Öğütme yardımcılarının çimento öğütme devresi performansı üzerine etkilerinin modellenmesi ve simülasyonu
Modelling and simulation of the grinding aids effect on cement grinding circuit performance
Yazar: NURETTİN ALPER TOPRAK
Danışman: PROF. DR. AHMET HAKAN BENZER
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Kuru öğütme işlemi = Dry-milling process

Özet:
Bu çalışmada, çimento endüstrisinde ticari olarak kullanılan öğütme yardımcılarının, bir çimento öğütme devresinde yer alan bilyalı değirmen ve havalı sınıflandırıcının model parametreleri üzerine etkileri incelenmiştir.
Çalışma kapsamında, öğütme yardımcıları kullanılmadan ve farklı miktarlarda öğütme yardımcıları kullanılarak dört farklı dönemde endüstriyel testler yapılmıştır. Aynı dönem içinde yapılan testler, öğütme yardımcısının kullanıldığı ve kullanılmadığı, her koşul için aynı ürün inceliğinde üretim yapılırken gerçekleştirilmiştir. Testler sırasında devre etrafından alınan örneklerin tane boyu dağılımları belirlenerek madde denkliği çalışmaları yürütülmüştür. Daha sonra havalı sınıflandırıcı ve bilyalı değirmen modelleri oluşturulmuştur. Öğütme yardımcılarının etki mekanizmalarının daha iyi anlaşılabilmesi için laboratuvar ölçekli akışkanlık, öğütme ve havalı sınıflandırıcı testleri gerçekleştirilmiştir.
Çalışmalar sonucunda, öğütme yardımcılarının, malzemelerin öğütülebilme karakteristiğini değiştirmediği, ancak ince tanelerin değirmen astar ve bilya yüzeylerine sıvanmasını ve topaklanmasını engelleyerek öğütme verimini arttırdığı anlaşılmıştır. Öğütme yardımcılarının kullanılmasıyla, çimentonun akışkanlığının arttığı, havalı sınıflandırıcının ayrım keskinliğinin değişmediği; fakat kaçak yüzdesinin % 6'ya kadar düşürülerek daha verimli çalıştığı ve öğütme devresinin birim zamanda aynı incelikte daha fazla üretim yapabildiği ve çimento öğütme devresinin özgül enerji tüketiminin %19 azaldığı görülmüştür. Test edilen her bir öğütme yardımcısının, kullanılan dozajlarına bağlı olarak sınıflandırıcı ve değirmen model parametrelerine etkileri belirlenerek, öğütme yardımcısının da dâhil edildiği bir öğütme devresi modeli oluşturularak farklı simülasyonlar yapılmıştır.

Abstract:
This study aims at, investigating the effects of the commercially available grinding aids on the model parameters of cement ball mill and air classifier running on the grinding circuit.
Within the content of this study, industrial tests were performed on four different periods using grinding aids in various dosages and without grinding aid. During the tests carried out in the same period, the circuit produced the same product fineness for each condition. Particle size distribution of the samples collected around the circuit was determined. As a result of mass balancing studies, the flow rates for all streams were calculated and modeling studies were carried out for air classifier and ball mill. For a better understanding of the mechanism of action of the grinding aids, laboratory scale fluidity, grinding and air classifier tests were performed.
Results show that, grinding aids did not affect the grindability characteristics of cement; however, grinding aids increased the grinding efficiency by preventing the agglomeration of fine particles and by preventing the coating of mill liners and ball surfaces by fine particles. Although sharpness of air classifier was not affected by grinding aids, air classifier worked more efficiently due to the reduction of the amount of bypass 6% and the throughput of the grinding circuit was increased at the same product quality. Therefore, it was possible to reduce specific energy consumption of the grinding circuit %19.The model parameters of ball mill and air classifier was determined, depending on grinding aid dosage A grinding circuit model including the effects of grinding aid dosage has been establish and various simulations has been carried out.