Genel Kömür Hazırlama Dersi ( yüzdürme Batırma ) KÖMÜR YÜZDÜRME-BATIRMA DENEYLERİ KÖMÜR HAZIRLAMA DERSİ Prof. Dr. Şafak G. ÖZKAN Yrd. Doç. Dr. Kenan ÇİNKU Araş. Gör. İsmail DEMİR Araş. Gör. Can GÜNGÖREN İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ1)Organik Sıvılar 2)İnorganik Tuzların Çözeltileri 3)Ağır Ortam Süspansiyonlarında Kullanılan Katı Maddeler Organik Sıvı Formül Özgül Ağırlık g/cm 3 Karıştırıcı Sıvı Petrol eteri Alkol Aseton Toluen Metileniyodür Tetrabrom Etan Bromoform Metilenbromür Karbontetraklorür -- C 2 H 5 OH CH 3 COOCH 3 C 6 H 5 CH 3 CH 2 I 2 C 2 H 2 Br 4 CHBr 3 CH 2 Br 2 CCl 4 0.70 0.79 0.79 0.86 3.31 2.96 2.89 2.48 1.49 -- -- -- -- CCl 4 Alkol, CCl 4 , Kloroform Alkol, CCl 4 -- Bütün organik sıvılar YÜZDÜRME BATIRMA DENEYLERİNDE KULLANILAN AĞIR SIVILARIN HAZIRLANMASI Organik SıvılarAğır Ortam Süspansiyonlarında Kullanılan Katı Maddeler Madde Özgül Ağırlık Süspansiyon Özgül Ağırlığı (maksimum) Süspansiyon Özgül Ağırlığı (ortalama) Geri Kazanılması Ferrosilikon (FeSi) Manyetit (Fe 3 O 4 ) Galen (PbS) Kuvars (SiO 2 ) 6.3-7.0 5.0-5.2 7.5 2.6 3.5 2.5 4.3 1.8 2.5-3.2 2.5’ den az 3.3 1.4-1.7 Yaş. man.ayır. Yaş. man.ayır. Flotasyon Sedimantasyon İnorganik Tuz Formül Özgül Ağırlık g/cm 3 En Yüksek Özgül Ağırlık g/cm 3 Kalsiyumklorür Çinkoklorür CaCl 2 ZnCl 2 2.15 2.91 1.71 1.92 İnorganik Tuzların Çözeltileri Yüzdürme-Batırma Deneylerinin En Düşük Yoğunluktan Başlayarak Yapılışına Ait Bir ÖrnekYüzdürme-Batırma Çizelgesi Örneği Yoğunluk Aralığı Yoğunluk Aralığındaki Malzeme Toplam Yüzen Toplam Batan ? 0.1 Yoğ. Malzeme Miktar (g) Miktar % M Kül % K M x K Miktar % ? M ? ? MxK ? Kül % Miktar% ? M ? ?MxK ? Kül % Yoğ. ? 0.1 Yoğ. Malzeme Miktarı, % (a) (1) (b) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) -1.40 656.55 43.77 9.28 406.2 43.77 406.2 9.28 100.00 3953.4 39.53 1.40 -- +1.40-1.50 146.70 9.78 20.96 205.0 53.55 611.2 11.41 56.23 3547.2 63.08 1.50 14.80 +1.50-1.60 75.30 5.02 30.68 154.0 58.57 765.2 13.07 46.45 3342.2 71.95 1.60 7.90 +1.60-1.70 43.20 2.88 39.24 113.0 61.45 878.2 14.29 41.43 3188.2 76.95 1.70 4.86 +1.70-1.80 29.70 1.98 46.97 93.0 63.43 971.2 15.31 38.55 3072.2 79.77 1.80 3.60 +1.80-1.90 24.30 1.62 54.32 88.0 65.05 1059.2 16.28 36.57 2982.2 81.54 1.90 3.38 +1.90-2.00 25.40 1.76 60.42 106.3 66.81 1165.5 17.44 34.95 2894.2 82.81 2.00 -- +2.00 495.85 33.19 84.00 2787.9 100.00 3953.4 39.53 33.19 2787.9 84.00 TOPLAM 1500.00 100.00 39.53 ? ? ? ? M MxK ? ? ? ? M MxK Kolon No Hesaplanış Şekli 1,2,4 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Yüzdürme Batırma Deneylerinden Kolon(2)’nin %’ye dönüştürülmesiyle Kolon (3) X Kolon (4) Kolon (3)’ün alt alta toplanmasıyla Kolon (5)’in alt alta toplanmasıyla Kolon (7) / Kolon (6) Kolon (3)’ün aşağıdan yukarı doğru toplanmasıyla Kolon (5)’in aşağıdan yukarı doğru toplanmasıyla Kolon (10) / Kolon (9) Kolon (1)’deki yoğunluklar En düşük ve en yüksek yoğunluklar atıldıktan sonra kalan yoğunluklarda bir alt ve bir üst yoğunluktaki malzemenin toplam miktarıKömür Yıkama Eğrileri 1) Yüzen Eğrisi 6. ve 8. kolonlar 2) Batan Eğrisi 9. ve 11. kolonlar 3) Parça Kül Eğrisi yoğunluk çizgileri ile 4. kolon 4) Yoğunluk Eğrisi yoğunluk çizgileri ile yoğunluk ekseninin kesişimi 5) ±0.1 Yoğunluğundaki Malzeme Eğrisi 12. ve 13. kolonlar± 0.1 Yoğunluğundaki Malzeme Yüzdeleri İle Ayırmanın Güçlük veya Kolaylık Derecesi ± 0.1 Yoğunluğundaki Malzeme Miktarı, % Ayırmanın Güçlük veya Kolaylık Derecesi 0-7 7-10 10-15 15-20 ? 20 Çok kolay Kolay Orta güçlükte Güç Çok güçÖrnek 1: 1,65 yoğunluğunda hazırlanan bir ağır ortamda ayırma kolay mı olur, zor mu olur?Örnek 2: 1,65 yoğunluğunda ayırma yapıldığı zaman elde edilecek temiz kömür ve artığın miktar ve kül yüzdeleri ne olur?Örnek 3: 1,60 yoğunluğunda ayırma yapıldığı zaman elde edilen temiz kömürdeki en yüksek küllü parçanın kül yüzdesi ile artıktaki en düşük küllü parçanın kül yüzdesi nedir?Örnek 4: %15 küllü temiz kömür elde etmek için hangi yoğunlukta ayırma yapmak gerekir?M-EĞRİSİ (MAYER EĞRİSİ) Genel olarak kömür yıkama işlemlerinde , tuvenan kömür üç ürüne ayrılır. • Temiz Kömür (Lave) • Ara Ürün (Mikst) • Artık (Şist) Yıkama eğrileri sadece iki ürünlü yıkama işlemlerinde, lave ve şist miktarlarını, kül içeriklerini ve yıkama yoğunluklarını saptamaya uygundur. Üç ürünlü bir yıkama işleminde aynı bilgileri elde etmek için, iki grup yıkama eğrisinin çizilmesi gerekmektedir. M-Eğrisi üç ürünlü bir yıkama işleminde (2 yoğunluk kullanılarak) bilinmesi gerekli tüm bilgileri (miktar, kül ve ayırma yoğunluklarını) tek bir yıkama eğrisinde verir.M-Eğrisi Verileri 1 2 (A) 3 (B) 4 ? (A) 5 (AxB) 6 ? (AxB) 7 ? (AxB) ? (A) Yoğunlu k Aralığı Yüzen Ürün Miktarı % Kül % Toplam Yüzen Ürün Ağırlığı % Kül Miktarı Toplam Kül Miktarı Ortalama Kül % 1.4 1.4-1.5 1.5-1.6 1.6-1.7 1.7-1.8 1.8-1.9 1.9 43.2 7.4 5.1 3.0 2.7 2.7 35.9 15.90 26.99 39.13 48.98 56.66 62.46 76.19 43.2 50.6 55.7 58.7 61.4 64.1 100.0 686.9 199.7 199.6 146.9 153.0 168.6 2735.2 686.9 886.6 1086.2 1233.1 1386.1 1554.7 4289.9 15.9 17.5 19.5 21.0 22.6 24.3 42.9 A B C D E F G 100.0 42.90 42.9M-Eğrisi • M-Eğrisinin Çizimi: 4. ve 6. kolonlar kullanılır. 1.60-1.90 Yoğunluğunda Ayırma Yapılması Durumunda Oluşan Lave, Mikst ve Şist Miktarları ve Kül %’leri • Lave Külünün Saptanması: 1.60 yoğunluk için C noktası yüzen kömür miktarını verir. OC doğrusunun X eksenini kestiği yer Lave külünü verir. • Mikst Külünün Saptanması: 1.60-1.90 yoğunluklarındaki yüzen miktarlar C ve F noktalarıdır. Bu noktalar birleştirilerek oluşturulan doğruya paralel olup O noktasından başlayan doğrunun X eksenini kestiği nokta Mikst külünü verir. • Şist Külünün Saptanması: 1.90 yoğunluğunda yüzen kömür miktarı F noktasıdır. FG noktaları birleştirilerek oluşturulan doğruya paralel O noktasından başlayan doğrunun X eksenini kestiği nokta Şist külünü verir. • Tüvenan Kömür Külünün Saptanması: OG noktaları birleştirilerek oluşturulan doğrunun X eksenini kestiği nokta Tüvenan kömürün külünü verir. • Lave-Mikst Karışımı Kömürün Külünün Saptanması: OF doğrusunun X eksenini kestiği nokta Lave-Mikst Karışımı kömürün külünü verir. • Lavede En Yüksek Küllü Parçanın Külünün Saptanması: C noktasında M-Eğrisine teğet çizilerek oluşturulan doğruya paralel O noktasından başlayan doğrunun X eksenini kestiği nokta Lavede En Yüksek Küllü Parçanın külünü verir. • Lave, Mikst ve Şist Miktarlarının Saptanması: 1.60 yoğunluğunda Lave Miktarı (C) %55.7, 1.90 yoğunluğunda elde edilen Lave+Mikst Miktarı (F) %64.1’dir. Bu miktardan Lave miktarı çıkarılırsa Mikst Miktarı %8.4 bulunur. Toplam miktar %100 olduğuna göre %64.1 çıkarılırsa Şist Miktarı %35.9 olarak bulunur.M-Eğrisinin Türleri 0 50 100 Toplam Yüzen Ürün Miktarı, % Tuvenan Kömür Çok Az Çok Temiz Kömür Az Çok Çok Ara ürün Az Az Az Artık Ortalama Kül, % 0 50 100 Toplam Yüzen Ürün Miktarı, % Tuvenan Kömür Çok Az Çok Temiz Kömür Az Çok Çok Ara ürün Az Az Az Artık Ortalama Kül, %Kaynaklar: • ATEŞOK, G., 1986, Kömür Hazırlama, İTÜ Maden Fakültesi, İstanbul, 190 s. • ATEŞOK, G., 2004, Kömür Hazırlama ve Teknolojisi, Yurt Madenciliğini Geliştirme Vakfı Yayınları, İstanbul, 376 s., ISBN-975-7946-22-2