Atritör değirmende özgül yüzey alanı ve kırılma hızına bağlı kesikli öğütme modelinin geliştirilmesi
Development of batch grinding model for attritor mill based on specific surface area and breakage rate
Yazar: HASAN SERKAN GÖKÇEN
Danışman: PROF. DR. YAŞAR UCBAŞ
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Cevher Hazırlama Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Atritör = Attritor

Özet:
Bu tezde, mikanın atritör değirmende kuru ve yaş olarak özgül yüzey alanının arttırılmasında çeşitli işlem parametrelerinin etkisi araştırılmış ve atritör değirmen modellenmiştir. Araştırılan işlem parametreleri; öğütme süresi, karıştırma hızı, bilya oranı, malzeme miktarı (boşluk doldurma oranı/pülp yoğunluğu), bilya boyutu ve bilya cinsidir. Sonuçlar; ürün özgül yüzey alanı, özgül enerji tüketimi ve kapasite göz önüne alınarak değerlendirilmiştir. 

Kuru ve yaş öğütme deney sonuçlarından, belirli bir enerji tüketiminde, karıştırma hızı, bilya oranı, bilya boyutu, bilya yoğunluğu arttıkça ve malzeme miktarı azaldıkça, elde edilen ürünlerin ve özgül yüzey alanlarının arttığı saptanmıştır. Yaş öğütme ile daha az enerji tüketilerek daha yüksek özgül yüzey alanlı ürünler elde edilmiştir. Kuru öğütme ile 30 dakikalık öğütme süresinde (85,281 kWs/t enerji tüketiminde) özgül yüzey alanı 8470 cm2/g olan bir ürün 0,324 kg/s kapasite ile elde edilir iken; yaş öğütme ile 30 dakikalık öğütme süresinde (70,409 kWs/t enerji tüketiminde) yüzey alanı 13677 cm2/g olan bir ürün aynı kapasite ile elde edilmiştir. Yaş öğütme, aynı kapasitede, enerji tüketimini %17,4 azaltmış ve yüzey alanını %61,5 arttırmıştır. 

Bu tez kapsamında ayrıca özgül yüzey alanına ve kırılma hızına bağlı kesikli öğütme modelleri geliştirilmiştir. Bu modeller kullanılarak atritör değirmene beslenen mikanın özgül yüzey alanı, boyut dağılımı ve değirmenin parametre değerleri bilindiğinde değirmenden elde edilecek ürünlerin yüzey alanı ve boyut dağılımı tahmin edilebilecektir.

Abstract:
In this thesis, the effect of various process parameters to increase specific surface area of mica in the case of dry and wet grinding conditions were investigated using an attritor mill and a mathematical model of the mill was developed. The studied parameters were; grinding time, stirrer speed, ball amount, feed amount (ball filling ratio/pulp density), ball size and ball density. The results were evaluated based upon specific surface area of ground product, specific energy consumption and capacity.

As a result of dry and wet grinding tests, it was determined that at a certain energy consumption, the specific surface area of ground product increases with an increasing stirrer speed, ball amount, ball size, ball density and a decreasing feed amount. By wet grinding, products having higher specific surface area were obtained with less energy consumption. While in the dry grinding conditions, at 30 minutes of grinding time (85.281 kWh/t, energy consumption), a product having 8470 cm2/g surface area were obtained with a capacity of 0.324 kg/h, in the wet grinding conditions, at 30 minutes of grinding time (70.409 kWh/t, energy consumption), a product having 13677 cm2/g surface area were obtained with the same capacity. In wet grinding conditions compare to dry grinding conditions at the same capacity, the energy consumption was decreased by 17.4% and the specific surface area was increased by 61.5%. 

Within the scope of this thesis, batch grinding models related to specific surface area and breakage rate were also developed. By using these models, in an attritor mill; when the specific surface area, particle size distribution and the mill process parameters were known, the surface area and the particle size distribution of ground products could be estimated.