Çimento öğütme devrelerinde farklı akış kollarında ince öğütmenin kullanılabilirliğinin incelenmesi
Investigating the fine grinding applications of the flows around the cement grinding circuits
Yazar: CUMHUR ERDEM KARAHAN
Danışman: DOÇ. DR. OKAY ALTUN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Cevher Hazırlama Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Enerji = Energy ; Kuru öğütme işlemi = Dry-milling process ; Çimento = Cement ; Öğütme = Grinding

Özet:
Tüm cevher hazırlama süreçleri içinde, öğütme işlemi enerjinin en yoğun harcandığı birim işlem olarak tanımlanmaktadır. Bu bağlamda, günümüze kadar geliştirilen öğütme ekipmanlarında temel olarak besleme malzemesi ve istenilen ürün tane boyu bazında harcanan enerji miktarının en uygun değere getirilmesi hedeflenmiştir. Benzer şekilde, çimento üretiminde de harcanılan enerji miktarını düşürmek amacıyla farklı öğütme teknolojileri ve akım şemalarından faydalanılmaktadır.

Bu tez çalışması kapsamında ince öğütme tekniğinin çimento öğütme devresindeki kullanım olanaklarının kalite ve enerji yönlerinden değerlendirilmesi ve yeni akım şemalarının geliştirilmesine yönelik farklı bir bakış açısının getirilmesi amaçlanmıştır. Bu tez kapsamında, geleneksel bir akım şemasına sahip çimento öğütme devresinden sınıflandırıcı beslemesi, geri dönüşü, filtre ürününden ve son üründen numuneler toplanmış ve toplanan numunelerin öğütülmesi neticesinde çimento özelliklerinde meydana gelen değişiklikler incelenmiştir. Ayrıca öğütülen sınıflandırıcı besleme ve geri dönüş numunelerinin farklı oranlarda çimento son ürünü ile karıştırılması ve çimento özelliği yönünden (kalite) etkilerinin incelenmesi sağlanmıştır. Böylelikle ince öğütme teknolojisinin bu akış kollarında uygulanması neticesinde ne gibi etkiler olacağı değerlendirilmeye çalışılmıştır.

Bursa Çimento 1 No'lu öğütme devresi için, laboratuvar ortamında öğütülen sınıflandırıcı geri dönüş malzemesinin, çimento son ürünü ile (%15 geri dönüş-%85 son ürün) karıştırılması neticesinde 28 günlük dayanım değerinde 54,7 MPa'dan 55,5 MPa'ya çıktığı belirlenmiştir. Bu devrede ince öğütme tekniğinin sınıflandırıcı beslemesi ve geri dönüşü akışlarında kullanılması durumunda, devrenin rutin çalışma koşullarına göre özgül enerji tüketiminde sırasıyla %12,93 ve %3,63'lük tasarruf olabileceği öngörülmüştür. Bursa Çimento 4 No'lu Çimento Öğütme Devresi'nde de benzer uygulama ile (%15 öğütülmüş geri dönüş %85 son ürün) 28 Günlük dayanım değerinin 51,4 MPa'dan 52,8 MPa değerine, sınıflandırıcı geri dönüşünün öğütülmesi ve karıştırılması ile dayanımın 51,7 MPa değerine çıktığı tespit edilmiştir. Devrede sağlanan enerji tasarrufunun geri dönüş uygulaması için %6,42 olduğu hesaplanmıştır. Çalışmalar neticesinde, ince öğütme teknolojisi kullanımının devre üzerinde olumlu etkilerinin olduğu saptanmıştır.

Abstract:
When the whole mining operation is considered, the grinding process is known as the energy intense process. In this context, its optimization is of crucial importance for the economy of the plant and is undertaken by considering the fineness of the feed and the products together with the energy utilization. Until now, different grinding technologies and flowsheets have been developed that lead to improvement in the energy efficiency. 

This study aimed at evaluating the possibilities of the use of fine grinding technique in cement grinding circuit by taking the quality issues and energy consumptions into account. Within the scope of this project, separator feed, separator reject, filter product and final product samples were collected from a cement grinding circuit having conventional flow sheets and their quality developments were investigated. In addition, the ground separator feed and reject samples were mixed with the cement final product at varied proportions and their effects on the quality of cement were examined. Thus, the effects of fine grinding technology on this stream were tried to be assessed. 

Studies at Bursa Cement Mill 1 showed that mixing of ground separator reject and final product 28-day strength value from 54.7 MPa (reference) to 55.5 MPa hence grinding technology could be used in that stream. Simulations regarding to energy utilization proved that in case the fine grinding technique was used on separator feed and reject streams, energy consumption would decrease by 12.93% and 3.63% respectively. For Bursa Cement Mill 4, it was found that the 28-day strength was increased from 51.4 MPa to 52.8 MPa with similar application. The energy saving in this case was calculated as 6.42% for the separator reject application. 

As a result of the studies, it was determined that the use of fine grinding technology had positive effects on the circuit.