116 6. KTI SIVI YRIMI BİRİMLERİNİN TSRIMI Cevher hazırlama ve zenginleşirme işlemlerinin büyük bir çoğunluğu kaı sıvı karışımlarını içermekedir. Bu suyun kısmen veya amamına yakın bir bölümünün cevher hazırlama veya zenginleşirme sürecinin herhangi bir aşamasında, kaı aneciklerinden mekanik yönemlerle ayrılması gerekmekedir. Suyun (veya genel anlamıyla sıvının) kısmen uzaklaşırılması, süreç içersinde bir sonraki işlem için gerekli besleme kaı sıvı oranının; amamına yakın bir bölümünün uzaklaşırılması ise son ürünün kaı sıvı oranının sağlanması bakımından önemlidir. Kaı sıvı ayrım yönemlerinin aşağıdaki gibi sınıflandırmak mümkündür; - Eleme ile kaı sıvı ayırımı B- Çökürme ile kaı- sıvı ayırımı 1. İri aneli malzemelerin çökürülmesi. İnce aneli malzemelerin çökürülmesi 3. Çok ince aneli malzemelerin flokülasyon yolu ile çökürülmesi 4. Sanrifüjlü çökelme C- Süzme (filrasyon) yolu ile kaı sıvı ayrımı D- Kuruma ile kaı sıvı ayırımı Bunların arasından yapılacak doğru seçim; *Karışımın çökelme ve süzme özelliklerine *Karışımın hacmine *Süzünü berraklığına *Kaı ürün içinde kalan sıvı mikarına *yırım sonunda elde edilecek kaı ve sıvı nieliklerine bağlıdır. ncak ekin bir kaı sıvı ayırımı iki veya daha fazla yönem ve aygıın seri olarak kullanılmasıyla mümkündür. Çizelge 6.1 de kaı sıvı ayrımında yaygın olarak kullanılan aygılar verilmişir. Cevher zenginleşirme esislerinde konsanrenin isenilen nem mikarına susuzlandırılmasında ve esise geri çevrilecek nielike su elde edilmesinde normal koşullarda, koyulaşırma ve vakum veya basınç alında çalışan kek oluşumlu süzme yeerli olmakadır. Eğer çok ince anelerin kazanılması önemli değil ise, süzme işleminden vazgeçilerek daha ucuz olan susuzlandırma elekleri hidrosiklonlar, sanrifüjlar veya bunların uygun kombinasyonları kullanılabilir. rıklar ise genellikle arık barajlarına veya gölelerde çökelmeye bırakılmaka, bazı durumlarda da daha önce bir koyulaşırıcıdan geçirilmekedirler
117 Çizelge 6.1. Bazı kaı-sıvı ayırma aygılarının çalışabilirlik aralıkları Kaı ane boyu μm Besleme kaı oranı ağırlıkça % Sınıflandırıcı 50-1000 0-50 Koyulaşırıcı çökelme ankı 1-50 5-50 Berraklaşırıcı çökelme ankı 1-50 1-5 Spiral kazıyıcılı sanrifüj - 50-50 Sürekli çalışan diskli sanrifüj 0. - 0 0.1-0 Deliksiz kovalı sanrifüj - 5000 0.1-5 idrosiklon 5-00 0.1-40 Ön kaplamalı filre 0.1-50 0.001-0.1 Tambur filre 1-50 5-50 Disk filre 1-50 5-50 Ban filre >5 10 > 50 Tabla filre 50-500 10-50 Basınçlı filre 1-100 0.01-5 Filre pres 1-10 0.001-30 Ban pres 1-100 1-50 Sepeli sanrifüj - 0000 10-50 Konik elekli sanrifüj 50-0000 10-50 İmeli sanrifüj 50 5000 10-50 Kavisli harekesiz elek 50-000 10 50 Floasyon 0-00 0.1-5 Manyeik ayırma 1-500 0.001 10 Elekrofilre 0.1-10 0.1-0 6.1. Susuzlandırma Elekleri Susuzlandırma elekleri, ane boyuna göre ayırım yapabilmeleri için gerekli eleme alanına, ve gerekli mikarda su uzaklaşırılmasını sağlayacak uzunluğa göre asarlanmalıdırlar. Eğer kaısıvı karışımı içerisinde ağır oram oluşurulmasında kullanılan ikinci bir kaı var ise bu kaının diğer kaıdan yıkanarak geri kazanımı için kullanılan susuzlandırma eleklerinin boyu daha uzun olmalıdır. Susuzlandırma ve ağır oram geri kazanım elekleri en yaygın olarak kömür yıkama işlemlerinde kullanılırlar. Bu ür elekler içinde en yaygın olanları ise DSM (Duch Sae Mines) kavisli harekesiz elekler ve ireşimli susuzlandırma elekleridir. 6.1.1. DSM Kavisli arekesiz Elekler Kavisli elekler, ireşimli elekler ve sanrifüjler öncesinde kömürün ön susuzlandırmasında veya ireşimli eleklerle birlike ağır oram manyeiinin geri kazanımında ireşimli eleğe giden manyei mikarını azalmada kullanılmakadır. Böylece kavisli elekleri akip eden ireşimli eleklerin daha kısa seçilmesi mümkün olmakadır.
118 Besleme Elek yüzeyi Yarıçap Elek alı pülp Elek üsü kaı anecikleri Elek alı Şekil 6.1. DSM kavisli elek Kavisli yüzeydeki akışın sağladığı merkezkaç kuvveinin ekisi alında susuzlandırma ve ane boyuna göre eleme işlemi aynı anda gerçekleşir. Tane boyuna göre en keskin ayırım, elek aralığının yarısına veya üçe ikisine eşi olan ane boylarında elde edilebilmekedir. Genel asarım kuralı, elek aralığının ayırım yapılması gereken ane boyunun iki kaı olarak seçilmesidir. Kavisli eleğin boyularının seçimi, kaı-sıvı karışımının birim zamandaki besleme hacmine bağlıdır. nma boyuları genellikle kavisli yüzeyin yarıçapı ve yay açısı cinsinden anımlanır. Elek kapasiesi, belirli bir yay açısı için birim elek genişliğinin veya birim elek alanının ayırabileceği sıvı hacmi olarak belirilir. Elek genişliği üzerinde belirgin bir sınırlama yokur. ğır oram geri kazanım devresinde kullanılan ve 0,5 mm de kaı ane ayırımı yapan kavisli bir eleğin, normal koşullar alında, 70-10 m³/saa/m² sıvı ayırma kapasiesinin olabileceği belirilmekedir. Diğer bir kapasie örneği de kömürle ilgili olarak aşağıda verilmişir. kavisli elek yay açısı : 60º ( Elek yayını gören merkez açı ) elek aralığı besleme : 0,7 m ekin ayırma ane boyu : 0,3 mm elek üsü ürün elek kapasiesi : ağırlıkça %30-9,5 mm iriliğinde kömür anecik içeren kömür- su karışımı : ağırlıkça %75 kaı; beslenen kaının %88 i elek üsü üründe; sanrifüje beslenecek ürün : 110 m³/saa/m genişlik Çizelge 6. de kavisli eleklerin kullanım alanları ve kapasieleri göserilmekle birlike en uygun seçim yapımcı firmalara danışmakla mümkün olmakadır.
119 Çizelge 6.. Kavisli eleklerin kapasieleri ve kullanım alanları Yay açısı Sıvı kapasiesi, Tane ayırım boyu, lire/saa/m genişlik μm Kullanım alanları 45º 5-100 000-00 Mineral ve aık kaı-sıvı karışımı koyulaşırma 50º 5-50 000-300 Kum, demir cevheri, fosfa 10º 15-60 150-40 Nişasa yıkama, kağı hamuru eleme 70º 30-60 300-40 %65-70 kaı içeren öğüülmüş çimeno 300º 5-50 300-40 am şeker eriyiği 6.1. Tireşimli Susuzlandırma Elekleri Elipik ireşimli susuzlandırma elekleri iri ve ince kömür aneciklerinin susuzlandırmasında yaygın olarak kullanılır. 6,3 mm (1/4 inc) den iri kömür, saışa uygun nem mikarına indirilebilecek şekilde aynı elek üzerinde susuzlandırılabilir ve boyulandırılabilir. İnce kömür ise sadece susuzlandırma için elenir; çünkü burada amaç, suyu aarken mümkün olduğunca çok saılabilir kömür elde emekir. Susuzlandırılması gereken iri kömür daha önce boyulandırılabileceği gibi içindeki üm incelerle birlike de susuzlandırılabilir. -1,5 mm, 9,5 mm veya 6,3 mm ebadındaki kömürlerin susuzlandırılmasında kullanılan elekleri açıklıkları küçük (0,5-0,5 mm) olduğundan, elek alanı suyun aılabilmesi için gerekli alan olarak seçilmelidir. Bu nedenle ince kömür susuzlandırma eleklerinin uzunluğu isenilen su uzaklaşırma mikarına bağlı olarak 3,7m (1 f) veya daha fazla olarak seçilir. Elek yüzeyinin kullanım ömrünü uzamak için de paralel çubuklardan oluşan elekler kullanılır. İnce kömür elek üzerinde yaaklanıp kek oluşurma eğiliminde olduğundan bu kekleşmenin periyodik olarak bozulması gerekir. Bu amaçla da elek uzunluğunca birer mere aralıklarla ve eleğin enlemesine, 3 cm yüksekliğinde ve 70 derecelik kenar açıları olan üçgen kesili çıalar konulur. Kek oluşumunu önlemek için bazen de elek üzerine su püskürülür. Susuzlandırma eleklerinin seçimi oralama ane boyuna ve suyun kolayca akması için gerekli malzeme yaağı kalınlığına bağlıdır. Çizelge 6,3 e, daha önce sınıflandırılmış iri kömürün 6,3 mm ve 0,5 mm de susuzlandırılmasında kullanılan ireşimli eleklerin kapasieleri, Çizelge 6,4 e ise ince kömür susuzlandırma elekleri verilmişir. Elek kapasieleri kömür ile birlike eleğe beslenen su mikarından ekileneceğinden, suyun fazlası ireşimli eleklerin önüne konacak harekesiz kavisli eleklerle uzaklaşırılmalıdır. Çizelge 6.3. Sınıflandırılmış iri kömür susuzlandırılmasında kullanılan ireşimli elek kapasieleri * (on kaı/saa/mere elek genişliği) Elek gözü açıklığı, mm Beslemedeki maksimum su mikarı (elek genişliğinin her bir meresi için) m³/saa/m Beslene kömür ane boyu, mm -19+6,3-31,5+6,3-50+6,3-100+6,3 6,3 185-10 60-67 65-73 75-84 90-100 0,5 88-98 50-56 55-61 ----- 80-9 * 0,91m (3f) ve,44m (8f) genişliğindeki elekler için, sırasıyla.
10 Çizelge 6.4. İnce kömür susuzlandırılmasında kullanılan ireşimli elek kapasieleri* (Ton kaı/saa/mere elek genişliği) Elek gözü açıklığı, mm Beslemedeki maksimum su mikarı (Elek genişliğinin her bir meresi için) m³/saa/m Beslene kömür ane boyu, mm -5+0-1,5+0-9,5+0-6,3+0 0,5 44-45 35-39 30-33 7-30 -5 0,50 66-78 46-5 4-47 37-4 30-33 1,00 13-151 49-54 45-50 40-45 31-36 * 0,91m (3f) ve,44m (8f) genişliğindeki elekler için, sırasıyla. ğır oram kazanım devrelerinde süzme ve yıkama amaçlı kullanılan ireşimli eleklerin uzunlukları genellikle 4,8 m (16f) olup, 1,8 m si (6f) ağır oram süzülmesinde, 1,8 m si su püskürülerek yıkamada ve geri kalan 1, m uzunluk ise susuzlandırmada kullanılır. Bu nedenle de süzme-yıkama eleklerinin seçiminde emel asarım değişkeni elek genişliğidir. Trapez kesili ellerden yapılmış yıkama ve süzme eleklerinin kapasieleri aşağıdaki formülle bulunabilir: d. S 1/ 3 m C 1 k.(6.1) C = Elek kapasiesi, on/saa/m elek genişliği d m = Kömür aneciklerinin ağırlık dağılımına göre oralama boyu, mm Sk = Kömür aneciklerinin özgül ağırlığı Yıkama ve süzme eleklerinin önüne kavisli elek konulduğunda bu kapasie değerleri %5 arırılabilir. ğır oram manyeiinin kaı ürün aneciklerinin üzerinden yıkanması için gerekli püskürme suyunun mikarı ise 0,4 0,75 m 3 su/saa/on kaı ürün olup kaı ürün ane boyu azaldıkça daha çok püskürme suyu gereklidir. 6.. Çökelme Donaıları Kaı, su, sıvı arasındaki yoğunluk farkının kullanıldığı çökelme donaıları, yer çekiminden yararlanan donaılar ve sanrifüjlü donaılar olmak üzere iki ana gruba ayrılır (Şekil 6.). Çökelme aygılarının genel amacı, kaı derişimi düşük besleme akımlarından berrak sıvı elde edilmesi (berraklaşırma) veya derişimi göreceli olarak daha yüksek olan besleme akımlarından, koyulaşırılmış bir karışım elde edilmesidir (koyulaşırma). Çizelge 6.5 de çökelme donaılarının bazı özellikleri verilmişir.
11 B Ü B Ü B Ü a) Çökelme ankı b) Levhalı ayırıcılar b) Derin konik ayırıcı Ü B Ü B d) idrosiklon b) Spiral kazıyıcılı sanrifüj Şekil 6.. Cevher hazırlamada yaygın olarak kullanılan, yer çekimine bağlı çökelme donaılarından (a-c) ve sanrifüjlü çökelme donaılarından (d-e) örnekler. B: besleme; : al akım; Ü: üs akım.
Tikinerler Çizelge 6.5. Çökelme Donaılarının özellikleri Çap (m) Derinlik (m) Çap/derinlik Taban Eğimi mm/m Tarak ızı d/d Tane İriliği Besleme Kaı Yoğunluğu (%) l kım Kaı Yoğunluğu (%) Beslenme ve l kım Yoğunluklarına Göre l kım Üs kım Kapasiesi Kapasiesi 0,1 m 3 /dak/m Besleme ızı 1 Özellikleri Koyulaşırıcı -00 1-7 1:1-10:1 80-140 8-10 >50 μm %15-35 %60-70 0,- 1m 3 /dak/m Silindirik çökelme m /on anklarıdırlar. Çelik, kaı/gün beon veya ahadan yapılırlar. Tank abanı sığ konik sızdırmaz oprak olabilir. Berraklaşırıcı -100 1-7 1:1-10:1 80-140 8-10 >50 μm %15-35 %60-70 -- Koyulaşırıcılarla aynıdırlar. Daha hafif yapıdadırlar. Levhalı Konvensiyonel koyulaşırıcıların -- Konvensiyonel (lamelli) kapladığı alanın %0'sini kaplar. koyulaşırıcıların Lamelli Konvensiyonel alanını azalmak (5,5(boy)*3,7(en) = (17(çap)) için kullanılır. Derin Koni Koyulaşırıcı Spiral Kazıyıcılı Sanrifüj 0,15-1,8 uzunluk= *çap 1:1,5-1:3,5 1mm- μ %0,5-%70 %80-95 0,5-100 on/h %60-70 10m 3 /h Flokule edilmiş kaıları koylaşırmak için kullanılır. 0,5-50 0,4-60m 3 /h on/h Dönme hızı=1600-8500 dev/dak Kaolen gib kaıların sınıflandırılması susuz- Kömürün landırılmasında kullanılır.
13 6..1. Çökelme Donaılarının Boyulandırılması Tüm kaı-sıvı donaılarının asarımında olduğu gibi, çökelme havuzlarının da boyulandırılmasındaki en önemli ön koşul esise karşılaşılacak olan pülpün, laborauvar koşullarında hazırlanabilmesidir. Özellikle de yeni bir esis asarımının ön fizibilie çalışmaları aşamasında bu ür emsili bir pülpün oluşurulması mümkün de olmayabilir. Bu gibi durumlarda, eknik lieraüre başvurarak asarlanan esisekine benzer ürden ve benzer ane inceliğinde cevher işleyen esislerdeki çökelme havuz boyularından yararlanılabilir. şağıda verilen asarım yönemleri, emsili pülp numuneleri bulunabildiği veya hazırlanabildiği durumlar için geçerlidir. Berraklaşırıcı lanı: Berraklaşırıcı olarak kullanılacak bir çökelme havuzunun asarımında berraklaşırma hızının, karışımın havuzda kalma zamanının fonksiyonu olarak belirlenmesi gerekir. Prooip besleme numuneleri 1 veya lirelik cam mezürlerde farklı çökelme, veya kalma, zamanlarında bekleildiken sonra belli bir derinliğe kadar olan üs sıvılar sifonla alınır ve içerilerindeki kaı mikarı belirlenir. Elde edilen veriler aşağıdaki eşiliğe göre değerlendirilir: K d 1 C C C f 1 C (6.) C : üs sıvı numunelerindeki kaı derişimi, mg/lire C f : besleme karışımındaki kaı derişimi, mg/lire C : çok uzun süre de dahi çökelmeyen kaı derişimi, mg/lire d : çökelme veya kalma zamanı, dakika K : kaı-sıvı karışımına özgü bir kasayı Lineer koordina eksenleri olan bir grafik kağıdında 1/C değerlerinin d ye karşı işarelenmesi genellikle bir doğru verir ki, isenilen üs akım berraklığına, yani kaı derişimine karşı gelen kalma zamanı bu doğru üzerinden bulunabilir. Bu yolla bulunan ideal kalma zamanına, veya havuz hacmine, berraklaşırıcı çap/derinlik oranına bağlı bir empirik verim fakörü uygulanması gerekir. Çizelge 6.6 da görüldüğü gibi, adı geçen oran arıkça verim fakörü azalır. Çizelge 6.6. Berraklaşırıcıda kalma zamanı verim fakörü Çap/derinlik oranı Verim Fakörü, % 1 60 50 4 37 6 30 8 7 10 5 Berraklaşırıcı boyulandırması ile ilgili eşilikler genellikle üs akım hızı, V 0 ve kalma zamanı, d üründen ifade edilirler. Bu niceliklerin berraklaşırıcı alanına ve derinliğine olan bağlanıları da şu eşiliklerle bulunur:
Q v 0 0 (6.3) Vb b b d.. (6.4) Q Q o 0 v 0 Q o : üs akım hacim debisi, birim zamandaki üs akım akış hacmi : berraklaşırıcı alanı (eğer eğimli çökelme yüzeyi varsa yaay düzlemdeki izdüşümü) V b : berraklaşırıcı bölgenin hacmi b : berraklaşırıcı bölgenin yerçekimi doğrulusundaki derinliği Üs akım hacim debisi, beslemedeki sıvı debisi ile al akımdaki sıvı debisi arasındaki farka eşi olduğundan, al akımda isenilen kaı derişimi, beslemedeki kaı derişimi ve kaı kapasiesi berrak aşırıcı bölgedeki koşulları belirler. Yukarıdaki yönemde üs akım berraklığının kalma zamanına bağlı olduğu kabul edilmiş olmakla birlike, üs akım hızının da sınırsız olamayacağı bir gerçekir; üs akım çok hızlı olduğu akdirde salkımlaşmış anecik kümelerini de birlike sürükleyebilir. Bu nedenle kaı derişimi prooip besleme derişiminden daha fazla olan pülplerle yapılan kesikli çökelme deneylerinden sınırlayıcı bir üs akım hızı hesaplanabilir. Toplu çökelmenin gözlendiği bu deneylerde kaı derişimi o şekilde ayarlanmalıdır ki, bulanık üs sıvı ile çökelen salkımlaşmış aneciklerin arasındaki sınır belli belirsiz bir durumda olmalıdır; çok keskin bir ara yüzey kaı derişiminin fazla olduğunu ve çökelme rejiminin koyulaşırma koşullarına döndüğünü göserir. Bu şekilde elde edilen çökelme hızı, berraklaşırıcı için gerekli minimum alanın hesaplanmasında kullanılır. Gözlenen çökelme hızı, genellikle 0,5-0,65 arasında değişen bir asarım fakörü ile çarpılır. 14 Koyulaşırıcıların Boyulandırılması Koyulaşırıcıların iki emel işlevi vardır. 1. Berraklaşırılmış bir üs akım. İşlenilen kaı derişimine sahip koyulaşırılmış bir al akım elde emekir. Bu amaçla silindirik bir koyulaşırma ankının (ikiner) kaı çökürme kapasieli, yaay kesi alanı ile ilişkilidir. Tikiner boyularının espii için ilk çalışmalar Coe ve Clevenges arafından yapılmışır. Bunlar ilk defa ikiner içinde başlangıçan çökelek konsanrasyonuna kadar büün konsanrasyonların bulunabileceğini dolayısıyla ikiner kapasiesinin aradaki bir konsanrasyonu ile belirlenebileceğini ifade emişlerdir. Bunlara göre gerekli ikiner alanının belirlenmesinde serbes çökme bilgilerindeki şarlar geçerlidir. Bu bölgede birim birim zamanında geçen kaı mikarı = V.C dir (on/m /saa). V= çökelme hızı (m/saa) C= konsanrasyon (on/m 3 ) Coe ve Clevenge e göre çökelme hızı kaı konsanrasyonun bir fonksiyonudur (V=fpc) ve herhangi bir abakanın içinden kaıları geçirme kapasiesi o abakanın konsanrasyonu ile ilgilidir. Buna göre bir ikinerin, kaıların herhangi bir konsanrasyon abakalarından kolayca
15 geçip çökebileceği yeerli bir alana sahip olması gerekir. Tikiner içindeki herhangi bir bölgede seçilen bir abakanın konsanrasyonu C (kg/l) ve son çökeleğin konsanrasyonu C s ise pülp içindeki büün kaıların çökelerek ikineri erkeiğini varsayarak birim C abakasından dışarı çıkacak birim sıvı hacmi (m³/on) olarak; J 1 1 (6.5) C C s Tikinere beslenen kaı mikarı = Q (on/saa) ise kaıların çökelmesi sırasında oraya çıkan oplam sıvı mikarı = Q x J (m³ / h) olacakır...(6.6) Bu sıvının yukarı doğru olan hızı (V); V = Q x J / (6.7) = Tikiner kesii alanı V > U (kaıların çökelme hızı (m/h) olursa pariküller ikinerin üsünden aşar. Limi durumunda U = Q x J / olmalıdır (6.8) Böylece ikiner alanı QxJ U 1 1 Q( ) C C5 olur (6.9) U Coe ve Clevenger gerekli ikiner alanını sapamak için pülpün başlangıç (C o ) ve son konsanrasyonunu (C s ) kapsayacak şekilde çeşili konsanrasyon değerlerinde bir seri laborauar çökelme deneyi önermişlerdir. İki lirelik cam mezurlarda yapılan her bir deneyde süspansiyon başlangıç çökelme hızları (sabi konsanrasyon sonundaki hız) ölçülmeke ve hesaplanan değerleri konsanarasyonun fonksiyonu olarak grafiklendirilmekedir. Maksimum alana karşılık gelen pülp konsanrasyonu kriik konsanrasyon olarak değerlendirilmekedir. Tikiner dizaynı için, bulunan bu max. alan bir dizayn fakörüyle çarpılmakadır. Bu fakör genelde 1,5 1,50 arasında değişmekedir. 15 m çapan daha büyük ikineler için 1,30 1,35 arasında bir değer oluşurmakadır. Kynch sedimenasyon eorisine göre ise parikülün çökelme hızı sadece o parikülün erafındaki kaı konsanrasyonun bir fonksiyonudur. l ve üs abakaların konsanrasyonu çökelme hızını ekilemez. Kynch çökelme hızı kaı konsanarasyonu ilişkinin ek bir laborauar çökelme deneyi ile elde edilebileceği bir meod gelişirmişir. Tolmage ve Fich ilk defa Kynch eorisini sürekli çalışan ikinerlerin dizaynında uygulamışlardır.
Tolmage ve Fich yöneminde laborauvarda yapılan çökelme deneylerinde, asarımı yapılan koyulaşırıcıya beslenecek pülpe beklenen kaı derişimine sahip bir pülp numunesi ile 1 veya lirelik bir cam mezürde ek bir çökelme deneyi yapılır. Mezürde mümkün olduğunca ikinerin araklama harekeine benzeebilmek için 6 10 dev/h hızla dönen bir karışırıcı kullanılır. Böylece yüksek çökelek konsanrasyonu sağlanarak esis çapında yapılan işleme yakın değerler elde edilmeye çalışılır. Cam silindir içindeki pülp floküle edilerek ara yüzey yüksekliği () (cm veya ml) çökelme süresine (dakika) bağlı olarak gözlenir. Elde edilen sonuçlardan Şekil 6.4 benzeri bir grafik çizilir. Oluşan eğrinin C nokasından çizilen eğein düşey ekseni kesiği noka 1 ise, 16 C o o = C 1 =... C s s (Kynch eorisi)..(6.10) Bu formülden çökelme eğrisi üzeride seçilen herhangi bir nokanın lokal kaı konsanrasyonu elde edilebilir. Burada ; C 0 = Orjinal süspansiyonun kaı konsanrasyonu (on/m³) 0 = Süspansiyonun başlangıç ara yüzey yüksekliği (cm) C s = Çökelen kaı konsanrasyonu (on/m³) C0 0 C 1 = C o o C..(6.11) C 5 5 = C o o C U = 1 U = s 1 C0 0..(6.1) s 1 Bu değerler 6.9 formülünde yerine yazılırsa / Q / Q 1 C n C 1..(6.13) 0 0 0 0 0 0..(6.14) 1 1 0 0 ( 1 C n 1 n..(6.15) C ( s 1 n 1 s ( 1 n ) ise..(6.16) ( ) 1 Q s C 0 0 Q * s (m )..(6.17) C 0 0 elde edilir. s = Gerekli çökelek konsrasyonunu oluşurmak için geçen maximum süre (Sn).
17 Tolmage ve Fich gerekli ikiner alanının laborauar çökelme deneylerindeki serbes çökelme zanları arafından ayin edileceğini belirmişler ve 6.17 no lu formülde s değerinin bulunması için iki hal söz konusu emişlerdir. a) Normal Bir Çökelmede : C o o = C s s Kynch formülünden s değeri hesaplanır, Şekil 6.4 de olduğu gibi dikey eksenden belirlenen s nokasından zaman () eksenine bir paralel (çökelek haı) çizilir. Çökelme eğrisinin bu haı kesiği noka s değeridir. Bu değer 6.17 no lu formülde yerine konarak gerekli ikiner alanı hesaplanır. rayüzey yüksekliği, cm s s Çökelme süresi, dakika Şekil 6.4. Laborauar deneylerinden elde edilen, çökelek haının eğriyi kesiği çökelme grafiği b) Eğer çökelmede bir sıkışırma nokası varsa; yani kaılar laborauar eslerinde bir basınç sonunda uzun süre (4 saain üzerinde) uuluyorsa ve çökelek haı eğriyi kesmiyorsa, bu nokadan eğriye, max birim alanı verecek bir eğe çizilir. Bu eğein çökelek haını kesiği noka serbes çökelme bölgesindeki en yüksek s değerini verir (Şekil 6.5). Yine gerekli alan 6.17 no lu formülden hesaplanır
18 0 rayüzey yüksekliği, cm 1 C 1 C s Cs 1 s Çökelme süresi, dakika Şekil 6.5. Laborauar deneylerinden elde edilen, çökelek haının eğriyi kesmediği grafik yrıca C s şekil 6.5 den geomerik olarak 1 s C s ve 1 C üçgenleri arasındaki benzerliken yararlanılarak da aşağıdaki gibi bulunabilir. s 1 1 s 1 1...(6.18) Çoğu zaman çökelme eğrileri üzerinde sıkışma nokası (C ) belirgindir. Böyle olmadığı durumlarda bu nokanın bulunmasında kullanılan meolardan bir anesi de aşağıdaki gibidir. Şekil 6.6 da görüldüğü gibi ara yüzey çökelme hızı başlangıça sabiir (a-b bölgesi). Sabi çökelme hızı, grafiğin başlangıçaki a-b lineer kısmının eğiminden hesaplanabilir. Grafikeki (b-c ) aralığı çökelme hızının giderek azaldığı bir geçiş bölgesi, (C -d) aralığı ise mezürün abanında çökelmiş olan kaıların üsen gelen kaıların çökelmesine direnç göserdiği sıkışırılma bölgesidir. Bu grafikde C nokası şu şekilde belirlenir. Grafiğin başlangıcındaki sabi hızla çökelme ile son evrelerindeki sıkışırma bölgesine çizilecek eğelerin kesişmelerinden oluşacak açının açıorayının çökelme eğrisini kesiği noka C nokası olarak bulunabilir.
19 0. a rayüzey yüksekliği, cm 1. b s. C. Cs s Çökelme süresi, dakika Şekil 6.6. Laborauar deneylerinden elde edilen, çökelek haının eğriyi kesmediği grafik Tikiner yüksekliği ise; Q s 1 x..(6.19) k s Formülü ile hesaplanabilir. Burada; Q= Besleme hızı (/h) X= Besleme ve çökelen kısımda sıvı / kaı oranı oralaması ρ k, ρ s = Kaı ve sıvı yoğunlukları (/m 3 ) Bu şekilde hesaplanan yüksekliğe 90 00 cm lik bir ilave yapılır. Örnek 6.1: Kaı derişimi 10 gram / lire ( 0,10 on / m 3 ) olan pülp saae 00 m 3 olarak bir ikinere beslenip 100 gr / lire derişiminde bir al akım elde edilmek iseniyor. Buna göre dizayn edilmesi gereken ikiner boyularını hesaplayınız? Besleme pülpü ile yapılan laborauar eslerinden aşağıdaki değerler elde edilmişir. Çökelme süresi ( dak. ) 00 10 0 30 40 50 60 70 ra yüzey yüksekliği (cm) 35,3 3 1,5 8,5 6 5,3 4,95 4,93
130 Çözüm 6.1: C 0 = 10 gr / l =,10 on / m 3 0 = 35,3 cm C 5 = 100 gr / l = 1,00 on / m 3 Kyne eorisinden: C 0 0 = C s s 10 35,3 = 100 s s = 3,53 cm Laborauar çökelme eslerinin grafiğini çizersek; Bu grafiken 3,15 cm e karşılık 5 değerini bulabiliriz. Şekil 6.7. Laborauar deneylerinden elde edilen grafik Şekil 6.7 den 5 = 43 dakika bulunur. Buna göre gerekli çökelme alanı
131 Q s C 0 0 5 = 43 / 60 = 0,716 saa 0 = 35,3 / 100 = 0,353 m Q = 00 m 3 / h Q m 3 cinsinden olduğu için Q s yazılabilir 0 00 0,716 405,6m 0,353 Buna göre % 0 güvenlik ilavesiyle asarım alanı, = 405,6 1, = 486,8 m bulunur. Silindirik ikinerin çapı ( D ) 1 4 D 1 4 D 486,8 D 5m Tiknerin yüksekliği ise kaba bir yaklaşımla hesaplarsak Sıkışırma bölgesi derindiği en fazla = 1 m Berraklaşırma bölgesi derinliği = 75 cm Çökelme bölgesi derinliği = 150 cm alınırsa Minumum ikner derinliği = 1 + 0,75 + 1,5 = 3,5 m olarak ahmin edebiliriz.