Mikanın karıştırmalı bilyalı değirmende öğütülmesinde öğütme parametrelerinin etkisinin araştırılması
Investigation of the effects of grinding parameters on mica grinding in a stirred ball mill
Yazar: SERKAN ÇAYIRLI
Danışman: PROF. DR. VOLKAN BOZKURT
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Cevher Hazırlama Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında, mika cevherinin (muskovitin) karıştırmalı bilyalı değirmende mikronize boyutlara öğütülmesinde öğütme parametrelerinin etkisi araştırılmıştır. Öğütme tipinin etkisi (kuru ve yaş), karıştırma hızı, bilya miktarı (bilya doluluk oranı), besleme miktarı (kuru öğütmede boşluk doldurma oranı veya malzeme doluluk oranı, yaş öğütmede pülp yoğunluğu veya katı oranı), bilya boyutu, bilya cinsi gibi parametrelerin etkilerini belirleyebilmek için deneyler yapılmıştır. Her bir parametre için altı farklı sürede (1-3-5-10-20-30 dk.) öğütme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Deneysel sonuçlar tüketilen enerji (kWsa/t), ürün tane boyutu (d50, d10), ve dağılım genişliği-d50 ilişkisi dikkate alınarak değerlendirilmiştir. Kuru ve yaş öğütme deneyleri sonucunda öğütme parametreleri ile ilgili optimum koşullar belirlendikten sonra, bu koşullarda öğütme yardımcılarının (trietanolamin, su, etilen glikol, Bma 1517, sodyum heksametafosfat ve poliakrilikasit sodyum tuzu) ürün boyutu, enerji tüketimi ve yüzey alanları üzerine etkileri de incelenmiştir.
Deneysel çalışmalar sonucunda, kuru ve yaş öğütmede optimum koşullar, karıştırma hızı için 600 d/d, bilya doluluğu için J: 0,72, bilya boyutu için 5 mm, bilya cinsi için çelik (ancak kirlenmeden dolayı alümina bilya seçilmiştir), kuru öğütmede boşluk doldurma oranı için U: 0,58, yaş öğütmede katı oranı için %45 olarak belirlenmiştir. Kuru öğütme ve yaş öğütme performansları karşılaştırıldığında, yaş öğütmenin enerji tüketimi ve ürün boyutu açısından kuru öğütmeye göre daha etkili olduğu anlaşılmıştır. Ancak, kuru öğütmede optimum koşullarda bir takım öğütme yardımcılarının kullanılmasıyla yaş öğütme performansına yaklaşılabileceği tespit edilmiştir. 
Optimum şartlarda gerçekleştirilen kuru ve yaş öğütme deneylerinde öğütme yardımcılarının kullanılmasıyla öğütme süresi, enerji tüketimi ve yüzey alanı üzerinde kuru öğütme şartlarında iyileştirmeler sağlanırken, yaş öğütme şartlarında öğütme yardımcılarının etkisi sınırlı kalmıştır.

Abstract:
The subject of this study is to investigate grindability of mica ore (muscovite) to micro-fine size using a stirred ball mill. The effects of grinding parameters such as grinding type (dry vs wet), stirrer speed, ball filling ratio (J),  interstitial filling ratio (U), amount of grinding media, solid % (wet), media size and media type were investigated. Grinding experiments were performed for each parameter at six different times (1-3-5-10-20-30 min.). Experimental results were evaluated based upon the product particle size (d50, d10), the energy consumed (kWh/t), and the particle size width. After determining optimum grinding conditions for dry and wet grinding, the effect of various grinding aids (triethanolamine, water, ethylene glycol, Bma 1517, sodium hexametaphosphate and polyacrylic acid, sodium salt) on the product particle size (d50, d10), the energy consumed (kWh/t), and the surface area were determined as well.
	As a result of grinding experiments, the optimum conditions determined were; 600 rpm for stirrer speed; 0.72 for ball filling ratio (J), 0.58 for interstitial filling ratio (U), 5 mm for media size, steel for media type (but due to staining alumina were selected) and 45% for solid ratio (wet). When comparing performance of dry and wet grinding conditions in terms of the product particles size and the energy consumed, wet grinding determined to be more effective compared to dry grinding. However, it was determined that the dry grinding could reach to the similar performances as wet grinding in the presence of grinding aids.
	Dry and wet grinding experiment performed with grinding aids under optimum grinding conditions revealed that the grinding aids had a much more significant effect on the dry grinding performance compare to the wet grinding performance in terms of the product particle size, energy consumption and surface area. The effect of grinding aids on wet grinding performance was negligible.