Farklı öğütme mekanizmalarının bileşen davranımı üzerindeki etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of different grinding mechanisms on component behavior
Yazar: OKAN ŞAHİN
Danışman: DOÇ. DR. OKAY ALTUN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Cevher Hazırlama Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Bilyalı değirmen = Ball mill ; Kuru öğütme işlemi = Dry-milling process

Özet:
Son yıllarda, karıştırmalı değirmenlerin kullanımı, performansı, model yapılarının geliştirilmesi ve cevheri oluşturan mineral davranımının tesis boyunca izlenmesi üzerine yapılan çalışmaların hız kazanması, karıştırmalı değirmende gerçekleştirilecek öğütme işleminin, ürüne ait boyut bazlı mineral dağılımındaki etkisinin araştırılmasını ve farklı öğütme mekanizmalarını kullanan diğer öğütme sistemleri ile karşılaştırılmasını gerekli kılmaktadır. Özgün yapısı ile literatürdeki bu eksikliğin giderilmesini amaçlayan bu çalışmada; kuru olarak çalıştırılan karıştırmalı değirmende klinker ile kalsit ve manyetit minerallerinin farklı oranlardaki bileşimlerinde ve bakır cevheri üzerinde öğütme çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Ardından ürünlerin boyut bazlı mineral dağılımları belirlenmiş ve öğütme üzerindeki mineral etkileri tartışılmıştır. Nihayetinde elde edilen sonuçlar bilyalı değirmende benzer şekilde yapılmış olan çalışmalar ile karşılaştırılmıştır. 
Bu tez kapsamında, değirmenlerin farklı öğütme mekanizmalarına ve bileşen özelliklerine bağlı olarak, ürünlere ait boyut bazlı mineral dağılımında farklı davranımlar sergilendiği ortaya çıkarılmıştır. Kalsit ile karışımlarında, kalsite kıyasla daha sert olan klinker ve manyetit malzemelerinin iri elek aralıklarında, diğerlerine kıyasla yüksek öğütülebilirliğe sahip kalsitin ise daha alt elek aralıklarında yoğunlaştığı ve karışımdaki kalsitin, tekli kalsit öğütmesine oranla daha iyi öğütülmüş olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca bileşenlerin indirgeme oranları da hesaplanarak; tüm öğütme sürelerinde kalsite ait indirgeme oranlarının, diğer bileşenlerin indirgeme oranlarına kıyasla daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca Mohs ölçeği bazında nispeten sert olan manyetit ve klinker bileşenlerinin karışımları ile yapılan öğütmelerde, kalsitin öğütülmesine katkı sağladığı saptanmıştır. 
Karıştırmalı ve bilyalı değirmende, bakır numunesinin öğütülmesiyle elde edilen ürünler üzerinde gerçekleştirilen MLA çalışmasına ait değerlendirmelerde bakır cevheri içerisindeki minerallerin fraksiyonel dağılımları incelenmiş; pirit dağılımının öğütme süresine bağlı değişkenliği, kalkopirit, sfalerit ve galenit minerallerinin ise, her iki değirmende de kendi içerisinde benzer dağılım değerleri gösterdiği görülmüştür. Ayrıca karıştırmalı değirmen teknolojisinin, bilyalı değirmene kıyasla mineral fark etmeksizin daha yüksek serbest mineral değerlerini sağladığı belirlenmiştir.

Abstract:
In recent years, the studies on the use of stirred mills, their performance and the development of model structures of stirred mills has been increasing as well as the studies on the monitoring of mineral behavior throughout the enrichment facilities. Thus, this makes it necessary to investigate the effect of the grinding process to be carried out in the stirred mill on the size-based mineral distribution of the product and its comparison with other grinding systems that using different grinding mechanisms. In this study, which aims to eliminate this deficiency in the literature with its original structure; grinding studies were carried out on different proportions of clinker and calcite, magnetite minerals and copper ore in a dry-operated stirred mill. After that the size-based mineral distribution of the products was determined, then the mineral effects were discussed and the results were compared with the results in the ball mill which the same studies are conducted. 
It has been revealed that the different grinding mechanisms of the mills and different grindability properties of the components exhibit different behaviors in the size-based mineral distribution of the products. Clinker and magnetite materials, which are harder than calcite, concentrated in the coarser fractions in their mixtures with calcite while calcite with high grindability compared to the others is concentrated in finer fractions. And also, it has been determined that the calcite is ground better in the mixture compared to the pure calcite grinding. In addition, by calculating the breakage rates of the components; it was determined that the breakage rates of calcite were higher than the breakage rates of others at all grinding times. Also, it was determined that grinding with mixtures of magnetite and clinker components, which are relatively hard on the Mohs scale contributed to the grinding of calcite.
The fractional distributions of copper ores were investigated in the evaluations of the MLA studies carried out on the products obtained by grinding copper samples in a stirred and ball mill. It is seen that the pyrite distribution varied depending on the grinding time in both mills, while chalcopyrite, sphalerite and galena minerals were found to show similar distribution values in itselfs. In addition, it was determined that the stirred mill technology produced higher liberated mineral values compared to the ball mill, regardless of the mineral type.