Sert linyitlerin Aydın-Şahinali kömürü örneğinde yıkanabilme özelliklerinin araştırılması

Abstract

ÖZET Aydın-Şahinali kömürü örneğinde, sert linyitlerin yıkanabilirliğinin araştırılması amacıyla; iri ve ince taneli kömürün külünden arındırıl ması için yapılan çalışmalar, özellikle teknik faktörler ön planda tutularak, üç grup halinde gerçekleştirilmiştir. Birinci grup çalışmalarda Şahinali ve Tunçbilek kömürlerinin yüzebi- lirlik özellikleri tesbit edilmiştir. İkinci grup çalışmalarda, Şahin ali ve Tunçbilek toz kömürlerinin su siklonuyla yıkanabilme özellikle ri araştırılmış, diğer üçüncü grup çalışmalarda ise Tunçbilek te halen farklı tane iriliğindeki kömürler için kullanılmakta olan kömür yıkama ünitelerinin performans ölçümleri yapılarak, elde edilen değer ler aynı tane iriliğindeki Şahinali kömürleri için uyarlanmış; böylece Şahinali kömürlerinin, söz konusu cihazlarda yıkanması halinde, elde edilecek temiz kömürün kül oranı ve yıkama verimi tesbit Edilmiştir. Bu çalışmalarda önce, Aydın-Şahinali ve Tunçbilek te üretilen kömür lerin farklı tane iriliği fraksiyonlarının özelliklerinin tesbiti mak sadıyla, her iki kömür yatağından alınan temsili numuneler eleme işle mine tabi tutulmuş ve her tane sınıfındaki malzemenin ayrı ayrı kimya sal analizleri yapılmıştır. Elde edilen tane irilik dağılım sonuçlarıyla, Şahinali kömürlerinde kül oranının tane iriliğine bağlı olduğu ve tane iriliği inceldikçe kül oranının arttığı tesbit edilmiştir. Buna karşın Tunçbilek kömürlerinde Şahinali kömürlerinin aksine, tane iriliği inceldikçe kül oranının azaldığı görülmektedir. Bu durum her iki kömüre ait külü oluşturan maddelerin farklı fiziksel özelliğe sahip olduğunu göster miştir. Her iki kömürün yüzebilirlik özelliklerini tesbit etmek amacıyla tüve- nan (150.0-0.0 mm), parça (150.0-18.0 mm), fındık (18.0-10.0 mm) ve toz (10.0-0.0 mm) olarak adlandırılan farklı tane iriliğindeki kömür ayrı ayrı yüzdürme-batırma testlerine tabi tutulmuştur. Yapılan testler sonucunda Şahinali tüvenan kömürünün 1.5 g/cm3 ün üze rindeki ayırma yoğunluklarında, orta-iyi arasında yıkanabilirliközelliğine,1.5 g/cm3 den daha düşük ayırma yoğunluklarında ise, kötü yıkanma özelliğine sahip olduğu tesbit edilmiştir. Parça kömürle yapılan yüzdürme-batırma testleriyle; sözkonusu tane sınıfındaki kömürün 1.6 g/cm3 ten yüksek yoğunluklarda yıkanabilirlik özelliğinin iyi olduğu görülmüştür. sınıfındaki kömürün 1.6 g/cm ten yüksek yoğunluklarda yıkanabilirlik Fındık kömürle yapılan yüzdürme-batırma testleri sonucunda 1.6 g/cm3 den daha düşük ayırma yoğunluklarında yıkanmasının zor olduğu tesbit edilmiştir. Söz konusu değerden daha- yüksek ayırma yoğunluklarında ise fındık kömürün ayırma `hassasiyeti yüksek cihazlarla yıkanabileceğini söylemek mümkündür. Şahinali toz (10.0-0.0 mm) kömürleri ile yapılan yüzdürme-batırma testleri, bu tane sınıfındaki kömürlerin fazla miktarda ara ürüne sa hip olduklarını göstermektedir. Bu nedenle söz konusu kömürün ancak yüksek ayırma yoğunluklarında ve ayırma hassasiyeti yüksek olan cihaz larla yıkanmasının zorunlu olduğu tesbit edilmiştir- Tunçbilek kömürleri yaklaşık olarak % 13 ile % 20 arasında değişen miktarlarda ara ürüne sahiptirler. Buna göre söz konusu kömürlerin ancak 1.7 g/cm3 den daha yüksek ayırma yoğunluklarında, yıkama perfor mansları düşük alan cihazlarla yıkanabiimeleri mümkün olmaktadır. 3 Parça kömürler ise...1.6 g/cm3` den daha düşük yoğunluklarda zor yıkana bilirlik özelliği göstermektedirler. Tunçbilek fındık ve toz kömürlerinin yüzdürme-batırma analizlerinden elde edilen sonuçlar söz konusu tane sınıflarındaki kömürlerin yüksek yoğunluklarda bile kolay-zor arasındaki limitlerde yıkanabileceğini göstermiştir. İkinci grup çalışmalarda ise Tunçbilek ve Şahinali toz kömürlerinin su siklonuyla yıkanabilme imkanları araştırılmıştır. Bu amaçla. Tunç bilek iri toz (18.0-0.0 mm) kömürleri için 20 inç çaplı, Tunçbilek ve Şahinali ince toz (10.0-0.0 mm) kömürleri için ise 10 inç çaplı su siklonları kullanılarak yapılan deneylerde, besleme basıncı üst çıkış boru seviyesi, alt çıkış koniklik açıları ve katı-sıvı oranı gibi parametrelerin siklon performansına etkileri incelenmiştir. Denemelersonucunda elde edilen optimal yıkama koşullarında,. % 39. 20 küllü Tunçbilek iri toz kömüründen, % 20.34 küllü temiz kömür, % 56 yıkama verimiyle; % 34.29 kül içeren ince toz kömüründen ise, iki kademede toplam % 74.77 yıkama verimiyle % 21.44 küllü temiz kömür elde edil miştir. Şahinali ince toz kömürünün su siklonunda yıkanmasıyla ilgili olarak yapılan çalışmalar sonucunda ise, % 39.45 kül içeren toz kömür den, yine iki kademede toplam % 52.16 verimle, % 25.84 küllü temiz kömürün kazanılabileceği tesbit edilmiştir. Çalışmanın üçüncü aşamasında ise, Tunçbilek lavvarında, farklı tane iriliğindeki kömürler için kullanılan yıkama cihazlarına beslenen kö mürün ve yıkama sonucunda elde edilen ürünlerin yüzdürme-batırma test leri yapılmıştır. Bu test sonuçları dikkate alınarak, her cihaza ait dağılım faktörleri hesaplanmış ve tromp eğrileri çizilerek ayırma sınır yoğunlukları tesbit edilmiştir. Tunçbilek lavvarında yıkanan kömürlerle aynı tane iriliğindeki Aydın- Şahinali kömürlerinin yüzdürme-batırma testleri ayrıca yapılarak yo ğunluk dağılımları tesbit edilmiştir. Daha sonra Tunçbilek 'de kullanılan yıkama cihazlarına ait performans değerleri, Şahinali kömürlerinin yoğunluk dağılımı değerlerine uyarlanmıştır. Böylece Şahinali kömürle rinin Tunçbilek lavvarında bulunan aynı tip cihazlarla ve aynı yıkama şartlarında yıkanması halinde,, elde edilebilecek yıkanmış kömürün kül oranları ve yıkama verimlerinin tesbiti mümkün olmuştur. Tunçbilek lavvarında kullanılan cihazların yıkama performansları dikkate alına rak yapılan uyarlama işlemleri sonunda, Aydın-Şahinali parça (150.0- 18.0 mm) kömürlerinin ağır ortam tamburu ile yıkanması halinde % 86.74 yıkama verimiyle % 20.60 küllü temiz kömür; iri toz (18.0-0.0 mm) kömürlerinin jigle yıkanması halinde % 67,40 yıkama verimiyle % 22.10 küllü, ağır.ortam siklonuyla yıkanması -halinde % 78.66 yıkama verimiyle % 25.77 küllü ve su siklonuyla yıkanması halinde de, % 66.17 yıkama verimiyle % 24.21 küllü temiz kömürün elde edilebileceği tesbit edilmiştir. Şahinali ince toz (10. 0-0. 0 mm) kömürlerinin su siklonuyla yıkanması halinde ise % 33.52 yıkama verimiyle % 23.16 kül içeren temiz kömürün elde edilebileceği aynı uyarlama işlemleriyle saptanmıştır.

In Aydın - Şahinali coal example for investigating the washabiiity of hard brown coal, the studies for purif lying caarss and fine coal from its ash ware mads in three different groups. In these studies especi ally technical factors uiere mainly emphasized. In the first group of investigation, `f Instability properties of Şahin ali and Tunçbilek coals were determined. In the second group, the washabiiity properties of Şahinali and Tunçbilek fine coal were inves tigated with water-only cyclone. In the final group of studies performances of coal washing units in the Tunçbilek plant were measured for dfferent sizes of coals. The results obtained were adapted to the Şahinali coals of the same size and far the case of washing, these coals in similar units, the ash content and washing recovery of clean coal were.predicted. In this work, primarily, samples of different sizes of Şahinali and Tunçbilek coals were taken to perform screening and chemical analysis. Float - sink tests were done on different sizes ( 15D.D-0.Dmrn, 150.0- 18.0-mm, 18,0-10.0 mm? and' 1G. 0-0.0 mm ) of both coals to determine f Instability properties. In addition, fine coals of Tunçbilek and Şahinali regions were taken to determine possibilities of washing with water-only cyclone. For fine samples of 13.0-0.0 mm cyclones with 20 inches of diameter, for samples of 10.0-0.0 ram cyclones with 10 inches of diameter were used. The parameters investigated during the experiments were pressure, vortex -finder clearance, apex conical angles, and solid - liqued ratio. The results obtained in optimal washing conditions from the experimental work is 3hown in the following table. Tunçbilek coals Şahinali coals size. Feed.: Clean coal Feed Clean coal (mm) flsh'% mû% Ash% l/ah% bit % Ash % ia.Q-0.0. 39.20 ~56.00 20.34 10.0-0.0 34.29 74.7? 21.44 39.45 52.1S 25.84Furthermore j in the washing plant af Tunçbilek, float - sink experi ments mere done for different sizes of samples of feeding coals and washed products obtained from different washing units. Corresponding to these results, for every washing unit, distribution faktnrs were calculated, and specific gravities of separation were determined by making use of Trorap curves» On the other hand, far similar sizes of Şahinali coals float - sink tests were performed and density distributions were obtained. Then, the performance results of Tunçbilek usshing units ware adapted to density distributions obtained from Şahinali coals. Hence, the possibility for predictions of ash contents and washing operations in units similar to ones in the Tunçbilek plant yas created. Fitting of Tunçbilek results to Şahinali coals gives us the follow ing figures. Particle Size (mm) Washing Units 15D. 0-18.0 18.0-0.0 10.0-D.O Clean coal Clean coal Clean coal Mi%_ Ash% Wt% Ash% üjt% Ash%___ H M Drum Seperator 86.74 20.60 Beum Type Jig 67.40 22.10 H M Cyclone 78.66 25.77 kiater-Gniy Cyclone 66.17 24.21 33.52 23.18 In summary, in this work, possibilities for prediction of -the results of usshing coals were developed and as an apparatus the water-only cyclone which has no use in Turkey, was shown to be usable for coals produced in Turkey.