Refrakter atıklarının ve vitrifiye ıskartalarının öğütülebilirlik özelliklerinin incelenmesi
The investigation of grindability characteristics of refractory waste and sanitary ware waste
Yazar: ERDAL KARA
Danışman: DOÇ. DR. DİLEK ÇUHADAROĞLU
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Bu çalışmada; ÇAYTAŞ A.Ş. stoklarından alınan pişmiş refrakter atıklarının ve vitirifiye ıskartalarının öğütülebilirlikleri incelenmiştir. Malzemelerin piknometre ile yapılan yoğunluk belirleme testlerine göre refrakter atığının 2,2 gr/cm3, vitrifiye ıskartasının 2,1 gr/cm3 yoğunluğa sahip olduğu belirlenmiştir.Öğütme deneylerinde dar tane boyut gruplarında kinetik çalışmalar yapılmıştır. Öncelikle malzemelerin tamamı 3350 ?m boyutu altına konik kırıcı ile kontrollü olarak kırılmış ve -2360+1700 ?m, -1180+850 ?m, -425+300 ?m, dar tane boyut gruplarında sınıflandırılmıştır.Karıştırmalı değirmende öğütmede; karıştırma hızı, öğütme süresi, öğütücü ortam boyutu ve cevher tane boyutunun kırılma davranışı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bilyalı değirmende öğütmede ise öğütmede kırılma davranışı üzerinde cevher tane boyutu ve öğütme süresinin etkileri araştırılmıştır.Karıştırmalı değirmen de öğütmede, çalışılan cevher boyutuna bağlı olarak kırılma davranışı değişmektedir. -1180+850 ?m boyut grubu için 6 mm, uygun öğütücü ortam boyutu ve 598 dev/dk uygun karıştırma hızı olarak belirlenmiştir.Bilyalı değirmen ve karıştırmalı değirmen, -425+300 ?m, -1180+850 ?m ve -2360+1700 ?m dar tane boyut gruplarındaki kırılma davranışlarının karşılaştırılması sonucunda;Her iki malzemenin karıştırmalı değirmende öğütülmesinde tane boyutuna bağlı olarak farklı kırılma davranışları gerçekleşmiştir. Küçük tane boyutunda, -425+300 ?m boyut grubunda, öğütme süresindeki artış ile birlikte kırılma hızında bir değişme olmamıştır. Yani her iki malzemede de bu boyutta kırılma davranışı doğrusal formdadır. Fakat büyük boyutlarda -1180+850 ?m ve -2360+1700 ?m dar tane boyut gruplarında hızlı başlayan kırılma davranışı öğütme süresindeki artışla yavaşlamakta, yaklaşık 1 dakika sonra doğrusallıktan sapmaktadır. Kırılma hızında ki azalmanın nedeninin, öğütme süresine paralel olarak artan ince ürün miktarı ile oluşan yastıklanma etkisi olduğu düşünülmektedir.Her iki malzemenin bilyalı değirmende öğütülmesinde karıştırmalı değirmene göre daha yavaş başlayan kırılma davranışı birinci dereceden doğrusal kırılma davranış formundadır. Çalışılan boyut gruplarında artan öğütme süresi ile birlikte kırılma hızında önemli bir değişiklik olmamıştır. Karıştırmalı değirmende tane boyutu büyüdükçe kırılma hızının yavaşladığı, bilyalı değirmende öğütmede ise tane boyutu büyüdükçe kırılma hızının arttığı belirlenmiştir.Her iki malzemenin de karıştırmalı değirmende öğütülmesinde öğütme süresindeki artış ile birlikte d80 değeri de düşmekte, yani tane boyutu küçülmeye devam etmektedir. Ancak her iki malzemenin bilyalı değirmende öğütülmesinde öğütme süresindeki artış ile birlikte d80 değerinde önemli bir değişme gerçekleşmemektedir.

Abstract:
In this study, the grindability of fired refractory and sanitary ware wastes taken from the ÇAYTAŞ Inc. (Filyos-Zonguldak has been investigated).These waste materials have been collected as recycling material to be used in the production of refractory bricks. Density determination was made by using a picnometer and found as 2.2 gr/cm3 and 2.1 gr/cm3 for refractory and sanitary ware materials respectively.Grinding kinetics was realized on narrow size groups. To prepare these narrow size groups both materials were crushed by using a cone crusher under controlled conditions and then classified as -2360+1700 µm, -1180+850 µm and -425+300 µm size fractions.Breakage behaviors of materials were investigated by using a ball mill and a stirring mill. Experimental variables were grinding time and particle size in ball mill and stirring speed,stirring time, bead size and feed material size in stirred mill. A 6 mm bead size and 598 rpm stirring speed were found suitable considering.The breakage behaviors were determined on both materials size fractions of -2360+1700 µm, -1180+850 µm and -425+300 µm and the results compared. The following results are reached in stirred milling. Breakage behaviors of both materials are size dependent. Any increase in grinding time of smallest size fraction of -425+300 µm does not have any effect on breakage rates of both materials meaning their breakage behaviors are in linear form for this size group. However, in coarser size fractions of -2360+1700 µm and -1180+850 µm fast rates of breakages at beginning of grinding gradually decrease by increasing time and their breakage behaviors deviate fro linearity. The decrease rates of breakages by increasing grinding time for relatively coarse size groups can be because of increased fines causing pillow effect.In ball milling both materials relatively slow rates of breakages, comparing to stirred milling, at initial grinding periods fit first order breakage behaviors. Increased grinding times do not have any important effect on breakage rates of all size fractions.A slowing breakage rate is observed by increasing feed size in stirred milling. An opposite behavior observed in ball milling, breakage rates increase by increasing feed size. Both materials d80 sizes decrease by increasing stirring time meaning a continuing size reduction in stirred milling. However, no meaningful size reduction occurs in ball milling resulting from the very limited decrease in d80 sizes by increasing grinding time.