Investigation of particle breakage parameters in locked-cycle ball milling
Kapalı devre bilyalı değirmenlerde parça kırılma parametrelerinin araştırılması
- Tez No: 338517
- Danışmanlar: PROF. DR. ÇETİN HOŞTEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Bond bilyalı değirmeni, kapalı devre öğütme, kırılma parametreleri, Bond ball mill, locked-cycle grinding, breakage parameters. vi
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 132
Özet
Cevher hazırlama ve çimento üretim tesislerindeki boyut küçültme işlemleri, özellikle de ince öğütme sistemleri enerji sarfiyatının ve işletme maliyetlerinin büyük bir bölümünü oluşturmaktadır. Dolayısıyla üretken ve yüksek verimli operasyonlar için öğütme sistemleri uygun bir şekilde dizayn edilmeli ve optimum koşullarda çalıştırılmalıdır. Bu açıdan matematiksel öğütme kinetik modelleri tabanlı simulasyonların kullanımının yararlı olduğu kanıtlanmıştır. Kinetik modeller kırılma hızıfonksiyonu ve kırılma dağılımı fonksiyonu adı verilen ve tercihen laboratuvar koşullarında deneysel olarak, veya belirli bir boyut dağılımı olan besleme malının öğütülmesinden elde edilen ürün boyut dağılımı kullanılarak geriye hesaplama yöntemiyle elde edilen iki etkin parametre içerir. Kırılma parametreleri deneysel olarak genellikle kesintili çalışan laboratuvar değirmenlerinde dar tane sınıfındaki malzemeler kullanılarak gerçekleştirilir. Kırılma hızı parametresi bu dar tane sınıfındaki malzemenin kaybolma hızından elde edilirken kırılma dağılımı parametrelari aynı malzemenin kısa süreli öğütme testlerinden tahmin edilir. Ancak bu tür dar tane sınıfındaki malzemelerin kullanıldığıyöntemler tane boyut dağılımına sahip değirmen içeriğinin öğütüldüğü kesintisiz çalışan endüstriyel öğütme işlemlerini tam olarak temsil etmemektedir. Literatürde değirmen içeriğinin boyut dağılımının kırılma parametrelerini etkilediğine dair bulgular mevcuttur. Bu tez çalışması, değirmen içeriğinin sahip olduğu tane boyut dağılımının kapalı devre kuru öğütme deneylerinde kuvars ve kalsit minerallerinin kırılma parametrelerine etkisinin araştırılması amacıyla yapılmıştır. Kapalı devre ve dar tane sınıflı malzemelerle yapılan deneyler tork ölçüm aletine sahip Bond bilyalı değirmeninde gerçekleştirilmiştir. Kapalı devre öğütme deneylerinde farklı tane boyut dağılımına sahip değirmen içeriği oluşturabilmek için farklı test elekleri kullanılmıştır. Dar tane sınıfındaki malzemelerle yapılan deneylerde çalışma koşulları farklı değirmen güçleri elde edebilmek amacıyla değiştirilmiştir. Bu değişen koşullarda tane kırılma parametreleri değerlendirilmiştir. Çalışmanın temel amacına yönelik deneyler öncesinde iki nedenle hazırlık deneyleri gerçekleştirilmiştir: (i) diğer araştırmacıların maliyeti yüksek tork ölçüm cihazı kullanmadan, çalışma şartlarına bağlı olarak Bond değirmeninin çektiği gücü tespit edebilmesini sağlamak; ve (ii) mevcut olan üç kırılma dağılımı tahmin yöntemi olan ?zero-order production of fines? yöntemi, BII ve G-H yöntemi arasından en uygun olanı tespit etmek. Bu çalışma için G-H yönteminin daha uygun olduğu tespit edilmiştir. Kapalı devre öğütme deneyleri iri boyuttaki malzemelerin kırılma hızı fonksiyonunun değirmen içeriğindeki ince malzeme oranının artmasıyla yükseldiğini ortaya koymuştur. Kırılma dağılım parametrelerinin öğütme ortamına bağlı olduğu ve boyuta göre normalize edilemediği dar tane sınıfındaki malzemelerle ve kapalı devre öğütme deneyleriyle tespit edilmiştir. Kümülatif bazlıkırılma hızı fonksiyonunun çalışılan malzemelerin kırılma davranışlarını geniş bir çalışma şartıaralığında yeterli olarak temsil edebildiği sonucuna ulaşılmıştır. Bu sebeple, bilyalı değirmenlerde öğütülen malzemelerin kırılma karakterlerinin, birbirinden bağımsız olup olmadığı kesin olmayan iki parametre ile değerlendirilmek yerine, tek parametre kullanan ayrık tane boyu esaslı kesintili öğütme modelinin doğrusal formu ile değerlendirilmesi daha uygun olmaktadır.
Özet (Çeviri)
Size reduction processes, particularly fine grinding systems, in mineral processing and cement production plants constitute a great portion of energy consumption and operating costs. Therefore, the grinding systems should be designed properly and operated under optimum conditions to achieve productive and cost effective operations. The use of simulation based on kinetic mathematical models of grinding has proven useful in this respect. The kinetic models contain two essential parameters, namely, breakage rate and breakage distribution functions, that are to be determined experimentally, and preferably in laboratory, or by back-calculation from the mill product size distribution for a given feed size distribution. Experimental determination of the breakage parameters has been mostly carried out in laboratory batch mills using one-size-fraction material. The breakage rate parameter is obtained from the disappearance rate of this one-size-fraction material, while the breakage distribution parameters are estimated from the short-time grinding of the same material. Such laboratory methods using one-size fraction material, however, are not truly representative of industrial continuous mill operations where the mill contents have a distribution of particle sizes. There is evidence in the literature that the size distribution of the mill contents affects the breakage parameters. This thesis study was undertaken with the main purpose of investigating the effect of the size distribution of the mill hold-up on the brekage parameters of quartz and calcite minerals in lockedcycle dry grinding experiments. The locked-cycle and one-size-fraction experiments were performed in the Bond ball mill instrumented with a torque-measuring device. Different closing screen sizes were used in the locked-cycle work to produce different size distributions of the mill hold-up, and the operating conditions were changed in the one-size-fraction experiments to obtain different power draws. Particle breakage parameters were assessed for these changing conditions. Prior to the experiments related to the main purpose of the study, preliminary experiments were conducted for two reasons: (i) to find the power draw of the Bond mill in relation to the operating conditions with the intention of eliminating the use of costly torque-measuring devices by others; and (ii) to find the most accurate estimation method of breakage distribution functions among the three existing methods, namely, the ?zero-order production of fines? method, the BII method, and the G-H method. The G-H method was found to be more appropriate for the current study. The locked-cycle grinding experiments revealed that the breakage rate function of coarse fractions increased with increasing proportion of fines in the mill hold-up. Breakage distribution functions were found to be environment-dependent and non-normalizable by size in one-size-fraction and locked cycle grinding experiments. It was concluded that the cumulative basis breakage rate function could sufficiently represent the breakage characteristics of the two studied materials in a wide range of operating conditions. Therefore, it would be more appropriate to evaluate the breakage characteristics of materials ground in ball mills by linearized form of the size-discretized batch grinding equation using single parameter instead of dealing with two parameters which may not be independent of each other.
Benzer Tezler
- 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
- Farklı rota ve pasolarda EKAP uygulanan AA7075 alaşımının mikroyapı ve sertlik değişiminin incelenmesi
Investigation of microstructure and hardness changes of AA7075 alloy with ECAP applied in different routes and passes
DOĞACAN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Metalurji MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜZİDE MELTEM LÜLE ŞENÖZ
- Patlatmada harcanan faydalı enerji ile patlatma verimi arasındaki ilişkinin araştırılması
The investigation of relationship between spending useful energy in blasting with the efficiency of blasting
ÜLKÜ KALAYCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÜMİT ÖZER
- An investigation on the effects of design and operational parameters on grinding performance of multi-compartment ball mills used in the cement industry
Çimento endüstrisinde kullanılan kamaralı bilyalı değirmenlerin işletme ve tasarım değişkenlerinin öğütme performansı üzerine etkilerinin incelenmesi
ÖMÜRDEN GENÇ
Doktora
İngilizce
2008
Maden Mühendisliği ve MadencilikHacettepe ÜniversitesiMaden Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. AHMET HAKAN BENZER
PROF. DR. ŞEVKET LEVENT ERGÜN
- Dubleks paslanmaz çelik (2205) ve basınçlı kap (P355GH) çeliğinin robotik MAG kaynak yöntemi ile birleştirilebilirliğinin araştırılması
Investigation of the joinability of duplex stainless (2205) and pressure vessel steel (P355GH) with robotic MAG welding method
GÖKHAN ÇAYIRHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji MühendisliğiKarabük Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİZAMETTİN KAHRAMAN