Yüksek basınçlı merdaneli değirmenlerin mineral endüstrisinde cevher öğütme performanslarının incelenmesi
An investigation of the performance of the high pressure grinding rolls during the ore grinding in the minerals industry
Yazar: HAKAN DÜNDAR
Danışman: PROF. DR. AHMET HAKAN BENZER
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Bu çalışmada, çimento endüstrisinde 1985 yılından bu yana yaygın olarak kullanılan ve diğer boyut küçültme ekipmanlarına kıyasla daha yüksek enerji verimliliğine sahip, yüksek basınçlı merdaneli değirmenlerin mineral endüstrisindeki uygulamaları incelenmiştir.Yüksek basınçlı merdaneli değirmenlerin çimento endüstrisindeki uygulamalarının enerji verimliliği ve kapasite artışı yönünden başarısı, mineral endüstrisinin ilgisini çekmiştir. Çimento hammaddelerine kıyasla daha yüksek aşındırıcılığa sahip cevherlerin öğütülmesinde ilk başlarda problemler yaşansa da sonraları, gelişen merdane tasarımları ile birlikte, bu sorunlar aşılmıştır. 90'lı yılların ortasından bu yana yüksek basınçlı merdaneli değirmenler giderek artan bir oranda mineral endüstrisinde yer bulmuştur. Ancak çimento endüstrisine kıyasla, enerji yönünden daha verimsiz kullanıldığı, sağlanan faydanın daha düşük olduğu bir gerçektir. Mineral endüstrisinde, yüksek basınçlı merdaneli değirmenler genellikle üçüncül kırıcı olarak kullanılmakla birlikte, kimi uygulamalarda yarı-otojen ve çubuklu değirmenlerin yerini almaktadır.Çalışma kapsamında, farklı ölçekteki yüksek basınçlı merdaneli değirmenlerden, farklı cevherlerin ve malzemelerin öğütülmesi sırasında, çalışmanın temelini oluşturacak veriler toplanmıştır. Bu kapsamda üç farklı ölçekte testler gerçekleştirilmiştir.Laboratuvar ölçekte granit numunesi üzerinde testler gerçekleştirilmiştir.Pilot ölçekte bakır ve çinko cevherleri üzerinde testler gerçekleştirilmiştir.Endüstriyel ölçekte altın, bakır, platin ve elmas madenlerinde kurulu yüksek basınçlı merdaneli değirmenlerin performansları incelenmiştir.Her bir test sırasında yüksek basınçlı merdaneli değirmenlerin ortalama çalışma koşulları kaydedilerek işlem değişkenlerinin birbirleri ile olan ilişkileri incelenmiştir. Yüksek basınçlı merdaneli değirmen etrafındaki akış kollarından alınan numuneler sayesinde de ekipmanın operasyonel değişkenlere bağlı boyut küçültme performansı değerlendirilmiştir.Son olarak da mevcut veri seti kullanılarak ekipmanın ürün boyut dağılımının tahminine yönelik matematiksel bir model üzerinde çalışılmıştır.

Abstract:
This study investigates the performance of high pressure grinding rolls in minerals industry which has already been widely used in cement industry since 1985 due to its high energy efficiency compared to the other comminution devices and which.Having proved its success in energy efficiency and capacity improvement in cement industry, the high pressure grinding rolls has attracted interest of minerals industry. In the first applications, minerals industry has been struggled with the grinding of ores which are much more abrasive than the cement raw materials and the acceptance by the minerals industry has been started with the development of new roll designs. By mid-nineties, high pressure grinding rolls installations have been started in minerals industry and become widespread with increasing demand. However, it is obvious that the utilization of the high pressure grinding rolls in minerals industry is less than in cement industry. The high pressure grinding rolls has been introduced to minerals industry as a replacement for tertiary crushers, SAG mills and rod mills.In the scope of the study, required data was collected from high pressure grinding rolls of different dimensons during the grinding of various ores and materials. The data collection is splitted into three in terms of the scale of the operations.Lab-scale high pressure grinding rolls was used to perform grinding tests on granite sample.Pilot scale high pressure grinding rolls tests were performed on the copper and zinc ore.The performance of industrial scale high pressure grinding rolls running in gold, copper, platinum and kimberlite mine was investigated.During the grinding tests, the average operating conditions of the high pressure grinding rolls were recorded and the relationships between the operating variables were assesed. Sampling around the high pressure grinding rolls led to the investigation of the size reduction efficiency of the equipment regarding the operational variables.In addition to the performance evaluation, mathematical modelling studies based on the existing data set was performed for predicting the product size distribution.