The Effect of Particle Size on the Beneficiation of Coal Slimes of Western Lignite Company (WLC) by Spiral

Abstract

In this research, beneficiation of coal slimes taken from the waste pond of Tuncbilek Coal Washery at WLC (Number-4) with a capacity of 4 million m3 was investigated. For this purpose, beneficiation alternatives were investigated and spiral method was chosen which is commonly used for the beneficiation of fine coals in Turkey. It was determined that the coal slimes had an average particle size of -5 mm and an ash content of 68.01% from the analysis made. The slimes were classified into +1, -1+0.212, -0.212+0.038 and -0.038 mm particle size groups. The -0.038 mm material was excluded from the tests due to the high ash content (30.34% carbon content) and ultra-fine-particle size which are thought to affect the processes negatively, in addition the availability of +1 mm materials with suitable ash content (77.84% carbon content) for the power plant. Experiments were carried out changing the parameters such as solid ratio and feed rate for the beneficiation of the coal slimes. The best results were obtained on the -1+0.212 particle size group, at 30% solid ratio and 15 l/min feed rate. Increased solid ratio exacerbated the ash content for -0.212+0.038 mm size group and the best result was obtained at 20% solid ratio and 15 l/min feed rate. Moreover, +1 mm material was mixed up with the beneficiated coal and the result were evaluated together. Hence, a clean coal with an carbon content of 68.98%, a combustible recovery of 56.77% and an upper calorific value of 4712.31 kcal/kg was achieved.

Keywords

• Western lignite company
• Spiral
• Slime pond
• Slime enrichment
• Particle size

Garp Linyitleri İşletmesi (GLİ) Şlam Kömürlerinin Spiral ile Zenginleştirilebilirliğine Tane Boyutunun Etkisi

Abstract

Bu çalışmada Garp Linyitleri İşletmesi Tunçbilek Lavvarına ait olan ve yaklaşık 4 milyon m3 kapasiteli 4 Nolu şlam göletindeki atığın değerlendirilebilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla artıktaki kömürün kazanılabilme alternatifleri incelenmiş ve ülkemizde ince kömürlerin zenginleştirilmesinde yaygın olarak kullanılan spiral yöntemi seçilmiştir. Şlam göletinden alınan örneklerle yapılan deneyler sonucunda malzemenin yaklaşık -5 mm boyutlu ve %68.01 kül içerikli olduğu belirlenmiştir. Zenginleştirme çalışmaları için numuneler +1mm, -1+0.212 mm, -0.212+0.038 mm ve -0.038 mm boyut gruplarına ayrılmıştır. +1 mm boyut grubunun termik santraller için yeterli karbon içeriğine (%77.84) sahip olması, -0.038 mm boyut grubunun ise zenginleştirmeyi olumsuz yönde etkileyecek şekilde çok ince boyutta ve yüksek kül içeriğine sahip olması (%69.66 kül) nedeniyle deneylerde kullanılmamıştır. Şlam göleti atıklarının spiral ile zenginleştirilmesinde katı oranı ve besleme debisi gibi parametreler değiştirilerek deneyler yapılmıştır. Deneyler sonucunda en iyi değerler, -1+0.212 mm boyut grubunda, %30 katı oranında ve 15 l/dk besleme debisinde elde edilmiştir. -0.212+0.038 mm boyut grubunda ise katı oranının artması karbon içeriğini olumsuz etkilemiş ve en iyi değerler, %20 katı oranı ve 15 l/dk besleme debisinde elde edilmiştir. Ayrıca, +1 mm boyutlu ürün ile deneylerden elde edilen konsantre karıştırılarak sonuçları birlikte değerlendirilmiştir. Böylece %68.98 oranında karbon içerikli temiz kömür, %56.77 yanabilir verim ve 4712.31 kcal/kg üst ısıl değeri ile kazanılmıştır.

Keywords

• Garp linyitleri işletmesi
• Spiral
• Şlam göleti
• Şlam zenginleştirme
• Tane boyutu

References

1. Burt, R.O. (1984). Gravity Concentration Technology. New York: Elsevier Science Publishing Company Inc. Erişim adresi: https://books.google.com.tr/books/about/Gravity_Concentration_Technology.html?id=Mo2PnQAACAAJ&redir_esc=y
2. Chaurasia, RC., Nikkam, S. (2016). A suitable process for clean coal recovery from tailing pond deposits. Energy Sources, Part A Recover Util Environ Eff., 38, 3435–3439. Erişim adresi: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15567036.2016.1156197
3. Çiçek, T., Cöcen, I., Engin, VT., Cengizler, H. (2008). An efficient process for recovery of fine coal from tailings of coal washing plants. Energy Sources, Part A Recover Util Environ Eff., 30, 1716–1728. Erişim adresi: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/15567030701443533
4. Erdem, A., Gülmez, A., Altun, O., Toprak, S., Olgun, Z., Gitmez, A. (2012). Fine Coal Recovery from The Ömerler Washery Tailings and Plant Applications, XIII. International Mineral Processing Symposium (pp. 759-764). Bodrum, Turkey. Erişim adresi: https://www.yumpu.com/en/document/view/5809093/fine-coal-recovery-from-the-omerler-washery-tailings-and-plant-
5. Falconer, A. (2003). Gravity Separation: Old Technique/New Methods. Physical Separation in Science and Engineering, 12(1), 31–48. Erişim adresi: http://downloads.hindawi.com/archive/2003/812865.pdf
6. Glass, H.J., Minekus, N.J., Dalmun, W.L. (1999). Mechanics of coal spirals. Minerals Engineering, 12(3), 271-280. Erişim adresi: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0892687599000059
7. Güney, A., Ateşok, G., Önal, G., Altaş, A. (1996). Kömür Zenginleştirme Teknolojisindeki Yenilikler. İstanbul: III. Kömür Teknolojisi ve Kullanımı Semineri, Yurt Madenciliği Geliştirme Vakfı Yayınları, Önal ve Ateşok (Ed.). Erişim adresi: http://www.maden.org.tr/resimler/ekler/3008b2c6f5370b7_ek.pdf
8. Holland-Batt, A.B. (1995). Some Design Considerations for Spiral Separators. Minerals Engineering, 8(11), 1381-1395. Erişim adresi: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/089268759500104X

9. Honaker, RQ., Wang, D., Ho, K. (1996). Application of the Falcon Concentrator for fine coal cleaning. Minerals Engineering, 9, 1143–1156. Erişim adresi: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0892687596001082?via%3Dihub
10. Honaker, R.Q., Jain, M., Parekh, B.K., Saracoglu, M. (2007). Ultrafine coal cleaning using spiral concentrators. Minerals Engineering, 20, 1315–1319. Erişim adresi: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S089268750700221X
11. IEA (2018).Coal information (Rapor). Erişim adresi: https://www.oecd-ilibrary.org/energy/coal-information-2018_coal-2018-en
12. Karaca, S., Şahbaz, O., Ediz, İ.G., Uçar, A., Ediz, N., Şensöğüt, C. (2018). Garp Linyitleri İşletmesi Artıklarından Humprey Spirali ile Kömürün Kazanılabilirliğinin Araştırılması. Türkiye 21. Uluslararası Kömür Kongresi (s. 327-336), Zonguldak, Türkiye. Erişim adresi: https://www.maden.org.tr/resimler/ekler/1a9409a2200f285_ek.pdf
13. Koca, H., Koca, S., Karaoglu, M. (2000). Recovering of fine coal particles from tailing ponds of TKİ Alpagut-Dodurga coal washing plant. In: Hicyilmaz C. (Ed.), Miner. Process. Verge 21st Century (pp. 427-431), Antalya, Turkey. Erişim adresi: https://www.taylorfrancis.com/chapters/recovering-fine-coal-particles-tailing-ponds-tki%CC%87-alpagut-dodurga-coal-washing-plant-koca-koca-karao%C4%9Flu/e/10.1201/9780203747117-73
14. Meenan, G.F. (1999). Modern coal flotation practices. In: Advances in Flotation Technology, B.K. Parekh, and J.D. Miller, (Ed.). Denver: SME. Erişim adresi: https://www.osti.gov/biblio/20050677
15. Öney, Ö., Tanrıverdi, M., Çiçek, T. (2014). Zonguldak ince kömürlerinin spiral ayırıcı ile zenginleştirilmesi. Türkiye 19. Kömür Kongresi (s. 217-225), Zonguldak, Türkiye. Erişim adresi: http://www.maden.org.tr/resimler/ekler/2ab23ac2430cc38_ek.pdf
16. Özgen, S., Malkoç, Ö., Doǧancik, C., Sabah, E., Şapçi, FO. (2011). Optimization of a Multi Gravity Separator to produce clean coal from Turkish lignite fine coal tailings. Fuel, 90, 1549–1555. Erişim adresi: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016236110006393?via%3Dihub
17. Peer, F., Mongwe, A., Van Heerden, J.H.P. (2002). A preliminary investigation into the metallurgical efficiency of an enhanced gravity separator. The South African Institute of Mining and Metallurgy, 4, 251-254. Erişim adresi: https://www.saimm.co.za/Journal/v102n04p251.pdf
18. Ramsaywok, P., Vermaak, M.K.G., Viljoen, R. (2010). Case Study: High capasity spiral concentrators. The Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 110(11), 637-642. Erişim adresi: https://www.researchgate.net/publication/290261494_Case_study_High_capacity_spiral_concentrators
19. Richards, R.G., Palmer, M.K. (1997). High capasity gravity seperators a review of current status. Minerals Engineering, 10(9), 973-982. Erişim adresi: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S089268759700071X
20. Sivrikaya, O. (2014). Cleaning study of a low-rank lignite with DMS, Reichert spiral and flotation. Fuel, 119, 252–258. Erişim adresi: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016236113011320
21. TKİ (2019). Türkiye Kömür İşletmeleri Kurumu-2019 Kömür (Linyit) sektör raporu (Rapor). Erişim adresi:http://www.tki.gov.tr/depo/2019%20K%C3%96M%C3%9CR%20SEKT%C3%96R%20RAPORU%20(1).pdf
22. Uslu, T., Sahinoglu, E., Yavuz, M. (2012). Desulphurization and deashing of oxidized fine coal by Knelson concentrator. Fuel Processing Technology, 101, 94–100. Erişim adresi: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378382012001233