Küçük boyutlu kömürlerin susuzlandırılmasında ultrasonik ve mekanik titreşim mekanizmalarının etkilerinin araştırılması
Effects of ultrasonic and vibration mechanism on dewatering of coal fines
Yazar: FIRAT BURAT
Danışman: PROF. DR. GÜVEN ÖNAL ; PROF. DR. AYHAN A. SİRKECİ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Cevher hazırlama = Mineral processing ; Cevher zenginleştirme = Ore dressing ; Kömür = Coal ; Kömür hazırlama sistemi = Coal preparation system ; Susuzlaştırma = Dewatering ; Titreşim = Vibration ; Ultrason = Ultrasound ; Yüzey aktif maddeleri = Surfactants

Özet:
İnce boyutlu kömür temizleme teknolojilerindeki en büyük zorluk kömürün ekonomik olarak susuzlandırmasıdır. Susuzlaştırmada mekanik, kurutmada ise ısıl yöntemler kullanılarak, kömürlerin nem içeriği azaltılır. Mekanik yöntemler ile giderilebilecek nem miktarı sınırlıdır. Daha fazla nem gidermek için kömürün kurutulması gerekir. Hem susuzlaştırılma hem de kurutma yapılmasının belli başlı nedenleri; nakliye, stoklama ve yakma işlemlerinde enerji kaybını azaltmak, kırma, öğütme, yakma kapasitelerini arttırmak ve teknolojik gereksinimlere uygun kömür sağlamaktır. Değişik yüzey aktif maddeler ve ultrasonik alan mekanik susuzlandırma işlemlerinin yanında kullanılarak, geleneksel susuzlandırma metotlarının kapasitelerini ve verimini arttırmaktadır. Ayrıca, ultrasonik titreşim filtrelerin tıkanmalarını önlemekte ve emici bir etki yaratarak nemin uzaklaştırılmasını kolaylaştırmaktadır.Bu araştırma kapsamda, küçük boyutlu kömür içeren pülplerdeki kömürün yüksek frekanslı titreşimli elek kullanılarak susuzlandırılması amaçlanmış, yatay titreşime ek olarak verilen dik ve açılı titreşimin nem değişimi üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Mekanik susuzlandırma işlemlerinin verimini arttırmak amacıyla çeşitli yüzey aktif maddeler ve ultrasonik titreşim kullanarak deneyler gerçekleştirilmiş, elde edilen veriler ışığında model fonksiyonları ve üç boyutlu grafikler oluşturulmuştur. Ayrıca, elekle yapılan susuzlandırma işlemleri sırasında kömür içerisinde bulunan artık karakterdeki ince boyutlu kil ve şistlerin eleme yoluyla uzaklaştırılarak, susuzlandırılacak malzemenin aynı zamanda zenginleştirilmesi amaçlanmıştır.

Abstract:
One of the biggest hurdles in utilization of clean fine coal technology industry is economic dewatering. Mechanical and drying methods are used to reduce moisture content of coal. The removal of moisture with mechanical methods is limited. The coal must be dried for further moisture removal. The main reasons of dewatering and drying are to decrease energy loss in transportation, stocking and combustion processes, to increase the capacities of crushing, grinding and combustion and prepare a suitable coal for technological purposes.Different surface active reagents and ultrasonic fields are used along with conventional dewatering systems to increase the efficiency and capacity of these systems. Also, ultrasonic field helps to clear openings of screens which provide further dewatering.Within the frame of this study, application of vertical and angular vibration mechanisms and chemical reagent addition experiments have been accomplished by using high frequency vibration screen mechanism. To increase mechanical dewatering processes ultrasonic field was tested along with surfactants and optimum dewatering conditions were obtained. Finally, by using Mathematica algebra computer package, experimental data were analyzed and model functions and three-dimensional graphics were produced. In addition, it was aimed to enrich coal after removing fine size waste materials that are clay and schist by vibration screening.