasiteli Afşin- Elbistan termik santralında kullanılmaktadır. Açık işletmede linyit tabakasının ortalama kalınlığı 30 m civarındadır. Ancak bazı sondajlarda 80 m'ye kadar ulaşmaktadır. İşletilen linyit tabakasından 23 adet, toplam ondört adet sondajdan ise 63 adet linyit örneği alınmıştır. Bu örnekler üzerinde kısa kimyasal ve petrografik analizler, X-ışınları toz difraktometre (XRD) çekimleri, ICP-MS ve EDP-XRF yöntemleriyle element analizleri ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Sondaj örnekleri havada kuru bazda yüksek kül (%36) ve yüksek toplam kükürt içeriği (%3.9) ve düşük üst ısıl değerlerine (2776 kcal/kg) sahiptir. İşletilen linyit tabakasına ait orjinal bazda ortalama toplam nem içeriği ise %43 olarak saptanmıştır. İncelenen örneklerde mineral madde olarak çoğunlukla kalsit, kuvars, kil mineralleri, pirit, feldispat, aragonit, opal-CT ve jips tanımlanmıştır. Sondaj örneklerine ait kuru kömür bazında element analizi sonuçları dünya ortalama değerleriyle karşılaştırıldığında Cr (ort. 67 ppm), Mo (ort. 11 ppm) ve U (ort. 13 ppm) elementlerinin linyitlerde daha bol bulunduklarını göstermektedir. İşletilen linyit tabakasında da ortalama Cr, Mo ve U değerleri sırasıyla 105 ppm, 14 ppm ve 15 ppm olarak belirlenmiştir. Bu çalışmalarda Cr, Mo ve U içeren minerallere rastlanılmamıştır. Kül ile Mo ve U elementleri arasında negatif doğrulasal bir ilişki belirlenmiş ve bu elementlerin çoğunlukla organik maddeyle birlikte bulunabileceği düşünülmüştür.

ABSTRACT This study presents the results of proximate, petrographic, mineralogical and element analyses of lignites in the samples from the Kışlaköy and Çöllolar area in the Afşin- Elbistan lignite basin, which has the largest lignite rezerves of Turkey. The lignite seam containing abundant gastropoda shells and alternating with gyttja occur in the Ahmetcik Formation of Upper Miocene-Pliocene age. The lignite bed is currently exploited in an open-cast mine in the Kışlaköy lignite field and supply feed coal to a power plant with 4x340 MW capacity. The mineable thickness of the lignite bed in this mine is about 30 m, but in some boreholes it reaches 80 m. thickness. Twenty-three samples from the working lignite bed and sixty-three core samples of the lignites from 14 boreholes were collected and studied using proximate and petrographic analysis, X-ray powder diffraction (XRD), inductively coupled plasma-mass spectrometer (ICP- MS), energy-dispersive polarisation X-ray fluorescence spectrometer (EDP-XRF) and scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray microanalysis (SEM-EDX) techniques. The borehole samples on an air-dried basis have high ash yields (36%), and high total sulfur contents (3.9%), and low calorific values (2776 kcal/kg). The samples show that the worked lignite bed, on an as-received basis, averages high moisture contents (43%). The mineral matter of the studied samples is mainly made up of calcite, quartz, clay minerals, pyrite, feldspar, aragonite, opal-CT and gypsum. The trace element analyses, on a whole-coal dry basis, indicate that most of the borehole samples showed enrichment in specific elements, including Cr (av. 67 ppm), Mo (av. 1 1 ppm) and U (av. 13 ppm) when compared to the range of these elements for most coals in the world. The contents of Cr, Mo and U for the samples from the worked lignite bed are respectively 105 ppm, 14 ppm and 15 ppm. No Cr, Mo U-bearing minerals have been detected during these studies. The Mo and U concentrations are negatively correlated with the ash yields, and these elements are probably contained mainly within organic matter.