Effect of soft fine particles on the kinetics and energetics of grinding hard coarse particles
Yumuşak ince tanelerin sert iri tanelerin öğütme kinetiği ve enerjetiği üzerindeki etkisi
- Tez No: 446457
- Danışmanlar: PROF. DR. ÇETİN HOŞTEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 93
Özet
Bu çalışmanın amacı dar tane aralığındaki sert iri malzemelerin yumuşak ince malzeme ile karıştırılıp öğütüldüğündeki kırılma parametrelerini incelemektir. Bu amaçla, aralarında dikkate değer sertlik farkı olmasına rağmen özkütleleri birbirine oldukça yakın olan kuvars (Mohs Sertliği = 7) ve kalsit (Mohs sertliği = 3) karışım malzemeleri olarak seçilmiştir. -1.18+0.85 mm kuvars (sert, iri) ve -106 µm kalsitin (yumuşak, ince) farklı oranlarda karışımından oluşan besleme, kuru veya yaş olarak bilyalı laboratuvar değirmeninde farklı sürelerde öğütülmüştür. Karışımdaki yumuşak, ince malzemenin etkisini karşılaştırmalı olarak belirlemek için, benzer bir dizi deney kuvarsın iri ve ince fraksiyonlarını karıştırarak aynı malzeme için uygulanmıştır. Kırılma parametreleri doğrusal öğütme kinetik modeli sonuçları kullanarak elde edilmiştir. Ayrıca, enerji bölüşümü faktörü kullanılarak iri kuvarsın, yumuşak, ince veya sert, ince malzeme ile karıştırılıp öğütüldüğünde tükettiği özgül enerji fraksiyonu ile tek başına öğütüldüğünde tükettiği karşılaştırılmştır. Öğütme kinetik testleri göstermiştir ki bütün iri ve ince karışım oranlarında kırılma dağılımı normalize olmaktadır. Ek olarak, iri kuvarsın birikimli kırılma dağılımı ince, sert veya ince, yumuşak karışımların her ikisi için de aynı değirmen çalışma koşulları altında aynı kalmıştır. Karışımdaki ince tanelerin (sert veya yumuşak) oranı arttıkça, iri tanelerin kırılma hızı fonksiyonu da artmıştır. Bu bulgunun nedenleri iki mekanizma ile açıklanabilir: birincisi, malzeme yatağına uygulanan ve ince taneleri kıramayan enerjinin bir bölümünün, iri tanelere aktarılmış olabileceği, diğeri ise iri tanelerin bilyalar arasında daha kolay yakalanabilirlikleri nedeniyle daha fazla kırılma eylemine maruz kalabilecekleridir. Diğer bir bulgu da ince kalsit tanelerinin iri kuvars tanelerinin kırılma hızında neden oldukları artışın, kuvars ince tanelerinin neden olduğu artışa göre daha az olmasıdır. Bu durum, kalsit ince tanelerinin kırılma öncesi kuvars incelerine göre daha fazla enerji absorblayarak iri kuvars tanelerine daha az enerji aktarılması ile açıklanabilir. Enerji bölüşümü faktörü de bu mekanizmayı destekler yöndedir. İnce yumuşak taneler iri tanelerle birlikte öğütülüğünde, sert ince tanelere oranla daha fazla özgül enerji tüketmektedir.
Özet (Çeviri)
The main objective of this study is to investigate breakage parameters of a narrow size fraction of coarse particles of a hard mineral when ground in a mixture with fine particles of a soft mineral. For this purpose, quartz and calcite were selected as mixture components varying appreciably in hardness (quartz mohs scale:7 and calcite mohs scale:3) but having quite similar densities. Mixture feeds comprised of -1.18+0.85 mm quartz (hard and coarse) and ¬¬¬¬ 106 µm calcite (soft and fine) at various proportions were ground dry or wet in a laboratory batch ball mill for varying times. Besides, in order to delineate the effect caused by the hardness of the fine component in the mixture, a series of similar experiments were also performed with single-mineral mixtures of the coarse and fine size fractions of quartz. Breakage parameters were obtained from the results using the linear batch grinding kinetic model. In addition, using the energy split factor the fraction of specific energy consumed by the coarse quartz when ground in mixture with either calcite fines or quartz fines was compared with that consumed when the coarse quartz fraction was ground alone. The batch grinding kinetic experiments revealed that breakage distribution is normalizable for all coarse-to-fine ratios. Moreover, it was found that the cumulative breakage distribution function of the coarse quartz fraction remains also unchanged irrespective of whether the fine component in the mixture is fine quartz or fine calcite when ground under identical mill operation conditions. The breakage rate function of the coarse fraction increases as the ratio of the fine (either soft or hard) fraction in the mixture increases. This may be attributed to two reasons: one reason is that a part of the energy applied to particles that is not able to break the finer particles is transmitted to the coarser ones, and the other reason is that larger particles are nipped more easily by the grinding media, and hence exposed to greater number of breakage events. Test results also showed that the calcite fines are less effective than the quartz fines in increasing the breakage rate of the coarse quartz particles. This may be explained by the higher amount of energy absorbed by the soft calcite fines before fracture, and hence leaving less energy available for the breakage of the coarse quartz particles. The energy split factor also supports this finding in the sense that soft fine particles consume more specific energy compared to hard fine particles when ground with hard coarse particles.
Benzer Tezler
- A1-%3 Li-%0.15 Zr alaşımının mekanik davranışına yaşlanmanın etkisi
The Effect of ageing on the mechanical behavior of A1-3% Li-0.15% Zr alloy
JAFAR GHAEMİ GUİVİ
- Biyomedikal uygulamalar için ASTM F75 kobalt-krom alaşımının yüzey modifikasyonu
Surface modification of ASTM F75 cobalt-chromium alloy for biomedical applications
DOĞUKAN ÇETİNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
DOÇ. DR. ERDEM ATAR
- Metal infiltre edilmiş mikro poroz karbon kompozitlerin aşınma ve sürtünme davranışının karakterizasyonu
Başlık çevirisi yok
GÜLTEKİN GÖLLER
Doktora
Türkçe
1997
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN TEKİN
- Taneleri inceltilmiş mangan ıslah çeliğinin aşınma davranışlarının araştırılması
An Investigation on the wear behaviour of a fine grained by a heat treatment amended manganese steel
MUSTAFA SABRİ GÖK
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Metalurji MühendisliğiFırat ÜniversitesiMetalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET H. KORKUT
- Synthesis and Properties of Magnetorheological (MR) Fluids
Manyetoreolojik (MR) Akışkanların Sentezlenmesi ve Özellikleri
SEVAL GENÇ
Doktora
İngilizce
2002
Metalurji MühendisliğiUniversity of PittsburghMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. PRADEEP P. PHULE