GİRİŞ Evsel ve endüstriyel yakıt olarak kullanılan kömürlerin kaliteleri, çevre koruma ve hava kirliliği nedeniyle günümüzde büyük önem arz etmektedir. Oluşum ve üretim koşullarına bağlı olarak kaçınılmaz şekilde, kömürün kalitesini etkileyen çeşitli safsızlıklar mevcuttur. Bunlar; inorganik maddeler, kül ve nemdir. Kömürün zenginleştirilmesi açısından, inorganik maddeler arasında, külü oluşturan küçük minerallerden çok, kömürde serbest olarak bulunan iri boyutlu inorganik maddeler önem taşımaktadır. Bu tür safsızlıklar boyut küçültme işlemleriyle serbestleşebilmekte ve daha sonra da fiziksel zenginleştirme yöntemleri ile kömürden ayrılabilmektedirler. Soma da çalışılan bazı pano ve aynalarda üretilen kömür, piyasanın talep ettiği özellikte değildir. Bu kömürlerin satışa sunulabilmesi için kalitesinin yükseltilmesi gerekmektedir ve bu nedenle kömürler yıkama işlemine tabii tutulurlar. Kömür yıkama tesisleri en yalın halleriyle; kömürü, kirliliğinden bir sıvı ortamında ayırma işlemi yapan tesislerdir. Genel olarak bir lavvar tesisi; iri devre yıkama, ince devre yıkama, şlam alma ve kullanılan su ve ağır ortamı tekrar kazanma ünitelerinden oluşur. Ağır ortam ayırmasında, temiz kömürle artıkların birbirinden ayrılmasında yerçekimi kuvveti ve ortamın direnci etkilidir. Bu ayırımın verimli olabilmesi için ağır ortama beslenen parçaların özdeş hacimli olması önemlidir. Kömürün ve yan taşın yoğunlukları arasında bir yoğunlukta ağır ortam oluşturulur ve tüvenan ağır ortama beslenir, ortamda ağır malzeme çökerken, hafif olanın yüzmesiyle ayırım gerçekleşir. Kömür söz konusu olduğu için yüzen malzeme kömür, batan kısım ise şist tir. Soma linyitlerinin ortalama yoğunluğu 1,3-1,5 gr/cm 3 olduğu, yan taşının da ortalama yoğunluğunun (kil-marn) 2,0-2,2 gr/cm 3 olduğu göz önünde bulundurularak, ağır ortamın yoğunluğu 1,5-1,9 gr/cm 3 arasında ayarlanır. Ağır ortamı oluşturmak için lavvarda ortak olarak manyetit (yoğunluğu yaklaşık 5,2) minerali kullanılır. 1
DEREKÖY LAVVAR TESİSİ Müessese Müdürlüğümüze bağlı Merkez Mumya, Kısrakdere, Işıklar, Eynez Açık Ocak ve Karanlıkdere panolarında üretilecek ve idarece stok sahasına getirilecek veya doğrudan bunkere dökülecek 20.000.000 ton tüvenan kömürün, hizmet alımı yoluyla Lavvar tesisinde yıkattırılması işini Çiftay İnş. Taah. ve Tic. A.Ş. firması almıştır. ELİ Müessese Müdürlüğü bünyesinde Yap-İşlet modeliyle hizmete alınan Çiftay Lavvar Tesisi; Dereköy mevkiinde bulunmaktadır. Lavvar tesisi 25.01.2006 tarihinde tek ünite olarak deneme çalışmasına başlamıştır. 25.03.2006 tarihinde lavvar tesisi iki vardiya çalışmaya başlamıştır.02.04.2006 tarihinde çalışma 3 vardiyaya çıkmıştır. 11.04.2006 tarihinde ise lavvarın 2. ünitesi devreye alınmıştır. Tüvenan besleme Ağır ortam tamburu DEREKÖY LAVVAR TESİSİ AKIM ŞEMASI Besleme bunkeri 150 Çeneli kırıcı -150 Tasnif Susuzlandırma +150 +18 Ön yıkama -0,5 0,5-18 +18 parça 1.Ağır ortam siklonu Ara ürün 2.Ağır oram siklonu İri şist durulama elekleri Şist stok sahası Ara ürün Parça 10-18 temiz kömür + 18 0,5-10 Kurutucu Tasnif Eleği 0,5-18 Ara ürün 0,5-10 10-18 Fındık Hidrosiklon Toz Spiraller Kaydırma Kurutucu Tikiner Floklant tankı İnce toz Susuzlandırma Şlam Şlam havuzu Spiral şisti 2
ÇİFTAY LAVVAR TESİSİNİN ÇALIŞMA PRENSİBİ Çiftay Lavvar Tesisi; birbirine eş iki ayrı üniteden oluşup; 1. İri yıkama 2. İnce yıkama 3. Spiral (Şlam kazanım) 4. Manyetit kazanım 5. Su kazanım (tikiner) devrelerine sahiptir. Saatte 700 ton yıkama kapasitesine sahip olan tesiste ağır ortam ile kömür ve ara ürün kazanımı yapılmaktadır. Bir ton kömür yıkamak için; 2,5 kg manyetit, 12,5 gr flokulant, 0,37 m 3 su ve 3.45 kwh enerji sarf edilmektedir. Tesise gelen tüvenan kömür; 600*300 ızgara açıklığına sahip, toplamda 300 tonluk tüvenan na dökülmektedir. Tüvenan iki eş silodan oluşmaktadır. Tüvenan, silo altlarında bulunan şişlerle kontrollü olarak nakil bandına geçmektedir. Nakil bandı üzerinde bulunan metal detektörü ve mıknatıs tesise metal geçişini önlemektedir. Nakil bandı 165mm lik tasnif ne döküm yapar, elek üzerinde kalan malzeme çıkış açıklığı 150 mm olan çeneli kırıcıya verilir. 150 mm lik malzeme nakil bandı ile ara besleme bunkerine geçer. Tesis birbirine özdeş iki sistemden meydana gelmiştir. Ara bunkerde ikiye ayrılan tüvenan nakil bandıyla 18 mm lik ön yıkama ne yaklaşık 350 ton/saat kapasiteyle beslenir. Tüvenan Besleme Silosu 165 Tasnif Eleği +150 Çeneli Kırıcı -150 Ara Besleme Bunkeri Şekil 1: Tüvenan Hazırlama 3
1. İRİ YIKAMA DEVRESİ Elek açıklığı 18 mm olan ön yıkama nin elek üstünden gelen (-150+18 mm) malzeme ağır ortamla (manyetit süspansiyonu) karışarak Dram (tambur) adı verilen zenginleştirme ünitesinde zenginleştirilir. Dramda farklı yoğunluklara sahip 2 kompartıman bulunmaktadır. Malzeme giriş yönünden bakılırsa I. kompartıman düşük yoğunlukta (1,60 gr/cm 3 ), II. kompartıman yüksek yoğunluktadır (1,85 gr/cm 3 ). I. Kompartımana giren malzemede 1,60 gr/cm 3 yoğunlukta yüzen kömürler, + 18 temiz kömür olarak dram taşma ağzından yıkama (durulama süzdürme) ne gelirler. Bu elekte manyetitinden arındırılan + 18 mm kömür bant konveyör vasıtasıyla 150 tonluk parça kömür na dökülür. I. Kompartımanda 1,60 gr/cm 3 yoğunlukta batan malzemeler dramın içindeki raf şeklindeki kanatlar vasıtasıyla alınarak, II. kompartıman giriş oluğuna dökülür. Buradan II. kompartımana geçiş olur. II. kompartımanda yoğunluk 1,85 gr/cm 3 olarak ayarlanmaktadır. Bu yoğunlukta yüzen malzeme + 18 mikst (ara ürün) olarak, süzdürme-durulama nden geçerek, bant konveyör vasıtası ile 150 tonluk ara ürün na dökülür. Batan malzeme ise, kompartımanın içindeki raflar vasıtasıyla alınarak, şist ne giden oluğa dökülür. Burada da manyetitinden arındırılan şist bant konveyörler ve kamyonlar aracılığıyla şist döküm sahasına dökülür. nden alınan ağır mayiler ağır mayi tankına gönderilir oradan da sisteme geri verilirken, sulu mayiler içindeki manyetitlerin kazanımı için manyetit seperatörlere gönderilirler. Burada kazanılan manyetit de sistemde tekrar kullanılır. -150+18 Ön yıkama Dram + 18 Parça Kömür Silosu +18 parça Ara ürün İri şist durulama elekleri Şist Stoku Miks Silosu Ağır mayi tankı Sulu mayi tankı Şekil 2: İri Yıkama Devresi 4
2. İNCE YIKAMA DEVRESİ Ön yıkama nin altına geçen malzeme 0,5 mm lik ön yıkama nde 0,5 mm lik yükünden kurtulur.-0,5 mm boyutundaki malzeme spiral devresine gönderilir. Eleğin üst akımından gelen malzeme, nakil oluğunda ağır mayi ile birleşerek 1. ağır ortam siklon besleme tankına iner. Bu tanktan pompa vasıtasıyla 1. ağır ortam siklonları dağıtıcısına gelen malzeme, 0,7-1 bar basınçla siklonlara basılır. Dağıtıcı, malzemeyi ikiye bölerek 1. ağır ortam siklonlarına hızla basar. 1,60 gr/cm 3 yoğunluğa sahip siklonların üst akımından temiz kömür oluk vasıtasıyla süzdürme-ne verilir. Tane boyutu +0,5-18 mm olan kömür 10 mm lik tasnif nde; +0,5-10 mm toz kömür ve +10-18 mm fındık kömür olarak ayrılırlar. Fındık kömür nakil bandıyla fındık na verilirken toz kömür santrifüj kurutucuya gönderilir. Kurutucuda nemi azaltılan temiz kömür toz kömür na gönderilir. Şist stok sahası Ara ürün Ön yıkama 0,5-18 1.Ağır ortam siklonu 2.Ağır oram siklonu 0,5-18 mm şist Parça Susuzlandırma -0,5 SPİRAL DEVRESİ 0,5-10 Kurutucu 10-18 temiz kömür Tasnif Eleği 0,5-18 Ara ürün + 18 0,5-10 10-18 Fındık Toz 1.ağır ortam siklonunda batan kısım süzdürme nden geçtikten sonra 1,85 gr/cm 3 yoğunluğundaki ağır mayi ile birleşerek pompa vasıtasıyla 2.ağır oram siklonuna basılır. Bu yoğunlukta yüzen miks, süzdürme-durulama nden geçtikten miks na geçer. Bu yoğunlukta batan kısım ise şist süzdürme-durulama ne verilir buradan da şist stok alanına dökülür. İnce yıkama devresinde iri yıkama devresinde olduğu gibi süzdürme elek altlarına geçen ağır mayiler sisteme tekrar dönerken, durulama elek altları sulu mayi tankına gönderilir. 5
3. SPİRAL DEVRESİ 0,5 mm ön yıkama nin altı pompa yardımıyla hidrosiklona basılır. Hidrosiklonun üst akımından gelen malzeme (yaklaşık olarak -0,1 mm) tikinere geçerken, alt akımı spirallere verilir. Her iki devre için boyları 2 şer metre olan 8 hadveli 8 adet spiral bulunmaktadır. Spirallerde özgül ağırlık farklarına göre malzeme şist ve kömür olarak alınır. Özgül ağırlığı yüksek olan malzeme; merkezkaç ve yer çekimi kuvvetlerinin etkisiyle merkeze doğru istiflenirler. Hafif olan malzeme ise spiral kanatlarına yönelirler. Spiralde ayrılan kömür, seabent nden kurutucuya verilir. Basket tipi kurutucuda nemi azalan kömür bant vasıtasıyla ürün na aktarılır. Spiralden alınan şist ise susuzlandırma nden geçtik den sonra şist stok sahasına nakil bandı vasıtasıyla dökülür. Ön yıkama Susuzlandırma -0,5 0,5-18 Hidrosiklon Tikiner Spiraller Kaydırma Kurutucu İnce Toz Kömür Susuzlandırma Spiral Şisti Şekil 4: Spiral Devresi 6
4. TİKİNER DEVRESİ Hidrosiklonların üst akımı, çok sulu mayi tankının taşması, sea bentin süzüntülü suyu ile basket tipi kurutucudan çıkan su tikinere verilir. Mikron seviyesindeki (-0,1 mm) malzeme suda askıda kalır. Bu malzemenin çöküşünü hızlandırmak için polimer kullanılır. Polimer olarak kullanılan floklant malzeme, 45 dakika boyunca 15 m 3 hacimli karıştırıcı kazanda suda eriyik hale getirilir ve 20 m 3 lük stok tankına alınır. Eriyik haldeki floklant ve hidrosiklonlardan gelen malzeme aynı kanalda birleşerek tikinerin merkezine verilir. Malzeme çöktükçe taşma oluğuna temiz su geçer. Taşma oluğundan alınan temiz su, temiz su havuzuna verilir ve sisteme tekrar geri döner. Çöken şlam tikinerin gövdesinde bulunan hareketli taraklarla çıkış kanalına verilir. Şlam, pompa vasıtasıyla şlam havuzuna gönderilir. Hidrosiklon Floklant tankı Temiz Su Havuzu Spiral Devresi Şlam Şlam havuzu Şekil 5: Tikiner Devresi 7
6. MANYETİT DEVRESİ Tüm sistemdeki durulama elek altı süzüntüleri sulu mayi tankında( 4 nolu tank) toplanırlar. Pompa vasıtasıyla dört bölmeli kaydırıcıya gelen sulu mayi, borularla üçlü seperatör düzeneğine beslenir. Seperatörlerden kazanılan ağır mayi, ağır mayi tankına (6 nolu tank) verilirken kirli su çok sulu mayi tankına (5 nolu tank) verilir. Çok sulu mayi tankından malzeme pompa vasıtasıyla manyetit siklonuna basılır. Siklon üst akımı ne öncül yıkama olarak verilirken alt akım tekli seperatöre verilir. Tekli seperatörden kazanılan mayi, ağır mayi tankına verilir. Tekli seperatörden çıkan kirli su ise çok sulu mayi tankına ve 0,5 mm ön yıkama elek altı toplama tankına verilir. Manyetit Siklonları Kaydırıcılar Dağıtıcı Durulama Eleklerine Öncül Yıkama Suyu Tekli seperatör Sisteme Sulu mayi tankı Çok sulu mayi tankı Ağır mayi tankı 8