Silpeps öğütücü ortamı boyunun bir krom cevherinin bilyalı değirmende kuru öğütülme performansı üzerine etkisinin incelenmesi

Bu tezin amacı, bir krom cevherinin bilyalı değirmen kuru öğütme performansının tek-boyutlu ve çok-boyutlu silindirik şekilli silpeps dağılımları kullanılarak araştırılmasıdır. Öğütücü ortam boyu ve şekli bilyalı değirmende öğütme performansını etkileyen önemli parametrelerden biridir. Bu bağlamda, öğütücü ortam boyu ve dağılımının kuru öğütme performansı üzerine etkileri, silindirik şekilli ortam boyu kullanılarak standard Bond bilyalı değirmeninde kesikli kinetik testler yürütülerek incelenmiştir. Ocak çıkışı cevher örneği düşük tenörlü tipte olup, Muğla-Karacaören bölgesinden temin edilmiştir. Bilyalı değirmen kesikli öğütme testlerinde kullanmak üzere, 3.35 mm'nin altında malzeme elde edebilmek için, cevher örneği çeneli kırma ve çubuklu değirmen öğütme işlemlerine tabi tutulmuştur. Boyutu -3.35mm malzeme standard Bond bilyalı değirmeninde 25sn, 1dk, 3dk, 5dk ve 10dk'lık durma zamanı aralıklarında tek-boyutlu ve çok-boyutlu şarj dağılımları kullanılarak kesikli öğütülmüştür. Uygulanan şarj dağılımlarında, 40x40mm, 30x30mm, 25x25mm, 19x19mm ve 16x16mm'lik silpeps boyları kullanılmıştır. Değirmen beslemesi ve ürünü tane boyu dağılımları en iri boydan (-3.35mm), 0.038mm'ye kadar Ro-tap elek sarsma cihazı kullanılarak kuru elemeyle belirlenmiştir. Tek-boyutlu ve çok-boyutlu öğütme koşullarının tekrarlanabilirliği test edilmiş ve istatistiksel olarak analiz edilmiştir. Kesikli testlerin özgül enerji tüketimleri (kWs/t), Bond enerji eşitliği'nden (Napier Munn vd., 2005) tahmin edilmiştir. Tanelerin ortalama özgül kırılma hızları mükemmel karışım matematiksel modelinden (Whiten, 1976) tahmin edilmiş ve test koşulları için öğütme performansının değerlendirilmesinde kullanılmıştır. Değirmen beslemesi, çıkışı tane boyu dağılımları ve Broadbent-Callcott teorik kırılma fonksiyonu özgül kırılma hızı fonksiyonlarının mükemmel karışım modelinden geri hesaplanmasında kullanılmıştır. Özgül kırılma hızlarının geri hesaplanmasında JKSimMet cevher hazırlama yazılımının model uydurma modülü kullanılmıştır. Tek-boyutlu ve çok-boyutlu silpeps uygulamaları için, tekrarlanabilir test sonuçları elde edilmiştir. Uygulanan yöntem ile, silpeps boyu ve şarj dağılımının ortalama özgül kırılma hızı fonksiyonları üzerine etkileri, başarılı bir şekilde yansıtılabilmiştir. Kesikli testlerin tane boyu dağılımları herbir silpeps şarjı uygulaması için sistematik boyut küçültme göstermiştir. Değirmen ürünü tane boyu dağılımı değirmendeki durma zamanı arttıkça incelmiştir. Tek-boyutlu silpeps testi sonuçları, 425µm'dan ince tanelerin özgül kırılma hızlarının 3dk'lık durma zamanı aralığında 19x19mm şarj dağılımı ile artırılabildiğini göstermiştir. Çok-boyutlu silpeps dağılımları, 0.212mm'den iri tanelerin etkin bir şekilde kırılabilmesi için, 40x40mm ve 30x30mm'lik silpeps boylarının dağılımlarda kullanılma gerekliliğini göstermiştir. Kırılma hızları ve böylece, 0.425mm'den ince tanelerin öğütme performansı, 5dk'lık durma zamanında, ağırlıklı ortalama boyu 21x21mm olan şarj dağılımının kullanılmasıyla artırılabilmektedir. Tek-boyutlu ve çok-boyutlu silpeps uygulamaları için değirmen ürünü inceliği (P80) ve durma zamanı arasında üstel korelasyonlar kurulmuştur. Tek boyutlu ve çok-boyutlu silpeps uygulamaları için P80 ve özgül enerji tüketimleri arasında logaritmik korelasyonlar bulunmuştur. Tek-boyutlu silpeps öğütmesi için, özgül enerji tüketimi ve durma zamanı arasında doğrusal korelasyonlar kurulmuştur. Tek-boyutlu silpeps şarjının özgül kırılma hızları üzerine etkisi en iyi şekilde 5dk'lık durma zamanı koşulunda yansıtılabilmiştir. 0.884mm'den iri boyut fraksiyonlarının, silpeps şarjı boyu dağılımının irileşmesiyle daha yüksek hızda kırıldığı belirlenmiştir. 0.884mm'den daha ince boyut fraksiyonlarının özgül kırılma hızlarının silpeps şarjı boyu inceldikçe önemli düzeyde arttığı belirlenmiştir. Silpeps boyu ve maksimum özgül kırılma hızı (rmak) arasında tek-boyutlu silpeps uygulamalarının 25sn'lik öğütme koşulu için ilişki kurulmuş ve doğrusal bir korelasyon elde edilmiş olup, 1dk, 3dk ve 5dk için üstel, 10dk için ise güç korelasyonu elde edilmiştir. Yerçekimi ile zenginleştirme işlemleri için kritik boylar olan 2.5mm, 0.442mm ve 0.221mm'lik taneler için, tek-boyutlu ve çok-boyutlu silpeps dağılımları uygulamalarına ilişkin durma zamanı ve özgül kırılma hızları arasındaki ilişkiler kurulmuştur. Çok-boyutlu silpeps uygulamaları için, ağırlıklı silpeps boyu ve maksimum özgül kırılma hızı (rmak) arasında 25sn için, bir güç korelasyonu ve diğer durma zamanı aralıkları için üstel korelasyonlar elde edilmiştir. Maksimum silpeps boyu (c-mak) ve maksimum kırılma hızı (rmak) arasında 25sn için, bir güç korelasyonu oysaki, diğer durma zamanı aralıkları için üstel korelasyonlar elde edilmiştir. Çok-boyutlu silpeps dağılımları için, maksimum silpeps boyu (c-mak) ve maksimum tane boyu (Xm) arasında ampirik ikinci dereceden polinom korelasyonlar elde edilmiştir. Şarj dağılımlarında, 25x25mm maksimum silpeps boyu kullanıldığında, Xm boyu ve durma zamanı arasında bir güç korelasyonu elde edilmiştir. Silpeps öğütücü ortam boyu ve dağılımı etkileri, özgül kırılma hızları ve böylece, kuru öğütme performansı üzerine başarılı bir şekilde yansıtılabilmiştir. Kesikli testlerde, tam bir boyut dağılımı (-3.35mm) kullanılmış olması nedeniyle, test sonuçlarının endüstriyel ölçekli bilyalı değirmenlerin kuru öğütme performansı hakkında genel bir fikir verdiği düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Öğütme, Bilyalı değirmen, Silpeps, Kırılma hızı, Matematiksel modelleme, Kromit