İnce kömürlerin temizlenmesinde köpük flotasyonu ve ağır ortam siklonlarının entegrasyonu
An Integration of dense medium cycloning and froth flotation for fine coal cleaning
Yazar: HALUK ÇELİK
Danışman: DOÇ.DR. MEHMET POLAT
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Bölümü / Cevher Hazırlama Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2002
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Ağır ortam = Heavy media ; Flotasyon = Flotation ; Kömür = Coal ; Siklon = Cyclone ; Zenginleştirme = Enrichment

Özet:
Kömür zenginleştirme yöntemlerinden olan ağır ortamda kömürün temizlenmesi metodunda, ağır ortam oluşturmak için genelde manyetit kullanılmaktadır. Ağır ortam ayırıcılarının temiz kömür ve artık ürünleri ile birlikte alınan manyetitin bu ürünlerden geri kazanımı, lavvarların işletme maliyetinin düşürülmesi açısından son derece önemlidir. Bu işlem için söz konusu ağır ortam ürünleri, geleneksel olarak yay elek ve süzme-yıkama eleklerinden geçirilerek manyetitin elek altlarından kazanımına gidilmektedir. Yay elek altı ürünü yüksek oranda manyetit içerdiği için genelde devreye doğrudan geri verilirken, süzme-yıkama elekleri altı ürünündeki manyetitin ince kömür tanelerinden ayrılmasında manyetik ayırıcılar kullanılmaktadır. Manyetik ayırıcılara beslenen bu ürün içerisindeki manyetik olmayan ürün miktarı arttıkça, ayırıcının verimi düşmektedir. Bu çalışmada süzme-yıkama elekleri altı ürünleri manyetik ayırıcılara beslenmeden önce, flotasyon yöntemi ile zenginleştirmeye tabi tutulmuştur. Burada amaç; manyetik 105:1ya giden malzemedeki manyetik olmayan fraksiyonun miktarının azaltılması, süzme-yıkama elekleri altına geçen malzemedeki ince kömürün temiz kömür olarak kazanılması olarak özetlenebilir. Bu amaçla, flotasyon için en uygun şartların belirlenmesi için, tüvenan kömür ve simule kömür+manyetit karışımları ile ön çalışmalar yapılmıştır. Daha sonra Tunçbilek Lavvarı ağır ortam siklon devresi yay elek ve süzme-yıkama elekleri altından alınan ürünler yukarıdaki amaçlara uygun olarak flotasyona tabi tutulmuştur. Flotasyon için en uygun olan parametrelerin belirlenmesinden sonra, ağır ortam flotasyon devresi, tesiste şu anda faaliyette bulunan ağır ortam devresi ile teknik ve ekonomik açıdan karşılaştırılmıştır. Sonuçlar göstermektedir ki, ağır ortam siklon devresi süzme-yıkama elekleri altı ürünleri flotasyona tabi tutulduğunda, %6.7 kül ve yaklaşık 6300 kcal/kg ısı değere sahip (kuru kömür) son derece temiz kömür elde edilebilmektedir. Aynı zamanda şu anda mevcut lavvarda manyetik ayırıcıya gönderilen üründe manyetik olmayan ürün oranı %18 iken, flotasyon sonundaki artıkta bu oran %7.8'e düşürülmüştür. Bu durumda manyetik ayırıcıda oluşan manyetik kayıpları da büyük oranda azalacaktır. Ancak, flotasyon prosesinin ekonomikliğinin sarf edilen gazyağı ve köpürtücü miktarına bağlı olduğu görülmektedir.

Abstract:
Magnetite is used to prepare the heavy medium in heavy medium cyclones in coal cleaning. Recovering the magnetite from the products of the heavy medium cyclones is of great importance in terms of cost of cleaning. Traditionally, cyclone products are passed through a set of sieve bend-wash screens. The screen oversize is recovered as the clean coal and refuse. The screen undersize, however is sent directly to the medium preparation tank for the sieve bend while the undersize of the wash screens is directed to a magnetic separator for magnetite recovery. The efficiency of magnetite recovery depends inversely on the amount of non-magnetics. In this study, the undersize products of the wash screens for the cyclone over and under flows were subjected to froth flotation to ¦ decrease the amount of non-magnetics in the feed to the magnetic separator, - recover the fine coal as a clean product from the wash screen underflows. For this purpose samples from the various points on the cyclone circuit of the Tunçbilek Coal Preparation Plant were obtained. These samples were subjected to froth flotation to determine the feasibility of the process. Also, flotation tests were carried out with raw coal samples and coal-magnetite mixtures to determine the best conditions for flotation. Upon determining the best conditions for flotation, the proposed heavy medium cyclone-flotation circuit was compared technically and economically with the current heavy medium cyclone circuit in the plant. The results show that floating the undersize products of the wash screens of the heavy medium cyclone circuit produces an extremely clean coal product with 6.7% ash, having a calorific value of about 6300 kcal/kg. In addition, the non- magnetics content of the material which would go to the magnetic separators decreases to 7.8% from 18%. This should decrease the magnetite losses in the magnetic separation circuit substantially. However, the economics of the proposed heavy medium cyclone-flotation circuit depends heavily on the cost of the oil and the frother used for the flotation process.