Geri Dön

Triboelektrostatik ayırıcı tasarım parametrelerinin mineral ayırmada etkilerinin incelenmesi

The investigation of the effects of design parameters of triboelectrostatic separator on mineral separation

PDF İndir

  1. Tez No: 493863
  2. Yazar: TAHSİN ONUR DİZDAR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ÖZCAN YILDIRIM GÜLSOY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 121

Özet

Bu tez kapsamında bir triboelektrik ayrım düzeneği tasarımı ve bu düzeneğe ilişkin parametrelerin triboelektrostatik ayrım performansı üzerindeki etkisinin incelenmesi gerçekleştirilmiştir. Tanelerin elektrik yüklerine göre ayrılmaları cevher hazırlamada kullanılan oldukça eski bir ayırma yöntemidir. Fakat dejavantajları sebebiyle yaygın bir yöntem değildir. Bu yöntemde taneler iletkenliklerine göre bir elektrik alanında belirli bir yük kazanırlar ve kazandıkları yüklenmeye göre iki farklı yüke sahip elektrot arasından geçerken, elektriksel çekim kuvvetlerinin etkisi ile çekilerek veya itilerek ayrılırlar. Triboelektrik iki farklı malzemenin birbirine sürtünmesi ile oluşan elektrik yükünün adıdır. İki tanenin birbirine ya da başka bir malzemeye sürtünmesi sonucu taneler, iletkenlikleri veya yüzey özelliklerine bağlı olarak negatif ya da pozitif yük kazanırlar. Bu yüklü taneler bir elektrik alanı içinde yüklerine (artı ya da eksi) göre farklı yönlerde hareket edebilirler. Böylece farklı iki yüke sahip iki tanenin birbirinden ayrılması mümkün olur. Literatürde yaygın olarak tanelerin sürtünme ile iyonize olmasına rastlanmaktadır. Ayrımın yapılacağı yüksek potansiyele sahip elektrik alanı için gerekli elektrik yükünün de triboelektriklenme ile elde edilebilirliğinin araştırılması ve değişik parametreler denenerek mineral ayrımına olan etkilerinin incelenmesi bu tezin temel hedefi ve özgün değeridir. Bu amaçla, bir triboelektrik ayrım düzeneği tasarımı yapılmış olup, ekipmana ait değişkenlerin bu düzeneğin ayrım performansı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Bu düzenekte tanelerin triboelektriklenme ile yüzeylerinin yüklenmesi ve tanelerin ayrımı için gereken potansiyel statik yük de sürtünme ile sağlanmıştır. Konvansiyonel elektrostatik ayırıcıların ayrım yapabilmesi için gerekli yüksek gerilimli alternatif akımı doğru akıma çeviren büyük ve güçlü trafolar vardır. Bu amaçla yüksek sarımlara sahip doğru akım trafoları kullanılmaktadır. Bu trafolar önemli ölçüdeki güç tüketimleri, çalışma esnasında ortaya çıkan ısının soğutulması gereksinimi ve tehlikeli çalışma ortamı oluşturması, yüksek gerilim trafolarının başlıca sorunlarındandır. Bu tezde ayrım için gerekli yüksek potansiyeli sürtünmeyle sağlayacak bir düzenek kurulması amaçlanmıştır. Böylece yüklü tanelerin ayrılması için gerekli yüksek potansiyelin daha az enerji ve daha düşük işletim sorunları ile üretilebilirliği araştırılmıştır. Sistemin, bilinen yöntemlerden en büyük farkı kendi gerilimini üretmesidir. Ayrıca üretilen statik yük sürekli yüksek akım oluşturmadığından görece daha güvenli bir çalışma ortamına izin vermektedir. Hacettepe Üniversitesi Maden Mühendisliği Bölümü'nde kurulmuş olan bu düzeneğin en önemli avantajı 35 kV'a kadar olan statik yükü sürtünme ile üretiyor olmasıdır. Bu ayrım yöntemi kuru bir ayırma yöntem olup, su ve kimyasal kullanımına ihtiyaç duymaması sayesinde madencilikte kullanılan yöntemler arasında çevre dostu yöntemlerden birisidir. Düzeneğin ana yapısı bilgisayar ortamında tasarlanmıştır. Sürtünme ile statik elektrik üretimine ortam sağlayacak malzemeler triboelektrik seri listesinden seçilmiştir. Seçilen uygun malzemeler ile kurulum yapılmıştır. Sürtünme ile oluşan elektrik, iletkenler vasıtası ile farklı yapı ve şekildeki ayrım elektrotlarına iletilmektedir. Taneler ise ayrım öncesinde farklı bir düzenek içinde karıştırılarak yine triboelektriklenme ile elektrik yükü kazandırılmış ve statik olarak yüklenmiş olan elektrotlar arasına bir titreşimli besleyici ile beslenmiştir Bu çalışma kapsamında amaç gerekli statik yükün sürtünme ile oluşturulması olduğundan cevher etkilerini ortadan kaldırmak için sentetik olarak hazırlanmış olabildiğince serbest kuvars ve manyetit mineralleri kullanılmıştır. Bu sentetik numuneler ile ayrım parametreleri incelenmiş ve ayrım performansına olan etkileri belirlenmiştir. Yapay numunelerin dışında doğal cevherler, tesis atıkları ve geri dönüşümde kullanılabilecek malzemeler ile ayrıca testler yapılmıştır.

Özet (Çeviri)

In this thesis, it is aimed to design triboelectiric separation unit and investigate the effect of parameters in triboelectric separation performance. The separation of the particles according to their electrical charges is a very old separation method used in mineral processing. However, it is not a very common method because of its high operational cost. In this method, mineral particles have been charged in an electrical field according to their conductivity and separated by attracting or repelling between positively or negatively charged electrodes. Triboelectric is the name of static electric that is occurred by friction of two different materials. Friction of one particle to each other or to other material, loads the particles with negative or positive charges depending on its conductivity and surface properties. The particles, which have different electrical charge (negative or positive), move different directions in an electrical field. Hence, it is possible to separate a particle from each other according to their charges. In literature it is common to charge particles with friction. Investigation of the electric charge required for the high potential electric field and investigate of the effects of different parameters on the mineral separation are the main objective and original value of this thesis. For this purpose triboelectric seperaton unit is desiged and test are applied with changed varriables to understand separation performance of this unit. In this unit, the triboelectrical charging of the surfaces of the particles and the potential static charge required to separate the particles are provided by friction. Conventional electrostatic separators require external high potential transformers that convert alternative current to direct current. For this purpose, direct current transformers with high number of turn are required. Main problems with this tranformers are high consumption of power, cooling problems during operation and dangerous work enviroment. In this thesis, it is aimed to build a system that producing the required electrical potential by friction. Hence, required electrical vii energy consumption will be lower and there will be less operational problems. Considering to concentional system, innovative part of this system is required energy is supplied from produced from friction. In addition to these static charge is not provide high electric current and come in with more safe work environment. The operational cost of the conventional electrostatic separators is relatively high because of its high voltage requirements. Rather than electrostatic separators and other conventional processing equipment, triboelectric separator does not have high-energy consumption. Major advantage of setup, which is built in Mining Engineering Department of Hacettepe University, is to produce high voltage up to 35 kV with friction. This is the innovative part of the project. Furthermore this is dry equipment which reduces the water consumption and it does not need any chemicals. It is environmentally friendly method. In this study, artificial test samples are used to investigate the separation performance of the system. This study provides the required information about design parameter for this new equipment. The most important advantage of this system, which was established in the Department of Mining Engineering at Hacettepe University, is that it produce static loads up to 35 kV by friction. This method of separation is a dry separation method and one of the eco-friendly methods used in mining due to the fact that it does not requre water or any chemical. The main structure of the unit had been designed by computer program and then it is built with appropriate materials which are choosen from triboelectric series. The electricity produced is transferred to electrodes which have different size, shape and material. The mineral particles had been also charged by mixing in a mixer and then fed into the electrical field occurred between the electrodes via vibrating feeder. Tests are performed on synthetic mixtures of liberated magnetite-quartz samples to prevent any effect of ore in separation performance. After the promising result with the synthetic samples, tests are performed with industrial mineral, metal ore, coal and mixture of recyclable material samples. Results of these tests indicated that most of these samples could be separated successfully with this new method.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    866431

    Toz tutma amacıyla triboelekrostatik kullanımı

    The use of triboelectrostatic for dust collection

    GÖZDE AYDIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Maden Mühendisliği ve MadencilikHacettepe Üniversitesi

    Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZCAN YILDIRIM GÜLSOY

Geri Dön