ZEYNEP AL-BİTİRME

download ZEYNEP AL-BİTİRME

of 116

Transcript of ZEYNEP AL-BİTİRME

STANBUL TEKNK NVERSTES MADEN FAKLTESMaden Mhendislii Blm

ADIYAMAN GLBAI LNYT KMRLERNN TEKNOLOJK ETD HazrlayanZeynep AL 050060058

DanmanProf. Dr. Gndz ATEOK

STANBUL, MAYIS, 2011

ii

STANBUL TEKNK NVERSTES MADEN FAKLTESBLM ADI

050060058 numaral Zeynep AL tarafndan hazrlanan ADIYAMAN GLBAI LNYT KMRLERNN TEKNOLOJK ETD konulu bitirme devi tarafmdan okunmu ve kabul edilmitir. 18 / 05 / 2011 Danman ..

Danman tarafndan kabul edilen bitirme almas, tarafmca incelenmi ve snava girmesi uygun bulunmutur. 23 / 05/ 2011 Blm Bakan .. 050060058 numaral Zeynep Aln Bitirme almas Snav tarafmzdan yaplm ve baarl bulunmutur. SINAV JRS nvan, Ad ve Soyad 1. .. 2. .. 3. .. mza .. .. ..

iii

ZET

Bu tez almasnda, Soykan kmr iletmesinden alnan Adyaman-Glba linyitinin deerlendirilme olanaklar aratrlm ve linyitlerden yksek nitelikli kmr elde edilmesi amalanmtr. Deneysel almalar kmrn zenginletirilmesi ve kurutulmas olmak zere iki ana gruba ayrlmtr. Zenginletirme ilemleri yzdrme batrma, sarsntl masa ve spiral olmak zere aamada gerekletirilmitir. Kurutma deneyleri ise atmosferik artlarda ve sabit yatakl kurutma sisteminde gerekletirilmitir.

Deneysel almalar, kuru bazda %33,86 kl, %40,33 uucu madde, %24,92 sabit karbon, %2,68 toplam kkrt ve 3965 kcal/kg st s deerine sahip linyit numunesi zerinde yaplmtr. Yaplan yzdrme batrma ve sarsntl masa deneyleri sonucunda ; iri boyutta %2.7 miktarca %20.1 kl ieriinde bir lave-1 %3.1 yanabilir verimle elde edilmitir. Ayrca %59 miktarca bir lave-2 %28.5 kl ieriinde %61.7 yanabilir verimle retilebilmektedir. Bunun yannda ince boyut grubunda(-2 mm) yaplan sarsntl masalardan ise %7.5 miktarnca bir ince lave %28.6 kl ieriinde %30 yanabilir verimle elde edilmitir. Son aamada yaplan kurutma deneyleri sonucunda ise kmrn 175oCden itibaren kzma ile birlikte yanmaya balad, ve 150oCde 1 saat sre ile yaplacak bir kurutma ile yaklak %10 nem deerlerine dt tespit edilmitir. Bu artlarda yaplacak bir kurutma sonunda %10 nem baznda 3500 kcal/kg st sl deerine sahip bir kmr eldesi mmkn olmaktadr.

iv

SUMMARY

In this thesis study, the evaluation possibilities of Adyaman-Glba lignite taken from Soykan Coal Management were investigated and producing high quality coal from lignite samples was aimed. Experimental studies are divided into two main groups which are enrichment and drying. Enrichment experiments were made in three parts which are washability experiments, shaking table and spiral experiments. Drying experiments were performed in atmospheric conditions and constant bed drying system

Experimental studies were performed with the lignite sample on dry bases with ash, volatile matter, fixed carbon, total sulfur and gross calorific value of 33.86%,40.33%,24.92%, 2.68% and 3965 kcal/kg, respectively. At the end of floatsink and shaking table experiments, 2.7% amount of concantrate-1 containing %28.5 % ash with 3.1 % combustible yield was obtained on coarser particles. Besides, 59% amount of concantrate-2 containing 20,1% ash with 61.7 % combustible yield was obtained on finer particles.Furthermore, in shaking table experiments which were made on finer particles ( -2 mm), 7.5% amount of concantrate containing 28.6% ash with 30 % combustible yield was obtained.Finally, at the end of drying experiments, it was seen that lignite started burning at a temperature which was higher than 175 C and in drying experiments which was made at 150 C the humidity of coal is decreased to 10% in 1 hour. At the end of drying experiment which is made under these conditions, coal which has %10 humidity and a gross calorific value of 3965 kcal/ kg is obtained.

v

TEEKKR

Byle bir almaya ynelmemi salayan deerli hocam Sayn Prof.Dr. Gndz ATEOKa, tezimin her aamasnda beni ynlendiren, destekleyen ve yardmlarn esirgemeyen Maden Yk. Mh. Mustafa ZERe, sadece danmanm olarak deil, her konuda desteini ve gvenini arkamda hissettiim deerli hocam Do.Dr. Hanifi OPUR a, Cevher Hazrlama Mhendislii blmnde bitirme yapmama olanak salayan Maden Mhendislii Blm Bakan Sayn Prof. Dr. Orhan KURALa ve Cevher Hazrlama Mhendislii Blm Bakan Sayn Prof.Dr. Fatma ARSLANa sonsuz teekkrlerimi sunarm.

Son olarak hayatmn her safhasnda maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen aileme teekkr ederim.

Mays 2011

Zeynep Al 050060058

vi

NDEKLER sayfa ZET .... iii SUMMARY ...iv TEEKKR ...v NDEKLER .....vi ZELGELER LSTES .....ix EKLLER LSTES .......xi 1. GR .1 2. KMR LE LGL GENEL BLGLER ...........3 2.1. KMRN TANIMI VE OLUUMU.....3 2.2. KMRLERN SINIFLANDIRILMASI........3 2.3. KMRLERN KMYASAL ZELLKLER..........7 2.3.1. Kmrn Oksidasyonu ............7 2.3.2. Kmrn Damtlmas .8 2.3.3. Hidrojenasyon ..9 2.3.4. Koklama ..10 2.3.5. zclerde Erime ......11 2.4. KMRLERN PETROGRAFK ZELLKLER ...11 2.4.1. Vitrinit Grubu .................12 2.4.2. Liptinit / Eksinit Grubu ..12 2.4.3. nertinit Grubu ....12 2.4.4. Mineraller ve Eser Elementler ...12 2.5. Kmrlerin Fiziksel zellikleri .15 2.5.1. Rutubet .............................15 2.5.2. Strktr ve Krlma ....16 2.5.3. Sertlik ...16 2.5.4. Mukavemet ..16 2.5.5. Tane Boyutu Dalm .....16 2.5.6. nebilirlik ....17 2.5.7. zgl Arlk ...17 2.5.8. Ak Havada Dalganlk ....17 2.5.9. Andrclk .....17 2.5.10. Renk ve izgi rengi ....18 2.5.11. Parlaklk .18

vii

2.6. KMRN KULLANIM ALANLARI ....18 2.6.1. Kmrn Termik Santrallarda Kullanm ...18 2.6.2. Kmrn imento Sanayiinde Kullanm ....19 2.6.3. Tula, Seramik ve Dier Sanayi Kollarnda Kmr Kullanm .20 2.6.4. eker Sanayiinde Kmr Kullanm .20 2.6.5. Kmrlerin Gbre Olarak Kullanm ...21 2.6.6. Kmrn Ev Yakt Olarak Kullanm .....21 2.6.7. Kmrn Kimyasal Hammadde Olarak Kullanm 22 2.6.7.1. Kok retimi .............................................22 2.6.7.2. Kmrn Gazlatrlmas ..22 2.6.7.3. Kmrn Svlatrlmas ...22 2.6.7.4. Kmrden Aktif Karbon retimi .23 2.6.7.5. Kmr Atklarnn Kullanm ...24 2.7. KMR HAZIRLAMA VE ZENGNLETRME .25 2.7.1. Tvenan Kmrn Hazrlanmas ..25 2.7.2. Kmrn Zenginletirilmesi ..26 2.7.2.1. Ya Zenginletirme Yntemleri .................26 2.7.2.1.1. . ri Kmr Zenginletirme Yntemleri ..26 2.7.2.1.1. nce Kmr Zenginletirme Yntemleri ..33 2.7.2.2. Kuru Zenginletirme Yntemleri ..37 2.7.2.3. Kmr Zenginletirme Tesisleri Akm emalar .38 2.8. KMRN SUSUZLANDIRILMASI .....40 2.8.1. Kmr Susuzlandrma Yntemleri ...41 2.8.1.1. Elekler ..........41 2.8.1.2. Santrifjler ......44 2.8.1.3. Hidrosiklonlar .....46 2.8.1.4. Filtreler ....47 2.8.1.5. Tikinerler .50 2.9. KMRN KURUTULMASI ...51 2.9.1. Kmr Kurutma Sistemleri ....51 2.9.1.1. Dner Kurutucular .52 2.9.1.2. Akkan Yatakl Kurutucular ...52 3. ADIYAMAN-GLBAI-HARMANLI BLGES LE LGL BLGLER ...54 3.1. Corafik Durum ...54 3.2. Adyaman-Glba Linyitinin Kimyasal, Fiziksel ve Petrografik zellikler .55 3.2.1. Kimyasal zellikler .....55 3.3. Genel Jeoloji .....55 3.3.1. Stratigrafi .....55 3.3.2. Tektonizma ......57

viii

3.3.2.1. Krlma Tektonii ...57 3.3.2.2. Kvrlma Tektonii .....57 3.3.2.3. Orojenez ve Fazlar ......57 3.3.3. Palinolojik zellikler ......57 3.3.1. Yataklanma ekilleri .57 3.3.2. Kmrl Saha Snr .58 3.3.3. Kmrl Saha Snr .58 3.3.4. Kmr Kalnl .58 3.3.5. Kmrn Taban ve Tavan Kayalar ..58 3.3.6. Rezerv .58 4. DENEYSEL ALIMALAR .........59 4.1. KMR NUMUNESNN ZELLKLER.....59 4.1.1. Numunenin Kimyasal zellikleri ..59 4.2.2 Jeoloji .60 4.2.3. Numunenin Isl zellikleri .61 4.2. ZENGNLETRME DENEYLER ..62 4.2.1. Yzdrme Deneyleri ...62 4.2.2. Sarsntl Masa Deneyleri ....72 4.2.3. Sabit Yatakl Kurutma Sisteminde Gerekletirilen Kurutma Deneyleri ...74 4.3. Kurutma Deneyleri ..76 4.3.1. Atmosferik artlarda gerekletirilen Kurutma Deneyleri.....76 4.3.2. Sabit Yatakl Kurutma Sisteminde Gerekletirilen Kurutma Deneyleri........79 4.3.2.1. 105 C de Gerekletirilen Kurutma Deneyleri ..79 4.3.2.2. 125 C de Gerekletirilen Kurutma Deneyleri ..82 4.3.2.3. 150 C de Gerekletirilen Kurutma Deneyleri ..86 4.3.2.4. 175 C de Gerekletirilen Kurutma Deneyleri ..90 4.3.2.5. 200 C de Gerekletirilen Kurutma Deneyleri ..94 5. SONULAR ........99 KAYNAKLAR .......102

ix

ZELGELER LSTES Sayfa izelge 2.1 Kmrlerin A.S.T.M. Snflandrmas izelge 2.2 Kmrn erdii Mineraller izelge 4.1 Deney Numunesinin Kimyasal Analiz Sonular izelge 4.2 Deney Numunesinin Elek Analiz Sonular izelge 4.3 Deneysel almalarn Gerekletirildii Kmrn Boyut Dalm izelge 4.4 +19 mm Boyut Grubunda Yaplan Yzdrme Batrma Deney Sonular izelge 4.5 -19+2 mm Boyut Grubunda Yaplan Yzdrme Batrma Deney Sonular 7 15 60 60 62

64

66

izelge 4.6 -100+2 mm Boyut Grubunda Hesaben Birletirilmi Yzdrme Batrma Deney Sonular 67 izelge 4.7 -2 mm Boyut Grubunda Yaplan Sarsntl Masa Deney Sonular 69

izelge 4.8 -2 mm Boyut Grubunda Yaplan Sarsntl Masa Deneylerinin Hesaben Birletirilmi Sonular 70 izelge 4.9 Proses Oluturulmasna Esas Tekil Edecek Deneylerin Sonular izelge 4.10 -2 mm Altna ndirilen Kmrn Boyut Dalm izelge 4.11 -2 mm boyutuna indirilen Kmr Numunesi ile Yaplan Sarsntl Masa Deney Sonular izelge 4.12 Tuvenan Numune ile -2 mm Boyutunda Yaplan Sarsntl Masa Deneylerinin Hesaben Birletirilmi Sonular izelge 4.13 Tuvenan Numune ile -2 mm Boyut Grubunda Yaplan Spiral Deneylerinin Sonular izelge 4.14 Tuvenan -2 mm Boyut Grubunda Yaplan Birletirilmi Spiral Deney Sonular izelge 4.15 Atmosferik Koullarda Kmrdeki Nem Deiim Sonular 70 72

73

74

75

76 77

x

izelge 4.16 105 Cde Gerekletirilen Kurutma Deneyi Sonular izelge 4.17 105 Cde Gerekletirilen Kurutma lemi Sonunda Elde edilen rnlerin Kmr Analiz izelgesi

79 80

izelge 4.18 105 Cde Gerekletirilen Kurutma Deneyi Elek Analizi Sonular 81 izelge 4.19 125 Cde Gerekletirilen Kurutma Deneyi Sonular izelge 4.20 125 Cde Gerekletirilen Kurutma lemi Sonunda Elde edilen rnlerin Kmr Analiz izelgesi 83

83

izelge 4.21 125 Cde Gerekletirilen Kurutma Deneyi Elek Analizi Sonular 85 izelge 4.22 150 Cde Gerekletirilen Kurutma Deneyi Sonular izelge 4.23 150 Cde Gerekletirilen Kurutma lemi Sonunda Elde edilen rnlerin Kmr Analiz izelgesi 87

88

izelge 4.24 150 Cde Gerekletirilen Kurutma Deneyi Elek Analizi Sonular 89 izelge 4.25 175 Cde Gerekletirilen Kurutma Deneyi Sonular izelge 4.26 175 Cde Gerekletirilen Kurutma lemi Sonunda Elde edilen rnlerin Kmr Analiz izelgesi 91

92

izelge 4.27 175 Cde Gerekletirilen Kurutma Deneyi Elek Analizi Sonular 93 izelge 4.28 200 Cde Gerekletirilen Kurutma Deneyi Sonular izelge 4.29 200 Cde Gerekletirilen Kurutma lemi Sonunda Elde edilen rnlerin Kmr Analiz izelgesi 95

96

izelge 4.30 200 Cde Gerekletirilen Kurutma Deneyi Elek Analizi Sonular 97

xi

EKLLER LSTES Sayfa ekil 2.1. Ar Ortam Ayrmas ile Zenginletirme Akm emas ekil 2.2. Tekne (oluk) tipli ve iki rnl Dutch State Mines tekne ykaycs ekil 2.3. Wemco Ar Ortam Tamburu ekil 2.4. Teska Tambur Tipi Ar Ortam Ayrcs ekil 2.5. Drewboy Ayrcs ekil 2.6. ki rn Alnan Larcodem Ayrcs ekil 2.7. rn Alnan Larcodem Ayrcs ekil 2.8. Dynawhirlpool ayrcs ekil 2.9. Baum Jigi ekil 2.10. Batak Jigi ekil 2.11. Titreimli Spiral ekil 2.12. Kolon Flotasyonu ekil 2.13. Pennsylvania Kmr Zenginletirme Tesisi Akm emas ekil 2.14. Jet ve Jameson Flotasyon Sistemleri ekil 2.15. Fotometrik Ayrc ekil 2.16. Se Madencilik Kmr Hazrlama Tesisi Akm emas ekil 2.17. merler Tunbilek Kmr Ykama Tesisi Akm emas ve Numune Alm Noktas ekil 2.18. Kavisli Elein ematik Grn ekil 2.19. Elliptex Susuzlatrcs ekil 2.20. Derrick Eleinin ematik Grn ekil 2.21. Tp Tipi Santrifjn ematik Grn ekil 2.22. Deliksiz Sepet Tipi Santrifjn ematik Kesiti 27 28 28 29 29 30 30 31 32 33 34 35 35 36 38 38

39 42 43 43 44 45

xii

ekil 2.23. Konveyr Tipi Sepet Santrifjn ematik Grn ekil 2.24. Disk Tipi Santrifjn ematik Kesiti ekil 2.25. Srekli alan Dner Tambur Filtre ekil 2.26. Dner Diskli Filtre ekil 2.27. Tikinerin ematik Gsterimi ekil 2.28. Dner Kurutucu ekil 2.29. Akkan Yatakl Kurutucu ekil 3.1. Adyaman-Glba linyit sahasnn Yer Bulduru Haritas ekil 4.1. Numunenin Elek Alt Erisi ekil 4.2. Kmr Numunesine Ait TGA Erisi ekil 4.3.Yzdrme-Batrma Deneyi Akm emas ekil 4.4. +19 mm Boyut Grubunda Yzdrme Batrma Erisi ekil 4.5. -19+2 mm Boyut Grubunda Yzdrme Batrma Erisi

46 46 48 49 50 52 53 54 61 62 63 64 66

ekil 4.6. -100+2 mm Boyut Grubunda Hesaben Birletirilmi Yzdrme Batrma Erisi 67 ekil 4.7. -2 mm Boyut Grubunda Gerekletirilen Sarsntl Masa Deney Akm emas ekil 4.8. ri Boyutta Ar Ortam ile nce Boyutta Sarsntl Masa Kullanlarak Gerekletirilen Prosese Ait Akm emas ekil 4.9. -2 mm Boyutuna ndirilen Kmr Numunesi ile Yaplan Sarsntl Masa Deney Akm emas

68

71

73

ekil 4.10. -2 mm boyutuna indirilen Kmr Numunesi ile Yaplan Spiral Deney Akm emas 75 ekil 4.11. Atmosferik Koullarda Sreye Bal Kmrdeki Nem Deiim Erisi 77 ekil 4.12. Atmosferik Koullarda Gerekletirilen Kurutma Deney rnlerinin Elek Analiz Erileri

78

ekil 4.13. 105 Cde Gerekletirilen Kurutma Deneylerinde Toplam Nemin Sreye Gre Deiimi 80

xiii

ekil 4.14. 105 Cde Gerekletirilen Kurutma Deneyi Elek Analiz Erileri

82

ekil 4.15. 125 Cde Gerekletirilen Kurutma Deneylerinde Toplam Nemin Sreye Gre Deiimi 83 ekil 4.16. 125 Cde Gerekletirilen Kurutma Deneyi Elek Analiz Erileri 86

ekil 4.17. 150 Cde Gerekletirilen Kurutma Deneylerinde Toplam Nemin Sreye Gre Deiimi 87 ekil 4.18. 150 Cde Gerekletirilen Kurutma Deneyi Elek Analiz Erileri 90

ekil 4.19. 175 Cde Gerekletirilen Kurutma Deneylerinde Toplam Nemin Sreye Gre Deiimi 91 ekil 4.20. 175 Cde Gerekletirilen Kurutma Deneyi Elek Analiz Erileri 94

ekil 4.21. 200 Cde Gerekletirilen Kurutma Deneylerinde Toplam Nemin Sreye Gre Deiimi 95 ekil 4.22. 200 Cde Gerekletirilen Kurutma Deneyi Elek Analiz Erileri 98

1

BLM 1 GR

Dnya ile hzl bir entegrasyon srecinde olan Trkiye Ekonomisi, hem sanayisini Avrupa Birlii iinde rekabet edebilir dzeye karma, hem de dnya ticaretinde daha fazla pay alabilme gayreti ierisindedir. Bu durum zellikle elektrik enerjisi talebinde hzl bir art beraberinde getirmekte ve dolaysyla sanayinin en nemli girdilerinden biri olan elektrik enerjisinin teminini nemli klmaktadr.

lkemizde elektrik retiminde kurulu g, eitli enerji kaynaklarna dayal olarak toplam 31669.6 MW mertebesindedir. Bu deerin 6510 MW'hk blm linyite dayal termik santraller kapsamnda olup bu deer toplam gcn yaklak olarak %20'sine karlk gelmektedir. Bilindii zere, lkemiz fosil yaktlar arasnda yegane gvenilir enerji kayna kmrdr. Bu nedenle, sreklilik ve gvenilirlik kstaslar asndan deerlendirildii takdirde lkemiz elektrik enerjisi retiminde linyit kmrne dayal termik santraller zel bir nem ihtiva etmektedir. Dolays ile elektrik enerjisi retimindeki verimlilikte gzlenen nemli kayplar, bir yandan kmr kaynaklarndan mmkn olduunca fazla ve uzun vadede faydalanlmasn olumsuz ynde etkilemekte, dier yandan birim enerji bana daha fazla parasal kaynan sarf edilmesine yol amaktadr (Demirci ve Elevli, 2004).

Bu almada, Trkiyenin kendi kayna olan kmrlerin termik santrallerde deerlendirilmesi amacyla Adyaman-Glba-Harmanl Blgesi linyitinin zerinde allmtr. almadaki ama, yksek neme ieriine sahip (%47,9) linyitlerden zenginletirme ilemleri ile daha nitelikli kmrler elde etmektir. Deneysel almalardan nce Soykan kmr iletmesinden alnan Adyaman-Glba linyitinin zelliklerini belirlemek amacyla kimyasal, elek ve TGA analizleri yaplmtr. Sonra linyit numunesinin ykanabilme zellikleri belirlenmitir. Daha sonra; sarsntl masa ve spiral deneyleri ile Adyaman-Glba linyitinin kl ve kkrt ieriinin azaltlmas aratrlmtr. Son olarak orijinal %47,9 neme sahip linyitin nem ieriini

2

drmek amacyla atmosferik artlarda ve sabit yatakl kurutma sisteminde kurutma deneyleri gerekletirilmitir. Sabit yatakl kurutma deneyleri kmrn kzma scakln tespit etmek amacyla farkl scaklklarda yaplmtr.Yaplan kurutma deneyleri esnasnda kmrn boyut dalm da incelenmitir.

3

BLM 2 KMR LE LGL GENEL BLGLER

2.1. KMRN TANIMI VE OLUUMU Kmr yanabilen sedimanter organik bir kayadr. Kmr balca karbon, hidrojen ve oksijen gibi elementlerin bileiminden olumu olup, dier kaya tabakalarnn arasnda damar haline uzunca bir sre (milyonlarca yl) s, basn ve mikrobiyolojik etkilerin sonucunda meydana gelmitir (URL-1). Bitkilerin kmre dnm srasnda meydana gelen olaylar 2 grupta incelemek uygundur. 1. Turbalarn oluumu 2. Turbalarn kmre dnm (Ateok,2009). Bitkisel ve az oranda hayvansal organik artklarn, anaeorobik koullar altnda mantarlar, bakteriler, enzimler ve ayrma ile serbestlenen veya yeniden oluan organik bileiklerin etkileriyle ayrmas, paralanmasyla ile oluan organik tortul bir ktlelere TURBA ad verilir. Birbiri zerine turbalarn ymasyla dehidratasyon, demetanisazyon ve dekarboksilasyon olarak tanmlanan sreler sonucu deiime uramasyla organik tortul kaya haline dnmesi ile kmr ve sapropelitler oluur (Kavuan,G).

2.2. KMRLERN SINIFLANDIRILMASI Bir kmrn fiziksel ve kimyasal zellikleri, kmrlerin snflandrlmasnda ve kmr kalitesinin belirlenmesinde kullanlmaktadr. Bir kmrn kalitesi, kmrn maseral ve mineral madde ieriiyle birlikte kmrleme derecesine baldr. Kmr kalitesinin belirlenmesi amacyla, pek ok uluslararas kurulu, rnein; ASTM ( the American Society for Testing and Materials), ISO (International Organisation for Standardisation) ve baka ulusal kurulular tarafndan analiz standartlar gelitirilmitir ve halen bu almalar devam etmektedir.

4

lkemizde

kmrler;

turba,

linyit,

ta

kmr

ve

antrasit

olarak

snflandrlmaktadr. Bu snflama, uluslararas kmr snflandrmalaryla uyum gstermemektedir.

Frazer Snflandrmas:

Sabit karbon/uucu madde oranna gre yaplan bir

snflamadr. Takmr ve linyit eitlerini birbirinden ayramad ve kkrt miktarn belirtmedii iin, bu sistemin gnmzde kullanm kalmamtr.

Collier Snflandrmas: Nem yzdesini temel alan ve % 10 dan fazla nem ieren kmrleri linyit, % 10 dan az nem ieren kmrleri de takmr olarak kabul eden bir snflamadr. Ancak yeterli bir snflama deildir.

Cambell Snflandrmas:

Bu snflamay yapan Cambell, sabit karbon/uucu

madde orannn iyi nitelikli kmrlerin snflandrlmasnda yararl olduunu, ama en uygununun karbon/hidrojen oranna gre yaplan snflandrma olduunu kabul etmi ve 1906 ylnda kmrleri 11 snf ve 8 alt snfa ayrmtr. Cambell sonradan snflandrmasn deitirmi ve gelitirmi, grafik bir yntemle kalorifik deer, nem, uucu madde ve sabit karbon yzdelerini ilikilendirerek daha kullanl bir duruma getirmitir.

eyler Snflandrmas: Karbon, hidrojen, uucu madde yzdeleri, kalorifik deere gre hazrlanm ve zel erilerle ayrlm yaygn olarak kullanlan bir snflandrmadr.

Grout Snflandrmas: Karbon ieriine gre yaplan bu snflandrma yetersizdir.

Pars Snflandrmas: Tm karbon, sabit karbon, uucu madde yzdelerini ve kmr iindeki yanmayan maddeleri de iine alan bir snflandrma sistemidir.

5

Toronto Snflandrmas: 1913 ylnda toplanan Uluslarars Toronto kurulu kmrleri, uucu madde, yakt oran ve kalorifik deere gre 8 snfa ayrmtr. Yakt oran, kuru ve klsz kmrde sabir karbon/uucu madde orandr ve antrasitlerden linyitlere doru gidildike azalr.

Grner Snflandrmas: Karbon, oksijen ve hidrojen yzdelerine gre, 1837 ylnda ilk kez kimyager Regnault bir snflandrma yapmtr. Daha sonralar Grner, Regnault un almalarndan yararlanarak karbon, hidrojen, sabit karbon, uucu madde yzdeleri, kalorifik deer ve koklama zelliini gznne alarak Regnault-Grner snflandrmas denilen sistemi ortaya atmtr. Olduka eski olan bu sisteme gnmzde Fransa da yaygn olarak kullanlmaktadr. Doal Snflandrma: Lombard n yapt bu snflandrma sistemi, kimyasal analiz sonularna dayanmakta ve kmrn hangi kmrleme evresinde olutuunu da belirtmektedir.

Jenetik Snflandrma: Bu sistemde kmrler; turbalar, linyitler ve ta kmrleri olmak zere snfa ayrlmaktadr. Genellikle, turbalarn Kuaterner de, linyitlerin Tersiyer de, takmrlerinin ise Paleozoik te olutuunu kabul eden bu sistem, kmrlerin olutuklar jeolojik devirlere gre snflandrlmasnn olankszl kantlannca geerliliini yitirmitir. Bir baka jenetik snflandrma sistemi ise Rusya (eski S.S.C.B) Bilimler Akademisi tarafndan ortaya atlan ve kmrleri makroskopik ve mikroskopik petrografik gelere gre 11 blme ayran snflandrmadr. Bu sistem, bugn birok lkede yaygn olarak benimsenmektedir.

Uluslararas Snflandrma:

1949 ylnda Cenevre de toplanan kmr

snflandrma alma kurulu tarafndan yaplan bu snflandrma, 1956 ylndan beri kullanlmaktadr. Buna gre; sistemde kmrlerin nce kmrleme derecesinin belirlenmesi iin, uucu madde yzdesine gre ana snflara, bundan sonra teknikteki

6

kullanl gz nne alnarak nemli zellii olan pime ve koklama yeteneine gre, grup ve yan gruplara ayrlmtr.

A.S.T.M Snflandrmas: Kmrleme derecesine gre yaplan bu snflandrma sistemi, yksek kmrleme derecesine uram kmrlerde kuru ve klsz esasa gre sabit karbon ve uucu madde yzdeleri; dk kmrleme derecesine uram kmrlerde alt kalorifik deer, koklama ve havann etkisi ile bozulma zellikleri gz nnde tutularak ortaya karlmtr. Gnmzde en ok kullanlan bu sistem izelge 2.1.de verilmitir. Bu snflama, kmrn sabit karbon ieriin ve sl deerini esas almaktadr. Ayrca, kmrlerin kekleme zelliinden de yararlanlmaktadr. izelge 2.1.den grld gibi, bu snflandrmada kmrler; antrasit, bitml kmr, altbitml kmr ve linyit olmak zere drt snfa ve bunlar da altsnflara ayrlmaktadr. Bu snflandrmada, altbitml kmr-bitml kmr ayrm, kmrlerin kekleme zelliklerinden yaralanlarak yaplmaktadr. Kekleme gstermeyenler altbitml kmr snfnda; kekleme gsterenler bitml kmr snfnda yer almaktadr (Ateok,2009).

7

izelge 2.1. Kmrlerin A.S.T.M. Snflandrmas (Temel,2007)

2.3. KMRLERN KMYASAL ZELLKLER Kmrn kimyasal zellikleri; kmrn oksidasyonu, kmrn damtlmas, hidrojenasyon, koklatrma ve zclerde erimesi konularnda aklanabilmektedir.

2.3.1.

Kmrn Oksidasyonu

Yeryzne yakn olduu iin, atmosferik etkilere maruz kalan veya ocaklardan karlp bir sre stoklanan kmrler endstride oksidasyon olarak bilinen bir seri fiziksel ve kimyasal deiimlere urarlar. Okside olmam kmrn kimyasal zellikleri zerinde bir aratrma, bu kmrler arasndaki esas farkn benzen de znebilen organik madde miktarlar arasnda ortaya ktn gstermitir. Okside olmam kmr; aromatik, yksek scaklkta benzen de zlebilen ya ierirken okside olmayan kmrde bu madde saptanamamtr.

8

Kmr, serbest oksijen bulunan ya da oksijen veren bir ortama girdiinde, yava bir oksitlenmeye urar. Oksitlenme ilemi, kmr yzeyine oksijenin adsorpsiyonu ile balar. Ancak bu adsorpsiyondan sonra, oksijen kmrle kimyasal ba kurar ve oksidasyonun gelimesi sonucu CO2, CO ve H2O ayrarak oksitlenme sona erer. Oksitlenme hz, kmrn adsorbe ettii ve kat madde difzyonu ile ilave olarak alabildii oksijen miktarna baldr. Dier taraftan, kmrn fiziksel ve kimyasal yaps da, oksitlenme hzn etkileyen faktrlerin banda gelir. Genellikle, gen kmrler, ileri kmrlemeye uram kmrlere gre daha fazla oksitlenme ve altere olmaktadr. Bu, esas itibaryla iki nedene baldr. Gen kmrler daha byk zgl yzeye sahiptir. Bu nedenle daha fazla oksijenle temas edebilmekte ve dolaysyla daha fazla oksijen adsorplamaktadr. Kimyasal yap asndan da gen kmrler ileri derecede kmrleenlere gre oksijene kar daha aktiftir. Kmrleme ilerledikce, kmr yapsnda aromatikler artmakta, fonksiyonel gruplar azalmaktadr. Ayrca, ileri kmrlemeye urayan kmrlerdeki ok az saydaki fonksiyonel gruplar ancak yksek enerji tatbikinde oksitlenebilmektedir. Buna karn gen kmrler daha kk molekllerden olumakta ve daha kk enerjiye gereksinim duyarak oksitlenmektedir. Bilindii zere oksitlenme, s veren bir reaksiyondur. Kmr oksitlenirken, belirli bir s aa kmaktadr. Bu s atlamaz ve o blgenin snmasn salarsa, kmrn tutuma scaklna ulalr ve kmr blgesel olarak yanmaya balar. Oksijen atmosferinde linyitin tutuma scakl 135 ile 174 oC arasnda deimektedir.

2.3.2.

Kmrn Damtlmaso

Kapal kapta stlan takmr 100

C civarnda bir takm gazlar ve buharlaro

vermeye balar. Scaklk ykseldike damtmada artar. 1400 olanlar iki gruba ayrlr:

C da damtma

ilemi tamamlanr ve geride sadece kok kalr. Damtma rnleri sv ve gazdr. Sv

1. inde amonyakl suda eriyen aminler bulunan amonyakl sular 2. Katranlar

9

Gazlarn iinde de; hidrojen, CO2, CO, metan ve karbonlu ya snfndan doymam karbonlu hidrojenler ve kokulu snftan baz karbonlu hidrojenlerin buhar bulunmaktadr. Btn bu rnlerin cinsleri ve miktarlar damtma iinin yapl tarzna gre deiir. Alak scaklkta (400-600 oC) ve dikkatli bir damtma ile daha fazla katran ve daha az gaz kmaktadr. Primer katran denilen bu rnn zellikleri adi katrannkinden farkldr. Primer katranlarn iinde, kaynama noktalar yksek rnler fazladr. Damtmada 2 ama vardr; 1. Havagaz elde etmek. Bu halde kok ve teki rnler ikinci planda kalr. 2. Metalurjik kok elde etmek. kalmaktadr. Linyitlerin damtlmas sonucu; gaz ve deeri az olan kok elde edilir. Bu damtmada daha ok yalarn ve katrann retilmesi hedeflenir. Bir ton linyitin damtlmas ile aada verilen rnler elde edilir (Ateok,2009). Bu durumda da havagaz ikinci planda

600 oC Damtma Benzol esanslar Ar yalar Kat (Parafin, Naftalin, Antrasen) Zift Gaz 20-25 kg 50-70 kg 2 kg 8 kg 100-150 m3

900 oC Damtma 8-12 kg 15-20 kg 4 kg 20 kg 300-330 m3

Elde edilen gazn sl enerjisi 3800-4000 kaloridir.

2.3.3.

Hidrojenasyon

19. yzyln ikinci yarsndan itibaren yaplagelen eitli deneylerde aratrmaclar, hidrojenasyon yolu ile kmrleri sv hale getirmeyi baarlardr. Hidrojenasyon olaynn mekanizmasn aratran yazarlar, bunun kmrn termik olarak reaktif paralara ayrlmasndan ibaret olduunu, bu ayrma ileminde de halojen oksitler gibi katalizrlerin ilemi kolaylatrdn ne srmektedirler.

10

Schumacher ve arkadalarnn son zamanlarda %86.5 karbon ieren kmrlerin zerinde 325 derece scaklkta 400 atmosfer basn altnda tetralin ve kalay-klorr tipi katalizrlerin varlnda yaptklar hidrojenasyon deneyinde aadaki rnleri elde etmilerdir. 100 gram kmrn hidrojenasyonu ile 40 gram hekzan, 18 gram etan ve 45 gram kalnt Kalntnn tekrar hidrojenasyona tabi tutulmas ile 14 gram hekzan, 5.5 gram eter, 11 gram benzen ve 18 gram kalnt (rican ,2007). Hidrojenasyon yolu ile kmrn svlatrlabilmesi petrol sknts ekilen zamanlarda akaryakt iin iyi bir alternatif olarak ortaya konulabilecek bir niteliktir. Maserel gruplar hidrojen ilavesine kar deiik oranda duyarllk gsterir. rnein, vitrinite ve exinite derhal hidrojenasyona urarken, inertinite bu durumdan etkilenmez. Yaplan almalarda dk kmrleme dereceli kmrlerin en fazla vitrinite ieren parlak bantlarnn hidrojenasyona en uygun kmrler olduu saptanmtr. Burada kl ierii % 4 n altndadr (Ateok,2009).

2.3.4.

Koklama

Kmrlemesi belirli bir dzeye erimi olan kmrler stlnca nce yumuarlar sonra ierek gaz kartrlar ve daha sonra tekrar sertleirler. Sertleme sonucunda oluan ok gzenekli, olduka hafif ve gri renkli ktleye kok kmr; kmrn kok haline gemesi olayna da koklama denilmektedir. Her kmr cinsi koklamaya elverili deildir. Genellikle takmrleri seviyesinde olgunlam ve ampirik olarak H/O oran 0.59'a eit veya bu deerden byk kmrler s tesiriyle ier ve koklarlar. Genellikle koklama olaynda u safhalardan geirilir: 1. 200 dereceye kadar hidroskopik su ve emilmi CO2, O2, N2 ve CH gibi fazlar elemine olur 2. 200 derecenin stnde kmrn bnye suyu uar 3. 300 derece civarnda eitli rnlerin atlmasyla birlikte yumuama balar 4. 350 derece dolaylarnda yumuama son safhaya varr

11

5. 425-550 derece arasnda stma hzna bal olarak malzeme tekrar kat hale dnr Scakln 500 derece civarna kadar artrlmas ile gerekletirilen bir koklamada, 1 ton takmrnden yaklak olarak 400 metrekp gaz, 350 kg kok, 45 kg katran, 2.5 kg amonyak ve 10 kg benzol elde edilmektedir. Koklama srasnda kan gazdan havagaz elde edilir.

2.3.5.

zclerde Erime

Kmrler, baz organik zclerde eriyerek deiik kimyasal zellikler gsteren bileiklere ayrlrlar. Bu zelliklerinden kmrleri meydana getiren maddelerin incelenmesinde ok yararlanlmaktadr. zc olarak en ok piridin kullanlmaktadr. Ekstraksiyon sonunda kat parafinler (C21H 44.C27H56 gibi), doymu hidrokarbonlar (CnH2n-2) elde edilmektedir (rican ,2007).

2.4.

KMRLERN PETROGRAFK ZELLKLER

Kmr homojen olmayan ve deiik bileenlerden oluan bir maddedir. Kmr maserallerden meydana gelir. Maserallerin kimyasal yaplar ve fiziksel zellikleri byk deiiklikler gsterir ve bir kristal yapya da sahip deildirler. Halbuki inorganik kayalar oluturan mineraller kristal yapda ve kimyasal bileimleride belirlidir. Maseralleri plak gzle grmek imkanszdr ,ancak mikroskop yardmyla ayrntl olarak incelenebilirler. Mikroskopta maseralleri ayrt edebilmek iin ; renk, yanstma, ekil ve rliyef gibi baz parametrelerden zelliklere gre ana gruba ayrlrlar. Vitrinit (Turba ve Kahverengi kmrlerde Hminit adn alr ) Eksinit / Liptinit nertinit Ayn kmre ait maseral grubunda; vitrinitte oksijen, liptinitte hidrojen, inertinitte karbon miktar fazla olup bu sralamada uucu madde miktar da giderek azalr. faydalanlr.Maseraller bu

12

2.4.1.

Vitrinit Grubu:

Takmrlerinde yaygn olarak bulunur. Kmrleme derecesi arttka dzenli fiziksel ve kimyasal deiiklikler oluur. Bu nedenle artan kmrleme derecesiyle vitrinitin yanstma zellii de srekli olarak artar.

2.4.2.

Liptinit / Eksinit Grubu:

Bu maseral grubu, vitrinite gre yksek oranda hidrojen ierir. Yanstma derecesi en dk olan grupdur. Yansyan kta sar - kahverengi - siyah renkler gsterir.

2.4.3.

nertinit Grubu:

Bu maseral grubu, hidrojence fakir karbonca zengindir. Yanstma derecesi en yksek olan grupdur. Yansyan kta sarms beyaz veya beyaz renkler gsterir (URL-1).

2.4.4.

Mineraller ve Eser Elementler:

Kmrn inorganik bileenleri mineraller ve iz elementlerdir. Kmrn mineral bileenleri ve iz elementler kaynaktan gelebilmektedir. 1- Ana elementler ve mineraller 2- Birincil mineraller 3- kincil mineraller Ana elementler ve mineraller kmrleecek bitkilerin yapsnda bileen olarak bulunan minerallerdir. Bitkilerin kk, gvde, sap, yaprak ve spor vb. organlarnda eitli elementler birikmektedir. Bu elementler turbalama ve kmrleme evrelerinde, biyokimyasal ve kimyasal tepkimelerin etkisi ile bileiklere evrilir ve greceli olarak zenginleir. Turbalama evresinde bitki kalntlar bataklklarda birikirken yamurlu evrelerde sular ve rzgarlarla tanan mineraller ve elementler kmr iinde birincil mineraller birliklerini olutururlar. Bunlar kmrleme srecinde deien koullarda durayl olabilen minerallerdir. lksel ve birincil evre

13

mineral ve elementlerinden deien koullarda durayl kalamayanlarla yzeysel veya hidrotermal kkenli akkanlara bal gelen elementler, kmr katmanlarnn krklk atlaklar ve gzenekleri iinde yeni mineral bileenleri oluturabilirler. Bunlar ikincil minerallemelerdir.

A. Mineraller Kmrler iinde 50-60 tr mineral gzlenmitir. Bunlardan en nemli mineral gruplar; killer, karbonatlar ve demir mineralleridir. Dierlerinin bolluu %1in altndadr.

a) Kil Mineralleri: En sk gzlenen mineral grubudur. Genelde minerallerin %60-80nini olutururlar. Kmrle ara katmanldr. Katmanlarn kalnl 1-2 mmdenbirka cmye bazen 10 cmye varabilmektedir. Uygulamada killi kmrler, hacimsel kil kmr oranlarna gre snflandrlr. %20ye kadar kil ieren mikrolitotiplere killi kmrler, %20-60 orannda kil ierenlere karboarjilit denir.

b) Karbonat Mineralleri: Birincil ve ikincil kkenli olabilirler. Birincil kkenli olanlardan en yaygn siderittir. Dolomit ounlukla deniz ilerleme srelerinde geliir. %20-60 orannda karbonat ieren kmrlere karboankerit denir.

c) Demir Mineralleri ve Slfitler: Demir mineralleri ve slfitler iinde en yaygn olan pirittir. Pirit biimli veya e merkezli mini yuvarlak biiminde gzlenir. Dier ender demir mineralleri iinde limonit en sk gzlenenidir. nce uzun lepidokrosit veya yass gtit kristallerinin karmdr. Dier slfit mineralleri arasnda galen, sfalerit ve kalkopirit saylabilir. %5-20 orannda pirit bata olmak zere kkrt mineralleri ieren kmrlere karbopirit denir.

14

d) Silikatlar ve Dier Mineraller: Silikatlar iinde killerden sonra en nemlisi kuvarstr. Kuvars genelde tanm ise kenarlar yuvarlanm kristaller, bataklk suyunda znm silisin uygun koullarda kelimi ile olumusa mini kristalli veya kalsedon biiminde gzlenir. Bitkisel kkenli olabilir. Silikoz hastaln nlemede kuvarsn saptanmas nemlidir. Dier silikat ve mineraller nemsiz oranlarda izlenirler (zpeker,1988).

e) Tuzlar: Birok kmrde klorr, slfat ve nitrat tuzlarnn izlerine rastlanr. Bunlardan en sk gzleneni jipstir. Genelde ikincil kkenli olup atlak ve krklk dolgusu grnmndedirler.

B. z Elementler Kaya ve kmrlerin, %0.1 altnda ierdikleri elere iz elementler denir. z elementlerde, minerallere benzer kkenlidirler. Bitkilerin kendilerinden treyecekleri gibi kmrleme srecinde beslenen malzemeden kaynaklanabilirler veya atlak, krk gzeneklerde dolaan yzey veya derin kkenli akkanlara bal geliebilirler. Kmr yapclar iinde vitren dierlerine gre daha ok iz element ierir. z elementler organik yapclara veya minarellere baldrlar. Sn, Pb, Mn, Zr, Y, Sc, La, ve lantanitler daha ok inorganik, Ga, In, Sr, B organik kkenli, dierleri ise her iki kkenden gelebilmektedir (zpeker,1988). Kmrn ierdii mineraller izelge 2.2 de verilmitir (Temel,2007).

15

izelge 2.2. Kmrn erdii Mineraller (Beker, 1998)

2.5.

Kmrlerin Fiziksel zellikleri

2.5.1.

Rutubet

Kmrlerde bnye, yzey ve molekl suyu olmak zere 3 trl rutubet bulunmaktadr. Bnye rutubeti kmrn yapsnda yer alr ve inorganik maddelere bal bulunan sudan meydana gelir. Yzey rutubeti, kmrde serbest halde bulunan, rutubetli havadan ve kmrn su ile temasndan meydana gelir. Molekl suyu ise

16

kmre kimyasal olarak balanmtr ve kmrn toplam rutubeti iindeki pay olduka dktr.

2.5.2.

Strktr ve Krlma

Kmrde madencilik ilemleri srasndaki krlmalar sonucu oluan paralarn byklk ve ekilleri uygulanan kaz yntemi ile birlikte kmr yatann ana krk, atlak ve zayf yzeyler sistemine baldr. Kmrlerin cinslerine gre eitli krlma ekilleri vardr. Antrasit konkoidal bitml ve yar bitml kmrler blok veya kp eklinde, linyitler yass ve dzensiz bir ekilde krlrlar.

2.5.3.

Sertlik

Kmrn sertlii, kmrn ait olduu snfa bal olup, karbon ve uucu madde oranlarna gre deiiklik gsterir. %85-90 orannda karbon ieren kmrler en dk sertlie sahiptirler. Sertlik ayrca, uucu madde oran %15'den %15'e doru ktka azalr. %15'den %40'a doru ktka da artar

2.5.4.

Mukavemet

Kmrn basnca kar mukavemeti, madencilikte tahkimat iin kullanlan kmr topuklar ile krma ve tme ilemlerinde nem tar. Bask mukavemeti kmrn tr ve petrografik yaps ile ilgilidir. Kmrn sahip olduu en dk mukavemet uucu maddenin %20-25 olduu oranlardadr. Ayrca kmrde vitrain oran ykseldike bask mukavemeti azalr.

2.5.5.

Tane Boyutu Dalm

Ocaktan karlan tuvenan kmrlerin tane boyutu dalmna eitli faktrler etki eder. Bu faktrler kmrn sertlii, mukavemeti, krk ve atlak sistemi gibi yapsal zelliklerinden ve uygulanan madencilik ynteminden gelir.

17

2.5.6.

nebilirlik

nebilme zellii zellikle kmrn toz yakt olarak kullanlmak zere tlmesi srasnda nem tamaktadr. tme iin kullanlan aygtlarn kapasitelerinin belirlenmesinde, tme iin gerekli enerjinin saptanmasnda ve tesis kontrolnde, nebilme zelliinden yararlanlr.

2.5.7.

zgl Arlk

Ocaklardan karlan kmrler farkl zgl arlktaki paralarn karm halindedir. Tuvenan kmrdeki herhangi bir parann zgl arl, bu parann klne, nemine, sabit karbon miktarna ve uucu madde oranna baldr (Ateok,2009).

2.5.8.

Ak Havada Dalganlk

Ak havada braklan baz kmrler, slanma ve kuruma olaylarnn etkisi altnda dalrlar. Dalma derecesi kmr snfna baldr (Ateok,2009).Dk snfl kmrler, havaya maruz brakldnda geveme veya paralara ayrlp dalmaya belirgin bir eilim gstermekte olup slanp ve kurutulduunda veya gne na brakldklarnda linyitler kolaylkla yumuarken, alt bitml ve bitml kmrler bu durumdan az etkilenmektedirler (Temel,2007).

2.5.9.

Andrclk

Kmrn andrma zellii ekonomik ynden nem tamaktadr. Bu zellik kmr maddesinden ziyade kmrdeki artk maddelerden ileri gelmektedir. Bu nedenle madencilikte kmr bir andrc madde olarak kabul edilmektedir. Madencilik ilemleri srasnda delme, kesme ve tama aralarnda meydana gelen anmalar, anan ksmlarn deitirilmesini gerektirdiinden masrafa neden olurlar (Ateok,2009).

18

2.5.10. Renk ve izgi rengi Kmrlerin rengi, ak kahverengiden koyu siyaha kadar deimektedir. Linyitler ak kahverengi ile koyu kahverengi arasndadr. st snftaki kmrler ise siyahn aktan koyuya kadar deien eitli tonlarna rastlanr. izgi rengi ise bir kmr paras ile przl bir porselen yzey zerine izgi ekilerek elde edilir. Bitml kmrlerden daha dk dereceli kmrlerin izgi rengi sar ile kahverengi arasnda deiir. Bitml ve daha yksek dereceli kmrlerin izgi rengi ise kahverengi ve siyah arasndadr.

2.5.11. Parlaklk Parlaklk, n bir madde yzeyinden yansma iddetidir. In kuvvetli yansd yzeyler parlak, zayf yansd yzeyler ise mat olarak tanmlanmaktadr. Kmrler mat veya parlak olabilmektedir. Antrasit genellikle parlaktr fakat mat ksmlar da bulunmaktadr. Linyitler mat veya toprams grnldrler. Bitml kmrler ise mat ile parlak arasnda deiir (Ateok,2009).

2.6.

KMRN KULLANIM ALANLARI

2.6.1.

Kmrn Termik Santrallarda Kullanm

Dnya da elektrik enerjisi retiminde kullanlan kaynaklarn dalm dikkate alndnda; termik santrallarn pay % 64, hidroelektrik santrallarn pay % 19 ve nkleer santrallarn pay ise % 17 dir. Jeotermal, gne, rzgar ve dalga gibi temiz enerji kaynaklar evre dostu olmalarna karn kendine zg enerji dnm sistemleri ve teknolojiler gerektirdiinden ve bunun yan sra retim kapasitelerinin dk olmas nedeniyle yeterli ilgiyi grememektedirler. Bu yzden termik santrallar yatrm maliyetlerinin dier sistemlere gre daha ucuz olmas ve dk kaliteli kmrlerin yaklmasna olanak salamas nedeniyle tm dnyada elektrik retiminde yllardr tercih edilmektedir.

19

Enerji retiminde nemli bir yeri olan kmre dayal termik santrallarn evreyi kirletmeden verimli bir ekilde altrlabilmesi iin aada verilen nlemlerin alnmas gerekmektedir. Dk kaliteli kmrlerimizin kmr hazrlama yntemleriyle iyiletirilmesi Termik santrallarn, dk sl deerli kmrlerin tketilebilecei bir ekilde tasarlanmas ve kat partikl, kkrtdioksit, azot oksitleri gibi evre kirleticileri iin artma sistemleriyle donatlmas Kmrn nem ieriinin tme ileminden nce optimum bir deere getirilmesi Konvansiyonel yakma sistemleri yerine, evreye duyarl yakma sistemlerinin kullanlmas (Akkan yatakl yakma ve pulverize yakt ile yakma sistemleri gibi).

2.6.2.

Kmrn imento Sanayiinde Kullanm

2006 yl verilerine gre lkemizdeki imento fabrikalarnn retim kapasitesi 70.7 milyon ton imento, 42.6 milyon ton klinkerdir. Yllk imento retimi ise 2004 ylnda 38.7, 2005 ylnda 42.8, 2006 ylnda ise 47.4 milyon ton olmutur. Tamamna yakn imento sektrnde tketilen petrokok 1999 ylnda 1.4 milyon ton, 2000 ylnda 1.3 milyon ton, 2004 ylnda 1.75 milyon ton, 2005 ylnda 2.15 milyon ton tketilmitir. Linyit tketimi ise 1989 ylnda 2.3 milyon ton iken iki kattan daha fazla enerji kullanld 2005 ylnda 1.75 milyon ton olmutur. imento sektrnde petrokokun kullanlmad 1989 ylnda sektrde tketilen enerjide linyit pay %36 civarnda iken 1999 ylnda petrokok kullanm orannn %39 a ykselmesiyle linyitin pay da %8.8 e dmtr. Bu durumda kanserojen madde ieren ve gelimi lkelerde yaklmasna izin verilmeyen ucuz kalsine edilmemi petrokok ithalinin kontrol altna alnmasyla imentoda linyit ve yerli takmr tketim miktar artacaktr. Bir kg klinker retimi iin 800 Kcal lik enerji gereksinimi vardr. Bir ton imento retmek amacyla kullanlan yakt pay, fuel oil kullanld takdirde, retim maliyetinin yaklak yarsdr. Bu pay, fuel oil yerine kmr kullanldnda yaklak

20

% 50 azalmaktadr.

imento sanayiinde kullanlabilecek nitelikteki kmr

karmnn seiminde, kmrn sl deeri, kkrt ierii ve klnn bileimi gibi zelliklerinin yannda, kmr kaynann teminindeki sreklilik ve kmr kalitesindeki tekdzelik de nemlidir. rn kalitesi ve retim kapasitesinin dmemesi iin imento sanayiinde kullanlan kmrlerin, maksimum, % 10-15 kl, % 2-3 kkrt, % 10-15 nem iermesi ve sl deerinin 5000-5500 Kcal/kg arasnda olmas gereklidir. Ayrca kmrn uucu maddesinin yksek olmas arttr. Yakt maliyetini drmek amacyla daha dk kaliteli kmrlerin kullanm da mmkndr. Bu amala, imento frnnda, % 20-25 kl ve % 15-25 nem ieren ve alt sl deeri 4000-4500 Kcal/kg olan kmrler de retim sisteminde gerekli deiiklikler yaplarak kullanlabilir.

2.6.3.

eker Sanayiinde Kmr Kullanm

eker fabrikalarnda kullanlan linyitler deerlendirilirken, kullanm yerine bal olarak, sl deeri 2500-3000 Kcal/kg ve 4000 Kcal/kg dan byk olanlar olmak zere ikiye ayrlmaktadr. Kmrn sl deerinin dk olmas, kazan kapsitesini olumsuz etkilemektedir. Bu nedenle kazan iine fuel-oil de pskrtlmektedir. eker retiminde iki kalitede linyit de kullanlmakla birlikte, ispirto retiminde, 4000 Kcal/kg sl deerli linyit ile birlikte fuel oil de kullanlmaktadr. Kullanlan yakt miktar, doal olarak fabrikann kapasitesine bal olmakla beraber, kampanya sreleri ile de ilikilidir. 1990 ylnda 1.4 milyon ton linyit tketilirken 2004 ylnda 756 bin ton, 2005 ylnda 790 bin ton tketilmitir.

2.6.4.

Tula, Seramik ve Dier Sanayi Kollarnda Kmr Kullanm Tula Sanayii: Tula sanayiinde piirme frnlarnda kullanlan linyit, toz hale getirildikten sonra deerlendirilmektedir. Tula sanayiinde kullanlan linyitin sl deeri 4000 Kcal/kg civarnda olmas gerekmektedir. Ancak tula sanyiinde yakt olarak % 80-90 oranlarnda fuel oil kullanlmaktadr.

21

Seramik Sanayii: Kln ergime derecesi yksek olan kmrler seramik ve tula yapmnda kullanlrlar. Bu kmrlerin yakn boyutlara elenmi olmas ve yksek uucu madde iermesi istenir.

Kalker Kalsinasyonu: Dk kl ve kkrt ieriinin arzu edildii bu kmrlerin yksek uucu ksm bulunmas gerekir.

Metal Ergitme Frnlar: Uucu ksm % 25 in stnde ve kalorifik deeri 7800 Kcal/kg olan yumuak kmrler tercih edilir. Kmrde kl, kkrt ve nem dk, kl ergime scakl yksek olmaldr.

2.6.5.

Kmrlerin Gbre Olarak Kullanm

Kmr; karbon, hidrojen, azot, kkrt, potasyum ve fosfor gibi elementleri bnyesinde bulundurur. gndeme getirilmitir. Kmr gbresi, hem azot vermekte hem de bitki iin azot kadar nemli olan karbonuyla bitkiyi beslemekte ve mikroelemanlarla zehirlenmesini nlemektedir. Kmrlerin toprak humusuna benzer bir yapya sahip olmas nedeniyle, gbre olarak kullanlabilecei eitli aratrmaclar tarafndan

2.6.6.

Kmrn Ev Yakt Olarak Kullanm

Dnyada retilen kmrn yaklak % 5 i ev yakt olarak kullanlmaktadr. Ev yakt olarak kullanlan kmrlerin yaklak % 60 dorudan tketilen tuvenan kmrler olup, % 40 ise kmr zenginletirme tesislerinden retilen ve lave olarak tanmlanan temiz kmr rnleridir. lkemizde retilen yaklak 70 milyon ton kmrn (linyit+takmr), hava koullar ve retilen kmrn kalitesine bal olarak % 10-15 i ev yakt olarak kullanlmaktadr. lkemiz linyit rezervleri incelendiinde, nemli bir blmnn sl deerinin 2000 Kcal/kg dan az ve kl-kkrt ieriklerinin yksek olduu grlmektedir. Tuvenan olarak ev yakt kullanmnda nemli miktarlarda evre kirlilii oluturduklarndan, kmrlerimizin byk bir ounluunun kl, kkrt ve nem ieriklerinden arndrldktan sonra kullanlmas zorunludur. Isnma sektrnde 1987 ylnda 10.3

22

milyon ton olan linyit tketimi 2001 ylnda 2.6 milyon tona inmi ve 2005 ylnda ise 4.8 milyon tona ulamtr.

2.6.7.

Kmrn Kimyasal Hammadde Olarak Kullanm

2.6.7.1. Kok retimi Kmrn demir ve elik retiminde can alc nemi vardr. elik retiminin % 70 inde kok ve kmr kullanlr. 2000 yl itibaryla, dnyada yaklak 800 milyon ton elik retilmi olup, bunun iin yaklak 600 milyon ton kmr tketilmitir. Ta kmr snfna giren kmrlerin en nemli kullanm alan kok yapmdr. Yksek frnlarn belli bal redksiyon ham maddesi olan kok, endstrinin en nemli maddesidir. Yksek frnlarda kullanlan metalurjik kok, yksek scaklk

karbonizasyonu sonucunda retilmektedir.

2.6.7.2. Kmrn Gazlatrlmas Gazlatrma amac ile kullanlacak kmrlerin genelde, koklamayan ve uucu madde ierii yksek olmas gerekir. Bunlarn yannda dk kkrtl ve kl ergime derecesi yksek olmas arzu edilir. Gazlatrma ilemi, kmrn; su buhar, hava, oksijen ve hidrojen ile tepkimeye sokulmasyla gaz rnler elde edilmesidir. Elde edilen rnlerin bileimi ve miktar, kullanlan kmrn cinsine ve uygulanan gazlatrma prosesine baldr. Termokimyasal tepkimeler sonucu CO ve H2 den ibaret yakt gaz oluur. Kmrn gazlatrlmas ile hem yar kok hem de gaz retimi mmkn olabilmektedir. Ticari sistemlerde % 45 verim elde edilmektedir.

2.6.7.3. Kmrn Svlatrlmas Kmrn, hava veya herhangi bir reaktann olmad bir ortamda termal bozundurulmas sonucu kat, sv ve gaz yaktlar retilebilir. Tm termal dnm ilemleri sonucu elde edilen gaz rn karmlarndan, eitli sreler yardmyla petrol rnlerine alternatif sv yaktlar da retilebilmektedir. Bu yaktlara rnek olarak, Fischer-Tropsch benzini, Fischer-Tropschdizel yakt ve alkoler verilebilir.

23

2.6.7.4. Kmrden Aktif Karbon retimi Kmr, aktif karbon retiminde de kullanlmaktadr. zellikle enerji retmek

amacyla kullanldnda evreyi olumsuz ynde etkileyecek yksek kkrt ierikli kmrlerin aktif karbon retiminde kullanlarak deerlendirilmesi, evre kirliliinin azaltlmas yolunda olumlu bir admdr. Kmrlerin yansra karbon ierikli olan hemen hemen her madde, aktif karbon retiminde kullanlabilir. Hammaddeye ve kullanlan proses koullarna bal olarak, elde edilen aktif karbonlarn adsorplama zellikleri farkllk gsterir. Endstriyel retim operasyonlarnda aktif karbonun balang maddesi olarak ounlukla; Biyolojik Atklar: Odun, hindistan cevizi kabuu, ceviz kabuu, pirin kabuu Fosil Maddeler: Linyit ve her tr tenrl kmr Endstriyel rnler ve Atklar: Petrol fraksiyonlar, kok ve atk araba lastikleri kullanlmaktadr. Kullanlacak hammadde; elde edilecek olan rnde aranan zelliklere, gereksinim duyulan proses teknolojisine ve ekipman tutarna bal olarak seilir. Aktif karbonlar sv faz uygulamalar arasnda; - Su artm - Renksizletirme - Yiyecek endstrisi - Altn ve deerli metal geri kazanm bulunmaktadr. Aktif karbonlar antimuan, arsenik, krom, cva, gm, kobalt ve zirkonyuma kar etkilidir. me suyu filtrasyonunda ise aktif karbon kartular ierisinde tketiciler tarafndan evlerde kullanlmaktadr. Genellikle, linyitten retilen aktif karbonlar sv faz uygulamalarnda daha iyi sonu vermektedir. uygulamalar arasnda ise; - Solvent geri kazanm - Gaz ayrm ve saflatrlmas - Hava temizlenmesi bulunur. Aktif karbonlarn gaz faz

24

Hava kirlilii arttka, aktif karbon gibi sorbentlerin kullanm da artmaktadr. Aktif karbon kullanmnn artt yerler arasnda; - Boya ilemleri - Kuru temizleme ilemleri - Plastik prosesler - Elektronik ara-gere retimi yapan maddeler - la fabrikalar bulunmaktadr. Gaz faz karbonlar genellikle hindistan cevizi kabuundan retilmektedir. Amerika Birleik Devletleri nde aktif karbon retimi yapan sadece 5 byk retici vardr. retilen aktif karbonun % 55 i toz, % 35 i granl ve % 10 u pelet halindedir. Aktif karbon tketiminin % 80 i sv faz uygulamalarnda, % 20 si ise gaz faz uygulamalarnda gereklemektedir. Granl haldeki aktif karbonun fiyat yaklak olarak 1000-2500 $/ton, toz haldekinin ise 1000 $/ton dur.

2.6.8.

Kmr Atklarnn Kullanm

Kmrlerin ykanmas ve kullanm sonunda, ykama tesisi artklar ve yakma sonu artklar olmak zere iki tr artk elde edilmektedir. Ykama tesislerinden elde edilen artklar doal halinde olup, genelde kil ve istleri ierirler. Sz konusu bu artklarda kil oran fazla olduu takdirde, kalitelerine bal olarak seramik ve tula endstrisinde kullanlabilirler. rnein, Amasra blgesi kmrlerinin tavan ve Bu tesisin artklar tula taban ta genellikle atee dayankl refrakter kildir.

fabrikalarnda rahatlkla kullanlabilir. Ayn durum Kilyos ve stanbul civarndaki baz linyit yataklar iin de geerlidir. Genellikle bu artklarda aluminyum ierii % 18-45 arasnda ise, tula yapmnda kullanlabilirler. Artklarn CaCO3 ierii % 6575 arasnda ise imento yapmnda, % 90 dan fazla ise kire yapmnda kullanlmalar mmkndr. kullanlabilirler. Termik santrallardan elde edilen pulverize kmr klleri imento katk malzemesi olarak kullanlr. Bunun yannda, baz kllerin ierii de nem tayabilir. Baz ri boyutlu artklar ise demiryolu ve yol yapmnda

25

linyit kllerinin uranyum ierdii eitli aratrmaclar tarafndan saptanmtr. Uranyum oran (U3O8) kllerde % 0.08-0.73 arasnda ise bu kller ekonomik olur. Mn, Cu, Zn, Co ve Mo gibi baz metalleri ieren kller ise tarmda kullanlabilirler (Ateok,2009).

2.7.

KMR HAZIRLAMA VE ZENGNLETRME

2.7.1.

Tvenan Kmrn Hazrlanmas

Tvenan kmr hazrlama devresindeki en nemli gelime, tvenan kmrn ince boyutta kuru olarak elenmesi ve iri kmrn daha az toz oluturacak ekilde krlmas konularnda olmutur. zellikle, termik santralda kullanlacak ve ince ksmnn kl oran dk tvenan kmr, kuru olarak elenmekte ve elde edilen toz kmr ykanan kmre kartrlarak, nem oran daha dk kmr edilmektedir. Bu gaye iin deiik elek tipleri kullanlsada, ne kan elek tipi , ok al elek, dier ad ile banana elek olmutur. Bu eleklerin tabanlar, malzeme giri ksmnda 25-30o eime sahip iken, malzeme k ksmndaki eim 5-6o ye dmekte ve bu sayede elek yzeyi daha homojen yklenmektedir. Kapasite ve ayrma hassasiyetleri yksek, enerji harcamalar dktr. u anda da, dnyann nemli kmr hazrlama tesislerinde ncelikle kullanlmaktadr. Gney Afrika Cumhuriyetinde ise, tvenan kmr elemede, dner zgaral elekler kulanlmaktadr. Bu elekler, her biri mekanik olarak ddrlen zgaralardan olumakta ve kmr dnen zgaralar sayesinde, giriten ka doru tanrken elenmektedir. Nemli kmrlerin elenmesini kolaylatran ve normal sarsntl eleklere gre 3-5 kat daha yksek kapasiye sahip bu eleklerin ilk yatrm ve iletme giderleri yksektir. ri kmr krmada ne kan krc tipi ise, ft merdane krclar olmutur. Bunlar, kmr fazla toz retmeden krdklar gibi, bcaklar karlkl olarak birbirlerini temizledikleri iin (killi kmrlerde), tkanma problemleri de yoktur. Twin-scroll sizer ismi ile retilen ift merdaneli krc yaygn kullanm alan bulmutur. elde

26

Avusturalyada yava dnen ve yksek tork gcne sahip ift merdaneli krc zerinde allmaktadr. Bu krclarda, paralanma kmr-mineral madde snrnda gereklemekte, yani selektif bir krma yaplmaktadr. Dner krc kullanm, gittikte azalmaktadr. Ancak, yeterli kmr hazrlama tesisi kurulamam olan Hindistanda ise, selektif krma yapan dner krc kullanlmaya devam edilmektedir (Kemal, 2006).

2.7.2. Oluum

Kmrn Zenginletirilmesi koullar, yaps ve ierdii safszlklara bal olarak kmr

zenginletirmesinde ok eitli zenginletirme yntemleri kullanlmaktadr. Bunlar ok basit ykama teknikleri olabilecei gibi, tketim alannn istekleri dorultusunda daha karmak ve gelimi tekniklerde olabilmektedir. Ykama tesisine verilen ve tamam 100 ve 150 mm altnda olan kmr zelliklerine gre ya nceden elenerek ya da elenmeden ykanr. Tesiste genellikle iri kmr ykama iin (6, 10 ve ya 18 mm st boyut grubu) ar ortam niteleri veya jigler; ince kmr iin (6, 10 veya 18 mm boyut grubu 0.5 mm aras) siklonlar, feldispatl jigler, sarsntl masalar ve sabit oluklar; ok ince (toz) kmr ykama iin flotasyon uygulanr. Gnmzde, modern kmr zenginletirme tesislerinde 150-0.5 mm aras kmr byk kapasiteli haval jiglerle; 0.5 mm alt kmr ise flotasyonla ve spirallerle zenginletirilmektedir. Bu tesislerde yerletirme hacmi ve maliyetler dmekte, buna karlk tesis kapasitesi artmaktadr.

2.7.2.1. Ya Zenginletirme Yntemleri 2.7.2.1.1. ri Kmr Zenginletirme Yntemleri ri boyut kmr zenginletirmesinde, st boyut brt elein aklna gre 150 veya 100 mm olarak seilmekte ve genel olarak ar ortam sistemi ve jiglerle zenginletirilmektedir. Genellikle ykamas g olan kmrlerin temizlenmesinde ar ortamla zenginletirme tercih edilmektedir.

27

Ar Ortam Ayrmas

Ar ortam ayrmas yntemi, gravite yntemleri arasnda en basiti olup bu yntem kullanlarak yaplan zenginletirme ilemlerinden daha ekonomik olarak temiz kmr retilmektedir. Kmr artndan ayrmak iin ar ortam sisteminde genellikle zgl arl 2.0den kk olan ar ortamlar kullanlr. Ar ortam sspansiyolarnda kullanlan balca maddeler, ferrosilikon ve manyetitdir. zellikle manyetit kmr ykama tesislerinin en nemli ar ortam malzemesidir. ri boyutlu zenginletirmede kullanlan manyetitin %30u; ince boyutlu zenginletirmede ise %85i 45 mikron altnda bir dalm gsterir. ekil 2.1 de ar ortam zenginletirme ileminin genel bir akm emas verilmitir.Hazrlanm Cevher Ar Ortam Banyosu Szme Elei + su Ykama Elei + Ykanm rn Temizleme ve Ayarlama-

Szlm Ortam

-

Szme Elei + su Ykama Elei + Ykanm rn

Kirli Ortam

ekil 2.1. Ar Ortam Ayrmas ile Zenginletirme Akm emas (Ateok, 2009)

ekilden de grld gibi, malzeme ve ar ortam, ar ortam nitesine devaml beslenir. Yzen ksm (lave) tama yoluyla, batan ksmlarda (mikst, ist) banyo dibinden alnarak, birlikte gelen ar ortamn ayrlmas iin, ayr ayr szme eleklerine verilir. Eleklerin altna geen ortam direkt olarak niteye, elek st malzemesi ise ykanmak zere ykama eleine verilir. Ykama eleinden elde edilen elek alt kirli ar ortam, temizleme ve ayarlama ilemine tabi tutulduktan sonra tekrar ar ortam banyosuna verilir.

28

Endstriyel apta kullanlan ve genellikle st boyutu 100 mm olan kmrlerin zenginletirildii ar ortam ayrclar tekne (oluk), koni ve tambur eklindedirler. Tekne tipi ayrclarn kapasiteleri 100-900 ton/saat arasnda deimektedir. ekil 2.2. de Dutch State Mines tekne ykaycs grlmektedir. Wemko (ekil 2.3.), Teska (ekil 2.4.) ve Drewboy (ekil2.5.) gibi ykayclar endstriyel apta kullanlan tambur tipli ar ortam ayrclardr.

ekil 2.2. Tekne (oluk) tipli ve iki rnl Dutch State Mines tekne ykaycs (Ateok, 2009).

ekil 2.3. Wemco Ar Ortam Tamburu (Ateok, 2009).

29

ekil 2.4. Teska ykaycs (Ateok, 2009).

ekil 2.5. Drewboy Ayrcs (Kural, 1998).

Geni bir boyut aralnda zenginletirme yapabilen dier bir ar ortam aygt ise ngiliz patentli Larcodem ayrcsdr. Ar ortam olarak manyetitin kullanld ve santrifj kuvvet etkisiyle ayrma yapabilen bu aygt, jiglere alternatif olarak gelitirilmitir. ekil 2.6. da iki rn alabilen Larcodem ayrcsnn ematik

30

grn verilmitir. Geni bir boyut aralnda zenginletirme yapmakta ve kapasiteleri olduka yksek olmaktadr. 100+0.5 mm boyut aralndaki kmr 250 ton/saat kapasite ile zenginletirebilen Larcodem ayrclarnn performans ve kontrol olanaklar olduka yksektir. Bunun yan sra yine tek ortam younluu kullanarak rn alabilen (temiz kmr, ara rn, artk) Larcodem sisteminde (ekil 2.7. ) gelitirilmitir. Bu sistemde, birinci hcreden alnan artk, ikinci hcreye teetsel olarak beslenmekte ve oluturulan ikinci bir girdapla (vorteks), younluu dk olan taneler st akmdan ara rn olarak, younluu yksek olan taneler ise alt akmdan artk olarak elde edilmektedir.

ekil 2.6. ki rn Alnan Larcodem Ayrcs (Ateok, 2009)

ekil 2.7. rn Alnan Larcodem Ayrcs (Ateok, 2009)

31

Ar Ortam Siklonlar

Dier bir ar ortam ayrcs, ar ortam siklonlardr. Santrifj kuvvetinin uyguland bu ayrclarda, ortam akkanl drebildii iin, statik ayrclara nazaran daha kk boyuttaki (-20+0.5 mm) kmrler ykanabilmektedir. Ar ortam siklonlarnn alma prensibi, hidrosiklonlarnkine benzemektedir. Kmr, ince tlm manyetitle hazrlanm ar ortam ile kartrlarak, basn altnda siklona beslenmektedir. Eik olarak alan ar ortam siklonlarnn, farkl aplara sahip olanlar vardr. Besleme kapasiteleri, ortalama 60 ton/saattir. Bu siklonlar ile 40-0.5 mm boyutlu kmrleri ykamak mmkn olabilmektedir. Son zamanlarda , daha geni apl siklonlarn gelitirilmesiyle tane boyutu 50 mmye kadar kmtr. Dynawhirlpool ayrcs (ekil 2.8. ) eik vaziyette alan ar ortam siklonudur. Giri ve klar gvdenin her iki ucunda gvdeye teet durumdadr. Bu ayrcnn kapasitesi saatte 100 tona ulaabilmekte ve 50 mmye varan boyuttaki kmr zenginletirebilmektedir.

ekil 2.8. Dynawhirlpool ayrcs (Ateok, 2009)

32

Jigler

nce kmr kadar iri kmrn temizlenmesinde de ok yaygn olarak kullanlr. Jiglerde ortam olarak su kullanlr. Suyun plpasyon hareketi piston veya hava vastasyla salanr. Suyun hareketi ile kmr ve kmrle beraber olan artklar younluklarna gre tabakalar. Kmrde kullanlan jigler Baum ve Batak jigleridir. Baum jiginin (ekil 2.9. ) maksimum kapasitesi, beslenen kmrn zelliklerine bal olarak 250 ton/saat civarndadr. Boyut aral ise 100+0.5 mm dir. Genelde bu jigde lave, mikst ve ist halinde rn alnr. lk odada ist, ikinci odada ise dipten mikst rn alnr. Lave ise stten alnr. Batak jigi (ekil 2.10. ) ise Baum jiginin gelitirilmi ve kapasitesi arttrlm dizayndr. Batak jiginin Baum jiginden en nemli fark, tasarmda hava kompartman olarak ayr bir ksm bulunmamasdr. Bunun yerine elein altnda seri halde konulmu hava odalar vardr. Jigdeki hava vanalar elektronik kontroll olup, hava giri ve k otomatik olarak kesilir. Batac jig alt hcre ve kompartmandan oluur. Her bir hcre iki adet hava odas ermektedir. Genelde ar malzeme (ist) ilk oda sonundan, ara rn (mikst) ikinci oda sonundan ve temiz rn (lave) de son oda sonundan alnr. Endstriyel apta altrlan en byk batak jiginin kapasitesi saatte 540 tondur.

ekil 2.9. Baum Jigi

33

ekil 2.10. Batak Jigi (Ateok, 2009)

2.7.2.1.2. nce Kmr Zenginletirme Yntemleri 0.5 mm altndaki kmrlerin zenginletirilmesinde oluklar ve flotasyon yntemi kullanlr. Oluklar

Kmr hazrlama tesislerinde kullanlan oluklar dz (Rheolaveur) veya dairesel (Reichert-Wickers) olabilir. Reichert-Wickers spiralleri son yllarda, ince kmrn zenginletirilmesinde en fazla kullanlan cihazlardan birisi olmutur. Kmr iin zel olarak hazrlanm ve polretandan imal edilmi 10-12 dnml spiraller 8-16 adetlik bataryalar halinde altrlarak, dar bir alanda yksek kapasitelere ulaabilmektedir. Reichert-Wickers spiralleri iin en uygun boyut 0.1 ile 0.3 mm arasdr. zellikle 0.5 mm boyutlu ince kmrlerin zenginletirilmesinde kullanlrlar. Ayrca Nothingham niversitesi ile yaplan ortaklaa almalar sonucunda 0.5 mm boyutundaki malzemenin endstriyel lekte zenginletirilmesi amac ile titreimli spiraller gelitirilmi (ekil 2.11. ) olup yksek plp younluklarnda bile verimli bir ayrm salanabilmektedir. Titreim uygulamas ile normal spirallere oranla retim iki kez artmaktadr.

34

ekil 2.11. Titreimli Spiral

Kmr Flotasyonu

Flotasyon yntemi 0.5 mm alt kmrlerin temizlenmesinde uygulanmaktadr. Temiz kmr yzeyinin hidrofob zellik gstermesi, yani kmrn doal yzebilirlie sahip olmas, kmr ist ve pirit ayrmn kolaylatrmaktadr. Kmrn doal yzebilirlik zellii kmrn kimyasal ve petrografik yapsna ve kmrleme derecesine baldr. En yksek doal yzebilirlik %89 C (kuru-klsz) ieren kmrde saptanmtr. Bu deerin altnda ve stnde kmrn doal yzebilirlii azalmaktadr. Kmrleme derecesi gen olan linyitler hidrofilik zellik gsterirler. Bu nedenle flotasyon ilemleri takmr ve antrasitlerde yaygndr. Bugn zellikle flotasyon teknolojisindeki gelimelerle 0.045 mm alt kmrlerden sper dk kll (%4n altnda) temiz kmrler retmek mmkn olmaktadr. Gnmzde en ok kullanm alan bulan yeni flotasyon sistemleri; Kolon ve Jet (Jameson) flotasyon sistemleridir. Kolon Flotasyonu (ekil 2.12. ): Kolon flotasyonunu klasik (pervaneli) flotasyondan ayran en nemli zellik, hcre eklinin yan sra mekanik kartrma sisteminin olmamasdr. Flotasyon iin gerekli olan kabarklar, zel bir sistemden hava ile salanmaktadr. Ayrca, bu sistemde, flotasyon kp ykama suyu verilerek ykanmaktadr. Endstride kullanlan flotasyon klonlar, 9-15 m ykseklikte ve 0.5-0.3 m apldrlar. Baz tesislerde bu ap 3 m ye kadar kmaktadr. Plp beslemesi tabandan itibaren

35

hcre yksekliinin 2/3ne kadar yksekten yaplmaktadr. Plp, bu besleme noktasndan aaya doru inerken, yukarya doru hareket eden kabarck ile karlamaktadr. Taneciklerin kabarca yapt bu blgeye toplama blgesi denmektedir. Kpk rnnn ykand blm ise temizleme blgesidir. ekil 2.13. 'de, kolon flotasyonu ile ince kmrn zenginletirildii Pennsylvania Kmr Zenginletirme Tesisi'nin akm emas verilmektedir.

ekil 2.12. Kolon Flotasyonu (Ateok, 2009)

ekil 2.13. Pennsylvania Kmr Zenginletirme Tesisi Akm emas

36

Jet flotasyonu (ekil 2.14. ): ok ince boyutlu tanelerin zenginletirilmesinde kullanlan jet flotasyonu, 1985 ylnda Berlin Teknik niversitesi tarafndan gelitirilmitir. 20 mikronun altndaki boyutlarda bile etkili bir ayrma yapabilmektedir. 1990'l yllarda, Avustralya'da, sisteme ykama suyu eklenerek, Jameson Cell ad altnda, kmr zenginletirme tesislerinde kullanlmaya balanmtr. Sisteminin basitlii, kapasitesinin yksek olmas ve selektif konsantre retmesi bakmndan zellikle tercih edilen jet flotasyonunda, plp, herhangi bir kartrma ilemine tbi tutulmakszn, yksek basnla dar bir kesitten hava ile birlikte geirilerek enerji ile yklenmekte ve bu enerji plpn kartrlmasnda kullanlmaktadr. Dier sistemlere oranla, kabarck miktar fazla ve ap kktr. Bu da, flotasyon sresinin ok ksalmasna yol amaktadr. Nitekim, 0.8 m3lk bir jet flotasyon hcresi ile saatte 7 ton kmr zenginletirilmektedir. Avustralya'da, 1200 ton/saat kapasiteli kmilr zenginletirme tesisinde, ist ile birlikte darya atlan 50 ton/saat debisindeki ok ince boyutlu (ultra fine) kmrleri kazanmak amacyla, tesise yeni bir jet flotasyon nitesi eklenerek, %92 yanabilir randmanla, %10 kll temiz kmr elde edilmitir.

ekil 2.14. Jet ve Jameson Flotasyon Sistemleri(Ateok, 2009)

37

2.7.2.2. Kuru Zenginletirme Yntemleri Susuz kuru temizleme ynteminin sulu kmr temizleme yntemine gre baz stnlkleri vardr. Kuru sistemlerde su ve lam problemleri yoktur. Ancak bunlara karn kuru zenginletirme yntemi ya zenginletirmeye gre daha verimsizdir. zellikle, birbirine yakn zgl arlkl taneler ieren malzemenin efektif olarak ayrlmas bu yntemlerle olanakszdr.

A. Ayklama a. Elle Ayklama ok eski ve byk lde insan gcne dayal bir yntemdir. ri paralardan temiz kmr ve ya istlerin ayrlmas eklinde yaplr. Ayrca lavvar dnda, madenden gelen kereste artklar, teller vs. Gibi maddeleride alnr. Genelde alt boyut 100 mm dir. Bu boyutun altnda bu i baarl olmamaktadr.

b. Elektronik Kmr Seicileri 50 mmnin stndeki iri kmrlerde uygulanr. Bu seicilerde bilgisayarl lazer tarama ve ya video-kamera tekniinden yararlanlr. Sistem, takmr, linyit ve inorganik safszlklarnn yzeylerinin farkl yanstma zelliine dayanr. Fotometrik seiciler (ekil 2.15.), farkl yansma veren taneleri birbirinden ayrrlar. Elektronik seicilerin hepsinde, kmr veya minerallerin secii tarafndan tek tek incelenmesini salayan bir beslenme blm, bir uyarc, bir elektronik ilemci ve kmr veya minerallerin ortamdan uzaklatrlmasn salayan bir hava fleyici bulunur.

38

ekil 2.15. Fotometrik Ayrc

Maceristan da Orasjlany Tesisinde 80-40 mm boyut aralndaki kmrlerin temizlenmesinde fotometrik seiciler kullanlmaktadr. Tesiste mevcut 4 fotometrik seicinin toplam kapasitesi saatte 160 tondur (Burat,2003). 2.7.2.3. Kmr Zenginletirme Tesisleri Akm emalar Se Madencilik Kmr Hazrlama Tesisi Akm emas ekil 2.16 da gsterilmitir.

ekil 2.16. Se Madencilik Kmr Hazrlama Tesisi Akm emas (Url-2)

39

merler Tunbilek Kmr Ykama Tesisi Akm emas ve Numune Alm Noktas ekil 2.17de gsterilmitir.

ekil 2.17. merler Tunbilek Kmr Ykama Tesisi Akm emas ve Numune Alm Noktas (Bayat,2008)

40

2.8. KMRN SUSUZLANDIRILMASI Kmrlerin ocakta retildikleri gibi tketimlerini engelleyen en nemli safszlklar; kkrtl bileikler, inorganik bileikler ve nemdir. Ocak knda, ta kmrleri %1-10, sert linyitler %20-30, yumuak linyitler %40-60, turbalar ise %60n zerinde nem ierirler. Tvenan kmrlerin nemi, kmrleme derecesi azaldka artmaktadr. Trk linyitlerinin ancak %14 kadarnn nem ierii %20nin altnda olup, geri kalan %86s yksek oranda nem iermektedir ve ortalama nem ierikleri %41,8dir. Fazla miktarlarda su kullanlan kmr hazrlama uygulamalarnn sonunda suyun uzaklatrlmas hem rn hem de atk asndan nemlidir. Elde edilen temiz kmrn suyundan ayrlmas nakliye, stoklama, sat artlar ve izleyen ilemleri etkilerken, atn susuzlatrlmas evresel problemler asndan gereklidir. Tvenan ve ykanm kmrn gerektiinde, susuzlatrlmas ve/veya kurutulmas yaygn olarak uygulanmaktadr (Ateok, 2009). Kmr susuzlatrmann genel nedenleri aadaki gibi sralanabilir; - Kmrn sl deerini azaltan suyun uzaklatrlmas - Suyun uzaklatrlmasyla nakliye giderlerinin azaltlmas - Nakliye srasnda nem nedeniyle ortaya kacak sorunlarn ortadan kaldrlmas - Krma ve tme cihazlarnn kapasitesinin arttrlmas - Kok, briket ve eitli kimyasal maddelerin retimi iin uygun bir kmrn salanmas - Kuru kmr zenginletirilmesine olanak salanmas Kmrn susuzlatrlmas ve kurutulmas sonucu, sl deeri ykselir. Bylelikle, retim noktasndan tketime kadar tamada, nemli lde enerji tasarrufu salanabilir. Islak kmr, tama, boaltma ve kullanm esnasnda, iklim artlarna gre de nemli problemler yaratabilir. Susuzlatrmada mekanik, kurutmada ise sl yntemler kullanlarak, kmrlerin nem ierii azaltlr. Mekanik yntemler ile giderilebilecek nem miktar snrldr, daha

41

fazla nem gidermek iin kmrn kurutulmas gerekir. Hem susuzlandrma hem de kurutma yaplmasnn belli bal nedenleri; nakliye, stoklama ve yakma ilemlerinde enerji kaybn azaltmak, krma, tme, yakma kapasitelerini arttrmak ve teknolojik gereksinimlere uygun kmr salamaktr (Atak ve Ateok, 1991; Kural, 1998).

2.8.1.

Kmr Susuzlandrma Yntemleri

Kmrn susuzlatrlmasnda kullanlan ekipmanlar, balca drt ana grup altnda toplanabilir. Uygulandklar tane boyutuna gre, bu ekipmanlar u ekilde snflandrlabilir. - Hareketli elekler (sallantl 20 mm ve titreimli 0,2-10 mm), hareketsiz elekler, kavisli elekler (0,1-3 mm). - Santrifj etkisi kullanan ekipmanlar; hidrosiklonlar (0,2-10 mm), santrifjler (0,05-10 mm). - Basn fark kullanan ekipmanlar; filtreler 2mm. - Yer ekimi ivmesi kullanan ekipmanlar; tikinerler (koyulatrclar 0,05 mm).

2.8.1.1. Elekler Eleme ilemi, snflandrmada kullanlabilecei gibi, malzemeyi suyundan

arndrmakta da kullanlabilir. Nem oran, tane boyutuna bal olarak deitii iin, eleme esnasnda, suyun kat tanelerden szlerek ayrlmas suyun dalmn boyuta gre dzenler. Susuzlandrmada kullanlan elekler, genel olarak, hareketli ve hareketsiz elekler olmak zere ikiye ayrlabilirler. Hareketsiz eleklerin en ok kullanlan, kavisli elek olarak bilinen sieve bend eleidir. Susuzlandrmada kullanlan bu elek, genellikle, hareketli (titreimli) eleklerin nne yerletirilir. Kavisli elek, plp akna teetsel eri bir yzey zerinde akma dik olarak yerletirilmi paralel ubuklardan oluur (ekil 2.18.). Malzeme, 3-8 m/slik bir hzla elee beslenir ve hz ka doru azalr. Beslenen malzemenin kat madde oran %20yi amamaldr. Aksi takdirde, malzemenin younluu, elek yzeyinden szlme kabiliyetini ve dolaysyla alma

42

performansn byk lde etkiler. Elein as 45 ile 300 arasnda deiir, fakat en yaygn kullanm as 45-60 derece arasndadr. Yarap R, yaklak 750 mm civarndadr.

ekil 2.18. Kavisli Elein ematik Grn (Atak ve Ateok, 1991)

Kavisli elekler, yksek kapasiteleri ve performanslar nedeni ile susuzlatrmann ilk aamasnda tercih edilirler. Hareketli elekler, sallantl, titreimli ve resonans olmak zere e ayrlrlar. Sallantl elekler, genellikle, eimli olarak yerletirilirler ve yava (150 devir/dakika; 70-100 mm strok), hzl (200-300 devir/dakika; 25-75 mm genlik) olmak zere iki ekilde tasarlanrlar. En iyi uygulama alanlar kmr hazrlamadadr. Titreimli elekler; yksek frekansl (500-2500 devir/dakika; 10 mmden ksa strok) ve dk (25-500 devir/dakika; 15-30 mm genlik) frekansl olmak zere ikiye ayrlrlar. Titreimli elekler, yapsal olarak ok eitlilik gsterirler (Keller ve Stahl, 1997). ekil 2.19da gsterilen Elliptex susuzlatrc ad verilen bu elekte, malzeme, elee eliptik olarak beslenir. Elek zerinde, kylardan 70 derece eimli ve 30 mm yksekliinde ve l m aralklarla yerletirilmi bir seri set bulunur. Kmr taneleri, elek yzeyi zerindeki hareketleri esnasnda, bu setler tarafndan yavalatlr ve skma ile tabakalamaya maruz kalarak suyun oundan kurtulurlar. Taneler, elek zerinde ilerlemek iin setleri amak zorundadrlar ve bu olay srasnda genleirler. Bylece, taneler arasnda kalm olan suyun bir ksm daha ortamdan

43

uzaklatrlr. Bu elekle, boyutu -3 mm olan ta kmrnn nem orannn, ya elemeye ramen, %12,2ye drlebildii grlmtr. Bu elekle, boyutu 0,2 mmye kadar olan taneler dahi susuzlatrlabilir (Ateok, 2009).

ekil 2.19. Elliptex Susuzlatrcs (Osborne,1990)

Dier tip eleklerde hareketin yn srekli deitii iin enerjinin ou harcanmakta ve bu nedenle yksek gl motorlar gerekmektedir. Bu nedenden dolay, harcanan enerjiyi koruyup gerekli motor gcn drmeye ynelik resonans tipi elekler dizayn edilmitir ve bu elekler 50 mmden 0,5 mmlere kadar boyutlarda ve ok deiik malzemeler iin kullanlabilirler. ekil 2.20 de, resonans tipi eleklerden biri olan Linatex-Derrick eleinin ematik grn grlmektedir. Bu elein kasas blmlere ayrlmtr ve her bir blmn eimi deiiktir. Balangta daha dz olan yzey akmakta olan sspansiyondan suyun szlmesine olanak verir. Nem ierii azaldka, katlarn akkanl azalacandan kasann eimi gittike artmaktadr (nal ve di., 1986).

ekil 2.20. Derrick Eleinin ematik Grn (nal ve di., 1986)

44

2.8.1.2. Santrifjler Santrifjlerde de siklonlarda olduu gibi, kat sv ayrm, kat sv arasndaki younluk farkna dayanr. Taneler, yer ekiminin bir ka kat ivmelere maruz braklarak sudan ayrlrlar. Dolaysyla, santrifjler, yer ekimi ivmesiyle ktrlemeyen ince tanelerin ayrlabildii gravite cihazlarnn bir uzants olarak dnlebilirler. Susuzlatrmada kullanlan santrifjler genel olarak, kullanlan sepetin cinsine ve malzemenin boaltld mekanizmaya bal olarak drt ana tipe ayrlabilirler. Bunlar; tp, sepetli, konveyr ve disk tipi santrifjlerdir. Bu santrifjler iinde en fazla kullanm alan bulan ise, sepetli tip santrifj susuzlandrcdr. Malzemelerin santrifj ile susuzlatrlmasnda en nemli parametrenin tane boyutu (veya yzey alan) olduu anlalmtr. Kmr ve mineral konsantreleri zerine yaplan susuzlatrma deneylerinde boyut kldke veya tanelerin yzey alanlar bydke, kekin nem ierii belirgin bir ekilde artmaktadr. a) Tp tipi santrifjler lem kesikli, malzemenin k maneldir. Tp santrifjlerin tanmlayc zellii yksek (4-8 arasnda) sepet uzunluu-sepet ap orandr. Plp tpn tabanndan verilir ve yukar doru ilerlerken, santrifj kuvvet etkisiyle katlar svdan ayrlarak tp cidarlar boyunca kelirler. Su ve ok ince taneler, st ksmdan santrifj terk ederler (ekil 2.21.).

ekil 2.21. Tp Tipi Santrifjn ematik Grn (Ateok,2009)

45

b) Sepet tipi santrifjler ok sepetli santrifj tipinde operasyon kesikli, dearj maneldir. Deliksiz sepetli santrifj tipinde ise operasyon yar-sreklidir. Dearj periodiktir. Sepetli tip santrifjlerde kk sepet uzunluu-sepet ap oran en belirgin zelliklerinden biridir. Bu oran genellikle 0,6 civarndadr. Delikli sepetli santrifjlerde suyun atm santrifjsel filtrasyonla gerekleirken, deliksiz sepetli tiplerde santrifj kuvvetine bal olarak hzlandrlm kelme sayesinde gerekleir. Cowper ve arkadalar, delikli sepetli santrifjlerin nem atmnda deliksiz sepetli santrifjlere kyasla daha baarl olduunu gzlemilerdir. Bu tr santrifjlerle -6+0,5 mm boyutlu taneler sktrlabilir ve besleme malnn yzey nemi %20-30lardan %6ya kadar debilir. Genel olarak dik eksen etrafnda dnecek ekilde tasarlanmaktadr ve baz durumlarda ikinci bir motorla sepete titreim verilerek kat maln boaltlmasna yardm edilebilir (ekil 2.22).

ekil 2.22. Deliksiz Sepet Tipi Santrifjn ematik Kesiti (Ateok, 2009).

c) Konveyr tip santrifjler Operasyon ve dearj sreklidir. Konveyr tip (dekantr tip) santrifjler, 1,5-3,5 arasnda bir sepet uzunluu-sepet ap oranna sahiptirler. Sepetin ortasnda, sepete gre biraz yava ya da daha hzl dnen bir burgulu konveyr bulunur. Besleme mal, burgulu konveyrn ortasndan girer, cidarlardaki aklklardan geerek sepetin cidarlarna savrulur. Katlar konveyr tarafndan, beslenen kmrn ters istikametinde dar tanrlar (ekil 2.23).

46

ekil 2.23. Konveyr Tipi Sepet Santrifjn ematik Grn (Ateok,2009)

d) Disk tipi santrifjler Bu tip santrifjler st ste birletirilmi konik diskler iermektedir (ekil 2.24). Malzeme merkezden verilir. Sv, diskler arasndan ince film halinde geerek ka giderken taneler kelirler. Burada temel fikir fazla tabaka kullanarak kelme kapasitesini arttrmaktr.

ekil 2.24. Disk Tipi Santrifjn ematik Kesiti (Ateok,2009)

2.8.1.3. Hidrosiklonlar Siklonlar susuzlatrma uygulamalarnn yan sra gaz temizleme, yakma, atomize etme ve toz snflandrma gibi pek ok deiik alanda kullanlrlar. Sv iin tasarlananlarna hidrosiklonlar veya hidrolik siklonlar denir. Santrifjlerde olduu gibi, kat-sv ayrm, kat ile svnn arasndaki younluk farkna dayanr. Sspansiyondaki taneler merkezka kuvvetine maruz braklarak sv ksmdan

47

ayrlrlar. Santrifjlerden farkl olarak hibir hareketli para iermezler. Gerekli olan vorteks hareketi svnn kendisi tarafndan salanr. Siklon ap, siklon koni as, besleme girii, alt ve st klarn aplar, silindirik ksmn uzunluu ve besleme basnc genel olarak siklonun yapsal zellikleri ile ilgili faktrlerdir. Malzeme ile ilgili faktrler ise beslenen rnn kat oran ve tane boyutudur. Siklon boyu tane boyutunun klmesi ile doru orantl olarak azalr. Beslenen kat malzeme ierisindeki tanelerin %50sinin alt akma, %50sinin st akma yneldii tane boyutu siklonun ayrma boyutu (d50) olarak tanmlanr. Tasarmlar genelde ayn olmasna ramen boyutlar ok deikendir.

2.8.1.4. Filtreler Filtrasyon, gzenekli bir ortamda katlarn tutularak svnn bu ortamdan gemesi ve bylece katlarn svlardan ayrlmas yntemi olarak ifade edilir. Genellikle filtre olarak kullanlan ortamn delikleri ayrlmas istenen kat tane ebadndan byk olmakta ve iyi bir filtrasyon ilemi ancak kat malzeme filtre ortamnda birikmeye baladktan sonra gerekleebilmektedir. Bir baka deyile, filtre ortam kek tabakas oluuncaya kadar filtre amuruna destek grevi yapar. Gerek filtre ortam olan kekin ilk tabakalarnn olumas esnasnda ince tanelerin balang anndaki filtre ortamnn deliklerini tkamasna engel olmak gerekir. Bu nedenle filtre ortam mmkn olduunca iri delikli seilmelidir. a) Dner tambur filtre Kekin filtreden alnmasn otomatik olarak yapan emme esasna gre alan filtredir. Dner tambur filtre yatay eksen etrafnda dnen bir silindirden ibarettir (ekil 2.25 ). Silindirin d yzeyi deliklidir ve zeri filtre bezi ile kaplanmtr. Silindir birka blmeye ayrlmtr. Her blme ile ortada dnen valf arasnda ayr balant yaplmtr. Silindir belirli bir plpn iine batrlmtr ve plp iindeki kat ksmn kmesini nlemek amacyla, bir kartrc plp tankn kartrmaktadr. Silindirin plpe batan ksmlarna vakum uygulanmaktadr. Her blme srasyla plp tankna batar, kek daha sonra ykanr ve bir hava akm ile ksmen stlr. Son olarak filtre bezinin altna basn uygulanarak kekin silindirden ayrlmas salanr. Tambur dn hzn ayarlayarak (0,1-1 devir/dakika) yaklak 10 cm kalnla kadar kek elde

48

edilebilir. Devir saysnn artmas daha ince kek elde edilmesine yol aar ve filtrasyon hz artar. Bu aletlerin kapasiteleri filtre yzeyinin her m2si iin saatte 500-20.000 kg kat arasndadr ve bu kekin cinsine gre deiir. Aletin en can alc noktas daha nceden belirlenmi pozisyonlarda emmeden basnca geii salayan valf sistemidir. Genel olarak 1 tam devrin 1/3 filtrasyon 1/2si ykama ve kurutma ve 1/6s kekin syrlmas iin kullanlr. Kekin syrlmas iin syrma ba veya g syrlan keklerde sicimli ayrma metotlar kullanlr. b) Dner diskli filtre Bunlar da tambur filtreler gibi filtrasyon, ykama, ksmen kurutma ve kekin filtreden alnmasn otomatik olarak yapan emme esasna gre alan filtrelerdir. Madencilik endstrisinde kullanlmak zere gelitirilmilerdir. Fakat gnmzde kimya endstrisinde de geni uygulama alan bulmulardr. Dner disk filtre daire eklinde eitli sayda filtre levhalarndan meydana gelmitir ve bu yaprak levhalar boru eklinde ar bir aft zerine oturtulmutur. Disklerin her bir blm ayr bir k noktasna balanm ve eitli disklerin ayn hizaya gelen blmlerinin klar birletirilerek srekli bir kanal oluturulmutur.

ekil 2.25. Srekli alan Dner Tambur Filtre (Kural, 1998).

Bu kanallar tambur filtrede olduu gibi dner bir valf sistemine balanmlardr (ekil 2.26.). Disk filtrenin alma prensibinin dner tambur filtreye ok benzemesine ramen bu filtrelerde elde edilen kekin ykanmas ve syrlmas daha

49

zordur. Bu tip filtrede disklerin farkl plp tanklar iine batrlmas ile farkl plpler ayn zamanda filtre edilebilir. Bu durumda szlen ksmn ayrlmas mmkn deildir. Disk filtrenin dner filtreye gre en nemli avantaj tesis iinde ayn boluk iin disk filtrenin ok daha fazla filtre alanna sahip olmasdr . c) Bantl filtreler Bantl filtrelerde, filtre ortam hareket halindeki bir bandn zerindedir. Filtrasyon, iki bant arasnda, plp basn altnda sktrarak salanr. d) Basn tipi filtreler Katlarn fiilen sktrlmalarnn zorluu nedeni ile basn altnda yaplan filtrasyonun vakumlu filtrasyona gre belirli avantajlarndan sz edilebilir. Bu tip filtrelerde kullanlan yksek basnlar daha yksek bir szlme hz ve ayn zamanda daha iyi ykama ve kurutma olanaklar salayabilmektedir. Dier yandan filtrasyon esnasnda oluan kekin basnl filtre odalarndan srekli olarak dar alnmas ok zor bir ilemdir. Bu nedenle her ne kadar srekli alan filtreler mevcut ise de basn tipi filtrelerin byk bir ounluu kesikli olarak altrlmaktadr (Patwardhan ve di.,2002).

ekil 2.26. Dner Diskli Filtre (Kural,1998) Pres filtre en yaygn olarak kullanlan basn tipi filtredir. Levhal ve oyuklu olmak zere iki ekilde imal edilmektedir. Oyuklu pres filtrelerin yapm levhal filtreye

50

gre daha ucuz, kek boaltlmas kolay, fakat filtre ortamnn yerletirilmesi daha zordur. Ayrca oyuklu filtrelerin anmas ve yrtlmas daha kolay olumaktadr (Kural,1998).

2.8.1.5. Tikinerler Tikinerler, kat-sv karm halinde beslenen kmrn kat konsantrasyonunun kelme ile arttrlmasn ve ayn zamanda st ksmda katlardan arnm berrak bir svnn elde edilmesini salayan endstriyel cihazlardr. Tikinerler aralkl veya srekli alabilecek ekilde dizayn edilebilirler. Srekli alan tikinerler madencilik dahil olmak zere bir ok endstride (kimya, evre sularnn temizlenmesi gibi prosesler) yaygn olarak kullanlrlar. Madencilikte kullanlan tikinerler dierlerine gre ok daha byk ve salam yapda olmak zorundadr. Bunun nedeni metalurjik plplerin byk tonajlarda ve ounlukla yksek zgl arlklarda olmalar ve %6075 gibi yksek konsantrasyonlarda kelmeleridir. ekil 2.27de basitletirilmi tipik bir tikiner emas grlmektedir.

ekil 2.27. Tikinerin ematik Gsterimi (Kural,1998) Belirli boyuttaki ve tipteki bir tikinerde en yksek verimi almak iin kelme hz mmkn olduu kadar fazla olmaldr. Bu hz kk miktarlarda floklant veya

51

koaglant kullanlarak efektif tane boyutunun iriletirilmesi ile arttrlabilir (Ateok,2009).

2.9. KMRN KURUTULMASI Termal susuzlatrma, teknolojik nedenlerle uygulanmaktadr. Arzulanan nem oranna kadar kmrn nemini azaltmay mmkn klar. Koklama, briketleme, gazlatrma vb. ncesi yzey neminin tamamnn giderilmesini salayan bir ilemdir. Termik santrale gidecek kmrn sl deerinin arttrlmas iin de bu tr susuzlatrma yaplr. Yksek enerji sarfiyatndan dolay termal kurutma sadece mekanik kurutmann iyi sonu vermedii durumlarda kullanlr. Kmrn yzey ve bnye nemi, susuzlatrma yntemleri uygulanarak giderildiinde, yle bir nem snrna ulalr ki, daha fazla nem giderilmesi, yalnzca kurutma yaplarak mmkn olur. Kurutma, enerji ve ktle transferinin e zamanl gerekletii bir ilemdir. Kurutmada, stma uygulanarak kmrn ierdii su buharlatrlr ve ortamdan uzaklatrlr. Kurutma yntemi ile nem gidermede, suyun kaynama noktas civarnda buharlatrma yaplr. Kmrlere uygulanan iki kurutma sistemi vardr. Bu sistemler direkt ve endirekt kurutma olarak bilinir. Ancak baz durumlarda her iki sistemi de ieren karm kurutma sisteminde uygulanr (Ateok,2009).

2.9.1. Kmr Kurutma Sistemleri Gelitirilen birok kurutma sistemi rnlerin fiziksel zelliklerine dayanmaktadr. Kurutucular, kurutma yntemine (direk, endirek veya bunlarn karm) ve srekli veya sreksiz almalarna gre snflandrlmaktadrlar. Direk kurutucu, scak kurutma gazlar ile ya malzemenin yakn temasta olduu ve nemin kurutucuyu dar giden gazlarla terkettii tip kurutucu olarak tanmlanr. Endirek kurutucuda ise malzeme ile scak gazlar arasnda bir duvar vardr. Is bu duvar arasndan malzeme zerine iletilmektedir ve nem kurutucuyu baka bir yoldan terk etmektedir (Ateok,2009;Kural,1998).

52

2.9.1.1.Dner Kurutucular Gerek byk paral, gerekse ufak tane boyutlu kmrlerin kurutulmasnda, sanayide yaygn olarak kullanlmaktadr (ekil 2.28). Istc akkan, scak hava veya yanma gazlardr. Silindirik yap, 1,5-3,5 m apnda, 12-30 m uzunluunda olup, boylamasna yatay dzlemle 2-5lik a oluturacak ekilde yerletirilmitir. Dnme hzlar 2-27 d/ddr. Istma gazlar direk veya endirek olarak malzeme ile ayn veya ters ynde verilebilir. En iyi sistem silindirin i basnc ile d basncn dengeleyen fleme-emme sistemidir. Kmre hareket kazandrmak amacyla, duvar eperleri ilenebilir (Ateok,2009;Kural,1998)..

2.9.1.2. Akkan Yatakl Kurutucular Dner kurutucularn yan sra madencilik endstrisine hzla giren ve byk bir kullanm alan bulan dier bir kurutucu da akkan yatakl kurutucu tipleridir (ekil 2.29). Bu kurutucular taban zgaral ve arasndan scak gazn aadan yukarya doru flendii dey bir silindirden olumaktadr. Kurutucu blmnde gaz hz o ekilde ayarlanr ki malzeme bir akkan gibi sspansiyon halinde tutulup kaynamaktadr. Dner kurutucularla karlatrldnda, s transfer oran daha dktr, yaps daha basit ve tesis iinde kaplad alan daha kktr. Bunun yan sra kurutmaya verilen malzemenin boyutunun daha kk olmas nedeniyle bir toz tutma sisteminin akkan yatakl kurutucu ile birlikte altrlmas zorunludur (Ateok,2009;Kural,1998).

ekil 2.28. Dner Kurutucu (Kural,1998)

53

ekil 2.29. Akkan Yatakl Kurutucu (Ateok,2009)

54

BLM 3 ADIYAMAN-GLBAI-HARMANLI BLGES LE LGL BLGLER Corafik Durum

3.1.

Adyaman-Glba linyit sahas, 1978 ylnda Soykan kmr grubuna devredilmitir. Soykan kmr iletmesi sahas; Adyaman ili, Glba ilesi, Harmanl bucann Akyer mevkiindedir. Kmr sahas Harmanl (Perveri) buca ile Ozan ky arasnda yer almaktadr. Yer bulduru haritas ekil 3.1de gsterilmitir. Linyit sahasnn deniz seviyesinden ykseklii 900-1000 metreler arasnda deimektedir. Linyit sahas, rt tabakasnn azl nedeniyle ak iletmeye uygundur (Soykan Kmrletmesi, 1997).

ekil 3.1. Adyaman-Glba linyit sahasnn Yer Bulduru Haritas (Soykan Kmr letmesi, 1997)

55

3.2. Adyaman-Glba Linyitinin Kimyasal, Fiziksel ve Petrografik zellikler 3.2.1. Kimyasal zellikler Adyaman-Glba linyit sahasnn tm iin ortalama analiz deerleri aadaki gibi bulunmutur. Orijinal kmrde, Nem : % 49,72 Kl : % 21,34 Uucu madde : % 19,23 Sabit karbon : % 11,84 Toplam kkrt : % 1,16 Alt s deeri : 1385 kcal /kg Adyaman-Glba linyit sahasnda nem oran %38-56 arasnda deimektedir. Bu oran havada kuru kmrde %5-14 arasnda deimektedir.

3.3. Genel Jeoloji 3.3.1 Stratigrafi Kmrl sahann stratigrafik dizilii yledir: Neojen ncesi kayalar

Fli, ofiolitler ve kiretalarndan oluan kayalar Neojen temelini oluturur. Fli: Kmrl sahann en yal kayalardr. Fli serisi yeilimsi, gri renkli marn, kumta ve kireta tabakalarnn tekrarlanmasndan meydana gelmitir. Kumta ince ve kaln taneli tabakalar halindedir. Kalkerler imentolu olup, serinin st seviyelerine hakim durumdadr. Bu kalkerlerin tavannda ise serpantin akll, demir imentolu krmz renkli konglomeralar yer almaktadr. Fli serisinin st Kretase yanda olduu kabul edilmektedir.

56

Ofiyolitler

(Serpantinit): Renkleri gri

Blgede veya

grlen yeil olan

ofiyolitler serpantinler,

serpantinlemi fli serilerini

peridoditlerdir.

kesmektedirler. Serpantinlerin yalar st Kretase olarak kabul edilmektedir. Kireta: Fli serileri zerine diskordan olarak gri beyaz renkli marnl kalkerlerle hafif sar renkli kalkerler gelmektedir. Neojen birimlerini evreleyen kayalar tamamen bu kiretalarndan ibarettir. Bol miktarda Nummulit ieren bu birimlerin yalar Eosen olarak kabul edilmektedir. Neojen kelleri

Neojen kelleri taban konglomeras, siltta-kilta ve killi kalkerlerden ibarettir. Taban konglomeras: Sahann Neojen yal transgresif serisi taban konglomeras ile balar. Taban konglomerasnn tane boyutlar 1-25 cm.ler arasnda deimektedir. imento gevek olup, kalnlk 1-3 metreler arasnda deimektedir.Bu taban konglomerasnn ya Plio-Pleistosendir. Siltta-kilta: Sahada grlmeyen bu birim ancak sondajlar aracl ile tannmaktadr.Bu seviye gri renkli olup kmrl serinin altnda yer almaktadr. Kmrl kalkerli killer: Siltta-kilta ve konglomeradan ibaret tabann zerinde kalkerli killeri ieren linyit damar yer alr. Kmr damar kalkerli killerin alt dzeylerinde bulunur. Kmr numunelerinin palinolojik tayinlerinde bu serinin yann Plio-Pleistosen olduu tespit edilmitir. Neojen sonras keller(Kuvaterner)

Blgenin neojen sonras kelleri akl ve alvyonlardan ibarettir. akllar: Kmrl sahann byk bir blmn kaplayan akllar yuvarlak olup yer yer keli olanlar da vardr. Kuvaterner yal olan akllar Plio-Pleistosen oluumlarn rtmektedir. Alvyon: Glba glnn kuzeydousu tamamen alvyonlarla kapldr ve bu alvyon sahasnda byk bir bataklk meydana gelmitir. Bu sahadaki alvyonlar ince taneli malzemelerden meydana gelmitir.

57

3.3.2.

Tektonizma

3.3.2.1. Kvrlma Tektonii Kmr sahasnda nemli bir kvrmlanma yoktur. Harmanl bucann

gneybatsnda Eosen oluuklar NW ve NEya, kuzeyde ise SEya eimlidir. Eimler 20-50 arasnda deimektedir.

3.3.2.2. Krlma Tektonii Hassa-Kahramanmara-Glba yer alr. ukurluu toporafik olarak bir graben

grnmnde olmasna ramen ok ynl ve dorultu atml bir fay zonu zerinde

3.3.2.3. Orojenez ve Fazlar Sahada st Kretase flii zerine Eosen kiretalar, diskordans ile Neojen sedimanlar gelmektedir. Eosen yal kiretalar Alp orojenezinin Pyereneik fay ile kvrlmlardr.

3.3.3.

Palinolojik zellikler

Sahada yaplan sondajlardan alnan numunelerin palinolojik tetkik ve tayinleri yaplm olup kmrlerin, Plio-Pleistosen yal olduklar tespit edilmitir.

3.3.3.1. Yataklanma ekilleri Harmanl kmrleri limnik havza tipine uygun olarak kelmitir.Kmrn teekkl srasnda monoton artlar hakim olmutur.Havza dar bir koridor eklinde olup, kuzeyi Dou Anadolu fay hatt ile snrldr.

58

3.3.3.2. Kmrl Saha Snr Kmrl sahann snrlarnn tespitinde 1:10 000 ve 1:5 000 lekli jeoloji almalar, jeoloji kesitleri, kmrl sondajlar,kmrsz sondajlar ve eykselti haritalarndan yararlanlmtr.

3.3.3.3. Kmr Kalnl Kmr kalnlklar deikendir. Havza ortasnda kmr en byk kalnla sahiptir. Havzada kmrl horizon kalnl 4-90 metre arasnda deimektedir.

3.3.3.4. Kmrn Taban ve Tavan Kayalar Kmrn taban kayalar; linyit izli kil, kil, marnl seviyelerden daha derinlerde siltli kumlu ve akll litolojilere gemektedir. Kmrn tavan kayalar ise; akl, kalkerli kil, ve mavi renkli kilden olumaktadr. Tavan kayalarnn kalnl 4-74 metre arasnda deimektedir.

3.3.3.5. Rezerv Grnr rezerv: 52 416 476 ton Muhtemel rezerv: 4 131 640 ton Mmkn rezerv: 3 453 270 ton Sahada grnr + muhtemel + mmkn kategorisinde olmak zere 60 000 000 ton civarnda kmr varl tespit edilmitir (Soykan Kmr letmesi, 1997).

59

BLM 4

DENEYSEL ALIMALAR Adyaman- Glba blgesi linyit kmrlerinin zenginletirilmesi amacyla; ncelikle fiziksel ve kimyasal zellikleri belirlenen kmrn yzdrme-batrma deneyleri yaplarak ykanabilme zellikleri tespit edilmitir. Bunun yan sra kk boyutlarda gravite yntemleri ile (sarsntl masa ve spiral) kln uzaklatrlmas amacyla zenginletirme deneyleri yaplmtr. Son aamada ise yksek nem ierikli blge kmrnn kurutulmas amacyla sabit yatakl kurutma deneyleri gerekletirilmitir.

4.1. KMR NUMUNESNN ZELLKLER Bu almada kullanlmak zere Adyaman ili, Glba ilesinde bulunan Soykan kmr iletmesinden sahay temsil edecek ekilde yaklak 400 kg. kmr numunesi alnarak, stanbul Teknik niversitesi Cevher Hazrlama Mhendislii Blm Pilot Tesis laboratuvarna gnderilmitir. Numunenin zelliklerini tespit etmek amacyla laboratuar almalarnda ilk olarak numune hazrlama ilemleri yaplarak, temsili numune alnmtr.

4.1.1. Numunenin Kimyasal zellikleri Adyaman-Glba blgesi linyit kmrlerini temsil eden numune zerinde Cevher Hazrlama Mhendislii Blm, Kimyasal Analiz laboratuarnda komple kmr analizi yaplarak sonular izelge 4.1de verilmitir.

Yaplan kimyasal analiz sonucunda, ok yksek nem ieriine (%47.9)sahip kmr numunesinin kuru bazda %33.86 kl ierdii 3965 kcal/kg st sl deerine sahip olduu tespit edilmitir.

60

izelge 4.1 Deney Numunesinin Kimyasal Analiz Sonular Eleman Orijinal Havada Kuru Kuru Kmr Nem, % Kl, % Uucu Madde, % Sabit Karbon, % Toplam Kkrt, % Yanabilir Kkrt, % Alt Isl Deer, Kcal/Kg st Isl Deer, Kcal/Kg 47,90 17,64 21,01 13,45 1,40 0,89 1566 2066 Kmr 38,64 20,78 24,75 15,84 1,64 1,05 2008 2433 Kmr ---33,86 40,33 25,81 2,68 1,71 3704 3965

4.1.2. Numunenin Fiziksel zellikleri Deneysel almalarda kullanlan kmr numunesinin boyut dalmn tespit etmek amacyla elek analizi gerekletirilerek, elde edilen boyut fraksiyonlarnda nem ve kl analizleri yaplmtr. Elek analizi ve boyuta gre nem-kl ierikleri izelge 4.2de, kmr numunesinin elek alt erisi ise ekil 4.1de verilmitir. izelge 4.2 Deney Numunesinin Elek Analiz Sonular Boyut Aral (mm) +85 -85+50 -50+35 -35+19 -19+11 -11+6 -6+3,35 -3,35+1 -1 Toplam Miktar (%) 12,99 11,84 8,46 12,64 10,11 12,75 3,68 13,51 14,03 100,00 Toplam Elek Alt (%) 100,00 87,01 75,17 66,72 54,08 43,97 31,22 27,54 14,03 Kl Dalm, % 13,6 10,9 8,5 13,1 10,0 12,5 3,7 13,2 14,5 100,0

Nem, (%)

Kl, %

49,23 50,56 50,26 49,53 50,15 49,60 47,89 44,22 43,04 47,90

35,25 30,83 33,80 34,68 33,40 32,98 33,29 32,81 34,58 33,56

61

100

Toplam Elek Alt Miktar, %

10

1 0,1 1Boyut Aral, mm

10

100

ekil 4.1. Numunenin Elek Alt Erisi Yaplan elek analizi sonucunda tamam yaklak 100 mm altnda bulunan kmr numunesinin d80 boyutu 60 mmdir. ri boyutlarda (+3,36 mm) yaklak %50 nem ieriindeki kmr numunesi, ince boyutlarda (-3,36 mm) yaklak %43-44 civarnda nem ieriine sahiptir. Bunun yan sra boyuta gre kl ierikleri incelendiinde; her boyut aralnda kl ieriinin ayn olduu grlmektedir (yaklak %33).

4.1.3. Numunenin Isl zellikleri Kmr numunesinin sl etki ile deiimini incelemek amacyla Kimya Mhendislii Blmnde kuru bazdaki kmr numunesine TGA analizi yaplmtr. Bilindii zere TGA erileri, scaklkla birlikte meydana gelen toplam bozulma ve oksidasyondan dolay oluan arlk kaybn aklamaktadr. 550oCye kadar yaplan TGA analizi sonucunda 275oCden itibaren kzma ile yanmann balad grlmektedir. Tam yanma