Karıştırmalı bilyalı değirmenlerin ara ürün öğütme devrelerinde performansının modellenmesi
Modelling of the performance of the stirred media mills in regrinding circuits
- Tez No: 269852
- Danışmanlar: PROF. DR. Ş. LEVENT ERGÜN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Karıştırmalı Bilyalı Değirmen, İnce Öğütme, Modelleme ve Simülasyon, Stirred Media Mills, Ultra-fine Grinding, Modelling and Simulation
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 210
Özet
Bu tez çalışmasında, karıştırmalı bilyalı değirmenlerin (KBD) öğütme performansının cevher hazırlama tesislerinde ara ürün öğütme devrelerinde kullanılan bilyalı değirmenlerle karşılaştırılmasına imkan verecek bir metodolojinin geliştirilmesi amaçlanmaktadır.Bu amaçla gerçekleştirilen deneysel çalışmalar üç grup altında toplanabilir. Bunlar sırasıyla, laboratuvar ölçekli KBD testleri, pilot ölçekli KBD testleri ve Çayeli Bakır İşletmeleri (ÇBİ) flotasyon tesisinde yürütülen örnek alma çalışmalarıdır.Kesikli öğütme testlerinde net hacmi 1,7 litre olan laboratuvar ölçekli KBD kullanılmış ve bu değirmende karıştırma hızı, öğütücü ortam boyu, öğütücü ortam dolum oranı, besleme malzemesi katı oranı ve farklı öğütücü ortamların (çelik bilya, çakıl ve zirkon bilya) ürün inceliği üzerindeki etkileri incelenmiştir. Pilot ölçekli KBD testlerinde net hacmi 19,8 litre olan değirmen kullanılmıştır. Pilot ölçekli değirmen ÇBİ flotasyon tesisinde belirlenen akımlara bağlanarak değirmenin açık devre öğütme performansı belirlenmiştir. Testler sırasında değirmen üzerinde bulunan torkmetre yardımıyla değirmen gücü ölçülmüştür. Bu testlerde, karıştırma hızı, besleme hızı, besleme inceliği, öğütücü ortam dolum oranı ve öğütücü ortam tipi (çelik bilya ve çakıl) gibi işlem değişkenlerinin ürün inceliği ve değirmen gücü üzerindeki etkisi incelenmiştir. ÇBİ flotasyon tesisinde yapılan örnek alma çalışmaları ile bakır flotasyon devresinde bulunan mevcut ara ürün öğütme devresinin performansı ve flotasyon tesisinde işlenen iki farklı cevher tipi (Spec ve Non- Spec cevher) için tüm tesis performansı belirlenmiştir. Ayrıca, flotasyon tesisindeki bazı akışlarda mineralojik çalışma yapılarak bu akışların tekrar öğütme gereksinimleri ortaya konmuştur. Bu veriler aynı zamanda mevcut ara ürün öğütme devresinin modellenmesi amacıyla da kullanılmıştır.Sistematik laboratuvar testleri değirmende öğütme üzerindeki en etkin değişkenin karıştırma hızı olduğunu ortaya koymuştur. Testlerde değirmen içerisinde iri boyların tercihli olarak kırıldığı da gözlenmiştir. Bununla birlikte, farklı öğütme koşulları için ürün tane boyu dağılımlarının tahmin edilebilmesi amacıyla self-similariteden yararlanılarak ampirik bir model başarıyla oluşturulmuştur.Pilot ölçekli test sonuçları, laboratuvar ölçekli testlerden elde edilen verileri doğrular nitelikte olduğu görülmüştür. Pilot testlerde, değirmen gücünü ve ürün inceliğini etkileyen en önemli değişkenin değirmenin karıştırma hızı olduğu gözlenmiştir. Bununla beraber, öğütücü ortam yoğunluğunun ve öğütücü ortam dolum oranının da değirmenin çektiği güç üzerinde önemli bir etkilerinin olduğu belirlenmiştir. Flotasyon tesisinde KBD'nin farklı akışlara bağlanarak yapılan açık öğütme testlerinde bilyalı değirmenlerde ulaşılan öğütme sınırından daha ince ürün elde edilebilmesinin de mümkün olduğu görülmüştür.Mükemmel karışım modeli, pilot KBD'nin modellenmesinde başarıyla uygulanmıştır. Modelleme çalışmasının sonuçları, hesaplanan r/d değerlerinin değirmenin çektiği güç ile normalize edilebileceğini ve bunun da farklı boyuttaki değirmenler de elde edilebilecek ürün tane boyu dağılımlarının belirlenmesinde kullanılabileceğini göstermektedir.Tesiste yapılan örnek alma çalışmaları ile ÇBİ flotasyon tesisinde tekrar öğütme gereksinimi ile ilgili aşağıdaki yargılara varılmıştır:?Bakır tekrar öğütme devresinde yapılan altı (6) örnek alma çalışması, tekrar öğütme devresinin performansının flotasyon devresi besleme tonajı, tenörü ve tesiste işlenen cevher tipine göre dalgalandığını göstermektedir.?Devreden yük oranının düşük olduğu gözlenmiştir. Devreden yük oranı yükseltilerek değirmende enerji verimi arttırılabilecektir. Fakat, mevcut siklon besleme sampının kapasitesi arttırılmalıdır. Bu ayrıca siklon beslemesindeki dalgalanmalarıda önleyecektir.?Flotasyon tesisinde iri boylarda bulunan bağlı taneler metal kaçağının ana nedenini oluşturmaktadır. Yüksek tonaj nedeniyle birincil öğütme devresinde istenen inceliğe ulaşılamaması bu kaçak miktarını arttırmaktadır.?Bakır flotasyon devresinde, kaba süpürme devresi atığı içerdiği iri boydaki bağlı taneler nedeniyle ana metal kaybının gerçekleştiği akış olarak belirlenmiştir. Aynı zamanda, örnek alma çalışmaları sırasında pek çok hücrenin de boş olduğu gözlenmiştir. Bu nedenle, bakır kaba flotasyon devresi atığının mevcut ara ürün öğütme devresinde öğütülerek süpürme aşamasına beslenmesinin verim artışına neden olacağı düşünülmektedir. Bu değişiklik aynı zamanda çinko flotasyon devresine beslenen malzemenin serbestleşme derecesini de yükseltecektir.?Çinko flotasyon devresinde, kolon atığının tekrar öğütülmesi bu akıştaki serbestleşmeyi etkileyeceğinden kolon süpürme devresinin verimini artacağı ve bu aşamanın atığında gerçekleşen metal kaçaklarını azaltacaktır.Sonuç olarak, deneysel ve modelleme çalışmalarının sonucunda, bir tesisteki farklı akışların, üzerinde güç ölçümünün yapılabileceği torkmetre bulunan KBD ile öğütülmesi, değirmenin öğütme performansının belirlenmesinde kullanılacak verilerin alınmasını sağlayacaktır. Boyut dağılımları ve güç ölçümleri herhangi bir uygulama için model geliştirilmesinde kullanılabilecektir. Son olarak, model değişkenleri özgül enerji tüketiminden yararlanılarak ölçeklendirilebilecektir. Geliştirilen bu model de ana işlem değişkenlerinin ürün tane boyu dağılımı üzerindeki etkilerinin hesaplanmasını sağlayacak kapasitede olacaktır.
Özet (Çeviri)
The aim of this study was to develop a methodology which can be used to determine the grinding performance of stirred ball mills at operating plants to compare and/or replace their existing ball mills.Experimental studies were into laboratory scale stirred media mill tests, pilot scale stirred media mill tests and sampling surveys performed at ÇBİ?s flotation plant.In the batch tests, laboratory scale stirred media mill having 1.7 liter net volume was used. The effect of impeller speed, ball size, ball charge, %solids of the pulp and different grinding media types (steel balls, river pebble and zircon balls) on product fineness were investigated. Then, pilot scale stirred media mill having 19.8 liter net volume was installed at ÇBİ?s flotation plant and the tests were conducted as open circuit on various streams in flotation plant. This mill has a torquemeter which allows measurement of power draw. In these tests, the effects of impeller speed, feed rate, feed fineness, ball charge and grinding media type (steel balls and river pebble) were investigated. Plant sampling surveys were accomplished to evaluate the performance of existing copper regrinding and whole flotation circuit for two different ore types (Spec and Non-Spec ore) processed in the plant. Mineralogy of the various samples in flotation circuit were studied to define regrinding requirements and limits. These data were also used to model the existing regrinding circuit.Systemmatical laboratory tests showed that stirring speed of the mill was the dominating variable for size reduction. Preferential grinding of coarse particles was evident in all tests. An empirical model was successfully developed using the self similarity of size distributions produced under different conditions.The results of the pilot scale tests verified the findings obtained from laboratory scale tests. The major operating parameter affecting the power draw and product fineness was the impeller speed of the mill. The density of grinding media and the media load had also significant effect on power draw. The tests performed on various streams showed that it is possible to obtain finer products which are below the grinding limit of ball mill.Perfect mixing mill model was successfully applied to the pilot scale stirred mill data obtained from various streams in ÇBİ?s flotation plant. The results of modelling studies indicated that r/d*(the ratio of breakage and discharge rate of particles inside the mill) values can be normalized with power draw of the mill which enables to predict the product size distribution for any size mill.Regarding to the regrinding requirements in ÇBİ flotation plant, the following conclusions were drawn:?Six surveys carried out at the ÇBİ copper regrinding circuit showed that Cu regrinding circuit was operating at varying conditions due to changes in fresh feed tonnage and grade and ore type.?Circulating load was found to be very low indicating possibility of increasing energy efficiency. However, the capacity of existing cyclone feed sump should be increased. This was also found to be necessary to avoid fluctuations in cyclone feeding.?Locked particles at coarse sizes constituted the main reason of metal loss at the flotation plant. High metal loss at coarse fractions occured because the desired fineness was not achieved in primary grinding due to the high flowrate?In copper flotation circuit, rougher scavenger tailing was found to be responsible for the main losses particularly due to the locked particles at coarse sizes. At the same time, most of the cells were idle during the surveys. Therefore, grinding of copper rougher tailing in the existing regrinding circuit and then feeding to scavenger cells would improve the recovery. Regrinding requirement should be evaluated after implementation of these modifications. This modification would also improve the liberation of zinc flotation feed.?In zinc flotation circuit, column tail seemed the most promising stream for regrinding in the existing circuit. This application would improve the liberation in the column scavenger cells and may reduce the losses through scavenger tails.After detailed experimental and modelling studies, it was concluded that grinding tests with a mill having a torquemeter on various streams in an operating plant would provide the required data to predict performance of stirred milling. Size distributions and power measurements will than be used to develop a model for that particular application. Finally, model parameters can be scaled up by using specific energy consumption. The model will be capable of calculating the effects of main operating variables on size distribution.
Benzer Tezler
- Niğde bölgesindeki kalsitin karıştırmalı bilyalı değirmende yaş öğütülmesi ve bazı işlem parametrelerinin ürün inceliğine etkisi
Wet grinding of Niğde region's calcite in stirred ball mill and effect to the product finess of some operational parameters
DİLER KATIRCIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Maden Mühendisliği ve MadencilikNiğde ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖNER YUSUF TORAMAN
- Farklı öğütme mekanizmalarının bileşen davranımı üzerindeki etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of different grinding mechanisms on component behavior
OKAN ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Maden Mühendisliği ve MadencilikHacettepe ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OKAY ALTUN
- The impacts of grinding ball size distribution on energy consumption, product size and media wear within the dry stirred mill
Kuru karıştırmalı değirmende bilya boyu dağılımının enerji, ürün tane boyu ve bilya aşınması üzerindeki etkilerinin araştırılması
TOLGA SERT
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Maden Mühendisliği ve MadencilikHacettepe ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OKAY ALTUN
- Bilyalı bir karıştırmalı değirmende ince boyutlu klinker öğütmesinin incelenmesi
Investigation of fine sized clinker grinding in a stirred mill
CELALEDDİN CENGİZ PİLEVNELİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Maden Mühendisliği ve MadencilikZonguldak Karaelmas ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SAİT KIZGUT
- Zonguldak-Çatalağzı Termik Santralı katı fosil yakıtı öğütme kinetiğinin araştırılması
The investigation of grinding kinetics of Zonguldak-Catalagzi Power Plant solid fossil fuel
SELÇUK SAMANLI
Doktora
Türkçe
2008
Maden Mühendisliği ve MadencilikZonguldak Karaelmas ÜniversitesiMaden Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. YAŞAR UÇBAŞ
YRD. DOÇ. DR. DİLEK ÇUHADAROĞLU