Soma Lavvarmda 0.5 mm Altında Olan Malzemenin Değerlendirilmesi Benefication of Minus 0.5mm Raw Coal of Soma Washery Güven ÖNAL * Gündüz ATEŞOK ** A.Ekrem YÜCE *** Muzaffer TÜRK *** Ö Z ET Soma Lavvarında koyulaştırma tankına verilen malzemenin (-0.5 mm) değerlendirilmesi amacıyla yapılan çalışmalarda;spiral,sarsıntılı masa, siklon ve flotasyon ile zenginleştirme deneyleri yanısıra çeşitli flo- külanlar kullanılarak çöktürme deneyleri yapılmıştır.Ayrıca elde edilen değerler ışığında bir arıtma tesisi akım şeması önerilmiş ve Soma Lavva- rının bugünkü değerleri ışığında malzeme denge hesabı -verilmiştir. A B S T R A CT Laboratory tests were carried out on minus 0.5 mm fraction fed to the thickener,including humprey spiral,shaking table,hydrocyclone and flotation in addition to the application flocculation by the use of various flocculants for settling tests.In the and,a flowsheet for clar­ ification plant was given with the inclusion of material balance. x Prof.Dr., İ.T.Ü Maden Fakültesi Cevher Hazırlama Anabilim Dalı Maslak-ÎST **Doç.Dr., " *** Araş.Gör.," 431 1 . G İ R I Ş T.K.i Genel Müdürlüğü E.L.İ Müessese Müdürlüğüne bağlı olarak Soma bölgesinde 165 t/s proje kapasiteli bir lavvar bulunmaktadır.Yıkama te­ sisinin akım şeması şekil.1 de verilmiştir. Sözkonusu tesiste tuvenan silosundan eğimli bir bantla iki katlı tu- venan eleğine gelen kömür burada elenerek + 100 mm:-100+18 mm boyut grup­ larına ayrıl maktadır.+ 100 mm boyut grubu elle ayıklama işlemine:-100+18 mm ve - 18 mm boyut grupları ise iki ayrı baum jigine gönderilmektedir.iri boyut baum jiğinden elde edilen araürün bir çekici i kırıcı ile tekrar 18 mm'nin altına kırılarak ince boyutlu baum jigine beslenmektedir.înce baum jiginden elde edilen araürün tesis şişti ile birleştirilerek atılmaktadır. Her iki baum jiginden alınan laveler iki katlı sınıflandırma eleği­ ne gönderilerek -100 +18 mm, -18 +10 mm ve - 10 mm boyut gruplarına ayrıl­ maktadır.Sınıflandırma eleğinden alınan - 100 +18 mm ve - 18 +10 mm boyu­ tundaki temiz kömürler silolara gönderilmektedir.-10:mm boyut grubu ise zenginleştirilmek üzere çöktürme tankına verilmektedir.Çöktürme tankından elde edilen iri malzeme 0.5 mm elek açıklıklı şlam eleğine verilerek elen­ mekte ve elek üstünden elde edilen -10 +0.5 mm boyutundaki temiz kömür santrifüj kurutucuya gönderilerek susuzlandırılmakta daha sonrada ince kö­ mür silosunda stoklanmaktadır. Yıkama tesisinde çöktürme tankının taşanı (-0.5 mm) bir koyulaştırma tankına verilmektedir.Koyulaştırma tankından alınan iri malzeme bir pom­ pa aracılığıyla şlam havuzlarına gönderilmektedir.Koyulaştırma tankı taşa­ nı ise çevrede bulunan Bakırçay'a verilmektedir.(Şekil.1).Bakırçay'a veri­ len koyulaştırma tankı taşanı önemli bir miktarda katı içerdiğinden çevre­ ye önemli ölçüde kirlilik getirmekte ve çevrede yapılan ziraatı olumsuz yönde etkilemektedir.Yıkama tesisinde koyulaştırma tankına verilen ve ta­ mamı 0.5 mm altında bulunan bu ince malzemenin değerlendirilmesi ve soru­ nun çevreye zararı dokunmadan çözülmesi önemli bir sorun olarak ortaya çıkmaktadır. 432 OİIOO.0T S" 2 . MALZEME ÖZELLİKLERİNİN TESBİTİ Soma Lavvarında koyulaştırma tankına verilen ince kömürden eşit zaman aralıklarında ve çeşitli vardiyalarda 12 tertip halinde numuneler alınmıştır.Deneyler bu tertiplerden alınan numunelerin karıştırılmasıyla elde edilen karışım numunesi üzerinde sürdürülmüştür. 2 .1. Mineralojik Özellikler Koyulaştırma tankına verilen malzemede bulunan mineraller.yapılan ince kesit ve parlatmalarla saptanmıştır.Malzemede genellikle pirit,jips. kuvars,kalsit ve kil bulunmakta olup az miktarda da serizit.siderit ve feldspat mineralleri gözlenmiştir. 2 .2. Kimyasal Özellikler 12 tertip olarak alınan numunenin ortalama kimyasal analiz sonuç­ ları aşağıda verilmiştir. Kül % 52.12 Sabit Karbon % 16.68 Uçucu Madde % 31.20 Toplam Kükürt % 1.20 Isıl Değer 2700 kcal/kg (Kuru-üst) 2 *3. Fiziksel özellikler Tamamı 0.5 mm altında olan koyulaştırma tankı girişi malzemenin e- lek analizi yapılmış ve her elek aralığında kül içerikleri-saptanmıştır. Bunun yanı sıra bazı boyut gruplarında ısıl değerleri bulunarak sonuçlar Çizelge.1'de verilmiştir. Malzemenin yaklaşık olarak % 5'i 0.5 mm'nin üs­ tünde bulunmaktadır. 0.1 mm. altında olan miktarı ise % 49.3'üdür. 434 435 2.4 . Çöktürme (Katı-Sıvı Ayırımı) Deneyleri 2 .4.1. Doğal Çöktürme Deneyleri Soma Lavvarında koyulaştırma tankına verilen katılarin,çöktürmede sorun yaratan tane boyutunu saptamak amacıyla bir seri çöktürme deneyi yapılmıştır.Deneyi er 1 It'lik mezürde.doğal pH koşulunda ve % 2.5 katı oranında gerçekleştirilmiştir. Yaklaşık olarak 0.5 mm boyutu altında bulunan malzeme +0.4 mm, -0.4+0.2 mm,-0.2+0.1 mm,-0.1+0.05 mm-0.05+0.038 mm ve -0.038 mm boyut gruplarına ayrılarak,herbir boyut grubu ayrı olarak .çöktürme deneyine tabi tutulmuştur.Sonuçlar Şekil.2'de verilmiştir.Çöktürme deneyi sonuç­ larından görüleceği-üzere 38 mikron altında bulunan malzeme doğal koşul­ lar pülp içerisinde uzun bir süre askıda kalmakta ve çökelme için yakla­ şık 17 saat gibi uzun bir süreye gereksinim olmaktadır. Yaklaşık olarak 0.5 mm altında bulunan malzemenin tamamı ile ya­ pılan doğal çöktürme deneyi erinde,çökme süresi ortalama olarak 16 saat olarak saptanmıştır. 2 .4.2. Salkımlaştırma Deneyleri a . Deney Düzeneği ve Yöntemi Salkımlaştırma-Çöktürme deneylerinde kullanılan deney düzeneği Şekil.2'de verilmiştir. Deneyler sırasında % 3.5 katı oranına göre tartılan kömür 250 mi lik behere konulup,150 ce su eklenerek karıştırma başlatıİjr(Karıştırma için manyetik karıştırıcı kullanılmıştır).Bu sırada önceden % 1 lık ola-- rak hazırlanan stok salkıml-aştırıcı çözelti % 0.01'e seyreltilerek gerek­ li miktar alınıp. 50 cc'ye tamamlanır'.Karıştırma (5 dakika) tamamlandık­ tan sonra,250 cc'lik beherin içine 50 cc salkımlaştırıcı çözelti 1.5 da­ kika içinde yavaş yavaş ilave edilir.Daha sonra karıştırıcı durdurularak 50 saniye çökme süresi verilir.Bu süre sonunda 250 cc'lik beherde bulunan pülpün üst seviyesinden itibaren % 50'si vakumla numune kabına alınır.Çök­ meyen kısım,süzgeç kağıdından süzülerek etüvde 105 GC'da 2 saat süreyle kurutulup tartil ir.Deney1er sırasında ayrıca çökmeyen kısmın spektrofoto- metre cihazı ile berraklığı saptanmıştır. 436 Deneylerde yüksek molekül ağırlıklı ( 10x10 ) anyonik,katyonik ve iyonik olmayan poliakrilamid türü salkımlaştırıcı reaktifler kulla­ nılmıştır. b . Salkımlaştırıcı Cinsi ve Miktarının Etkisi Anyonik.katyonik ve iyonik olmayan poliakrilamid türü polimerler ile çeşitli miktarlarda yapılan salkımlaştırma-çöktürme deneylerinin so­ nuçları Şekil.3'de verilmiştir. Şekil.3'den izleneceği üzere;en iyi sonucun anyonik türde salkım­ laştırıcı ile alındığı görülmektedir.50 g/ton anyonik salkımlaştırıcı kul­ lanıldığında püipün içindeki tüm katıların kısa bir süre içerisinde çök­ tüğü ve elde edilen suyun berraklığının ıtransmittance) % 100 (temiz suya eşdeğer) olduğu izlenmektedir.Aynı sonucun iyonik özelliği olmayan bir po­ liakrilamid ile de elde edilebileceği.ancak kullanılacak salkımlaştırıcı miktarının 140 g/ton civarında olması gerektiği belirlenmiştir.Katyonik tür bir salkımlaştırıcının.çöktürme işlemi için uygun olmadığı da Şekil.3 de açıkça görülmektedir. c . pH'nın Etkisi Salkımlaştırmada pH'nın etkisini saptamak amacıyla ctnyonik yapıda bir polimer kullanılarak bir seri deney yapılmıştır.Deneyler sırasında sabit olarak alınan değerler aşağıda verilmiştir. Salkımlaştırıcı : Anyonik Polimer Polimer Miktarı : 50 g/ton Pülpte Katı Oranı : % 3.5 Malzeme : - 0.5 mm Boyutlu Susuzlandırma Tankı Girişi Deneyler sonucunda elde edilen sonuçlar Şekil.4'dan izleneceği üze­ re ;en olumlu sonuç pH'nın nötr olduğu ( pH = 7 ) değerde elde edilmiştir. 437 SEKİL 4 Salkuılastıcmada pH'nın Etkisi 438 2 .4.3. Salkımlaştırıcı ile Yapılan Çöktürme Deneyleri Yaklaşık olarak tamamı 0.5 mm'nin altında bulunan malzeme ile 1 lt'lik mezürde yapılan çöktürme deneylerinde anyonik özellikte polimer kullanılmış olup ,elde edilen çöktürme eğrisi Şekil5'-de verilmiştir. Şekil.5'den gözlenebileceği üzere;50 saniyelik bir çöktürme sü­ resi, sonunda malzemenin tamamı çökmektedir.Malzemenin çökme hızı orta­ lama olarak 36 m/saat olarak saptanmıştır. 2 .5. Zenginleştirme Çalışmaları Tamamı 0.5 mm altında bulunan ve arıtma tesisine verilmesi düşü­ nülen koyulaştırma tankına beslenen malzemenin zenginleştirme özellikle­ rinin saptanması amacıyla çeşitli deneyler yapılmıştır.Çalışmalarda gra­ vite yöntemleri (spiral,sarsıntılı masa ve siklon) ile flotasyon yöntemi kullanılmıştır. 2 J.1. Spiral İle Zenginleştirme Gerek tamamı 0.5 mm altında bulunan ve gerekse 0.1 mm altında bu­ lunan malzemenin ayrılması ile elde edilen -0.5+0.1 mm boyut grubu ayrı ayrı olamak üzere spirale beslenmiştir.Elde edilen sonuçlar Çizelge.2 ve 3'de verilmiştir.Çizelge.4'de ise, -0.5+0.1 mm boyut grubunda olan malze­ menin spiraldeki zenginleştirme sonuçları,-0.1 mm boyut grubunun hesaben ilave edilmesiyle tuvenana göre verilmiştir. Spiral ile yapılan çalışmalarda elde edilen temiz kömür,kademeli olarak spiralden geçirilerek ( 3 Kademede ) elde edilmiştir. Çizelge.2 ve 4'ten görüleceği üzere; 0.1 mm boyutu ayrılmış olan koyulaştırma tankı gireninin spiralde zenginleştirilmesiyle % 21.06 kül içerikli ve 4540 kcal/kg ısıl değerli bir temiz kömür elde edilebilmekte­ dir. 0.5 mm altında bulunan ve incesi ayrılmamış malzeme ile yapılan de- neylerde ise temiz kömür külü % 39'un altına düşürülememiştir. 439 ŞEKİL. 6 -0.5+ 0.1 mn Soyutunda Olan Malzemenin Sarsıntılı Masadaki Çalışma DUzeni 440