Cevher Hazırlama Tasarımı Öğütme Prof. Dr. Mehmet TANRIVERDİ

ÖĞÜTME Öğütme, boyut küçültme işleminin son aşaması olup, 25 mm’den daha küçük tane boyutlarına uygulanır. Cevher zenginlestirme tesislerindeki ogütme devrelerinin amaci, kırıcı devresinde elde edilen ürünün, mineral tanelerinin serbestlesmesini saglamak üzere optimum serbestlesme derecesinin gerektirdigi inceliğe ufalanmasıdır

ÖĞÜTME Öğütme işlemleri, genellikle degirmen içerisindeki öğütücü ortamın (çelik çubuk veya bilyalar, cakıl veya cevherin kendisi) kinetik enerjisi kullanılarak sulu veya kuru olarak gerceklestirilir. Cevher zenginleştirme işlemlerinin çoğu sulu ortamlarda yapıldığı için, öğütme işlemleri de sulu olarak yapılır. Kuru öğütme yöntemleri çimento klinker ve bazı endüstriyel minerallerin (barit, kil, kalsit, talk vs..) öğütülmesinde zorunlu olabilir.

ÖĞÜTME Öğütme devrelerini oluşturan ana donatılar; Değirmenler, sınıflandırıcılar, pompalar, oluk ve boru harları Çubuklu ve bilyalı değirmenler cevher hazırlama ve zenginleştirme tesislerinde çok yaygın olarak gördüğümüz değirmenlerdir. Ancak, ikincil ve üçüncül kırıcılar (tersiyer) öğütme değirmenlerinin yerini alan otojen ve yarı otojen değirmenler, cevher özellikleri uygun olduğu taktirde, giderek artan bir önem kazanmaktadırlar.

ÖĞÜTME Mekanik helezonlu smınıflandırıcılar ve hidrosiklonlar ögütme devrelerinin standart sınıflandırıcıları konumundadır. Öğütme devreleri acık veya kapalı devre esasına göre çalışabilmekle beraber, özellikle bilyalı değirmenler kapalı devre olarak calıştırılırlar.

ÖĞÜTME Çubuklu Değirmen Çubuklu değirmenler genellikle birinci kademe öğütme devrelerinde kullanılır. İnce kırıcı yada kaba öğütme cihazı olarak düşünülebilirler. 50mm iriliğe kadar malzemeyi 300 mikron inceliğe öğütebilirler Genellikle yaş öğütmede kullanılırlar. Kırma işleminden sonraki ürünü alıp bilyalı değirmene hazırlarlar. Çubuklu değirmenlerde boy çap oranı (L/D) 1.5-2.5 arasındadır. Çubuklu değirmene malzeme beslemesi, genel olarak bantlı veya titreşimli besleyicilerle yapılır L D

ÖĞÜTME Max. Çubuk Uzunluğu : 6,8 m.- 8 m(5X8m) Max. Çubuk Çapı : 25-150 mm Şarj Oranı : % 35 – 40 Çalışma hızı : kritik hızın %50-75 ile çalışırlar Pülp yoğunluğu : % 60 - 75 katı içerir Kaskad Çalışma şartlarında çalışırlar

ÖĞÜTME Değirmenlerde malzeme, çubukların arasında bir hat boyunca öğütüldükleri için öğütme sonrası homojen bir ürün elde edilir. Bu nedenle çubuklu değirmenler bilyalı değirmenler öncesi açık devre olarak çalışırlar. Ayrıca şlam boyutunda az ürün verdikleri için flotasyon öncesi öğütme işlemi için de uygundur. Çubuklu değirmenlerin diğer değirmenlere göre başlıca avantajları; Öğütme şekli, ürünün tane boyut dağılımını kontrol ettiğinden kapalı devre öğütmeye gerek kalmaz, Çubuklar arası boşluk az olduğundan öğütme verimi daha yüksektir, Aşınan çubukların değiştirilmesi daha kolaydır

ÖĞÜTME-Bilyalı Değirmenler Genel olarak ince öğütmelerde değirmenin boyu daha uzundur Max. Bilya Çapı : 25-150 mm Şarj Oranı : % 40-50 Çalışma hızı : kritik hızın %70-80 ile çalışırlar Pülp yoğunluğu : % 65 - 80 katı içerir Kaskad Çalışma şartlarında çalışırlar

ÖĞÜTME-Bilyalı Değirmenler İkinci kademe ve ince öğütme devrelerinde kullanılır.Değirmene beslenen malzeme boyutu 9,5 - 1,2 mm, öğütülen cevherin boyutuda 600-45 mikron arasında değişmektedir. Birim ağırlık için bilya yüzey alanı çubuklardan daha fazla olduğu için daha uygundur. Öğütme verimi bilyaların yüzey alanı ile de ilgilidir. Bilyalar genellikle küçük seçilmelidir. Bilya şarjı o şekilde yapılmalıdır ki kullanılan en büyük bilya besleme malındaki en iri ve en sağlam parçaya öğütecek ağırlıkta olmalıdır.

ÖĞÜTME EÜ(%) Çubuklu Bilyalı Tane İriliği (µ) Çubuklu – Bilyalı Değirmenler Arasındaki Elek Üstü Grafiği

ÖĞÜTME-Otojen Değirmenler Ocaktan çıkan veya primer kırma işleminden geçen cevherin bir değirmen içinde kendi kendine öğünmesi anlamına gelir. Otojen öğütme, birinci kademe boyut küçültme prosesi olup çoğu zaman kırma ve öğütmeyi bir arada yaparak aşınmayı ve öğütme maliyetini azaltır. Yarı otojen öğütmede ise, cevher ve az miktarda öğütücü bilyalarla yapılan öğütmedir. Otojen öğütme devreler; klasik öğütme devrelerine göre %30-40 daha ekonomiktir. D / L oranı 3 / 1 civarındadır Şarj miktarı : %35 – 40 ve kritik hızın %80-90’ı hızlarda çalışırlar

Değirmenlede Kapasiteyi Etkileyen Parametreler Saatte belirli bir ebadın altına öğütülen ton cevher olarak verilebilir. Genel olarak belirli büyüklükteki bir değirmenin kapasitesini kesin rakamlarla belirmek mümkün değildir. Çünkü kapasite bir çok faktöre bağlıdır.

Değirmenlede Kapasiteyi Etkileyen Parametreler 1 – Cevher Özelliklerine Göre Sertlik, yumuşaklık, özgül ağırlık, tane iriliği ( Öğütülecek parça ebadı büyüdükçe kapasite düşer ). Cevherin öğütülebilirliği ile kapasite arasında direkt bir ilişki vardır.

Değirmenlede Kapasiteyi Etkileyen Parametreler 2 – Değirmen Yapısına Göre Değirmen boyutları, astar şekli ve yapısı, öğütücü ortam şekli, özgül ağırlığı, ebadı ve miktarı, değirmen hızı ve taşma şekli Kapasite çapın kübü ve boy ile doğru orantılı kabul edilebilir. Değirmen hızı ile kapasite direkt ilişkilidir. Pek çok değirmen için kritik hızın % 60’ ında kapasite yüksek, % 80’ inden sonra düşmektedir.

Değirmenlede Kapasiteyi Etkileyen Parametreler 3 – Değirmen Çalışma Şekline Göre Açık ve ya kapalı devre tertibi, besleme hızı, katı oranı, devreden yük, öğütmeden beklenen ürün ebadı kapasiteyi etkilemektedir. Kapalı devre çalışmada kapasite artar. Öğütmeden beklenen ürün ebadı düştükçe kapasite düşer. Besleme hızının değişmesi, diğer bütün faktörleri ve kapasiteyi etkiler.

Gerekli güç ÖĞÜTME F1 (Kuru öğütme fak.) F2 (Açık devre öğt. fak.) F3 Kapalı Öğütme faktörü F4 (İri boyut fak.) F5 (İnce boyut fak.) F7 (Bilyalı değ. küç. fak.) F8 (Çubuklu değ. fak.) Düzeltilmiş Enerji Sarfiyatı Gerekli güç 𝑊=10× 𝑊 1 1 𝑃 − 1 𝐹

ÖĞÜTME Çubuklu Değirmen seçimi

ÖĞÜTME Bilyalı Değirmen seçimi

ÖĞÜTME

ÖĞÜTME Çubuk Çapı Bilya Çapı

ÖĞÜTME Şarj Miktarı ve Doluluk Oranının Hesaplanması: (Min.Proc.Plant Design ) 𝐾 𝑊 𝑏 =4,879× 𝐷 0,3 3,2−3 𝑉 𝑃 𝑓 𝐶 𝑆 1− 0,1 2 9−10𝑓 𝐶 𝑆 + 𝑆 𝑆 Kwb: 1 ton bilyanın çektiği güç (kW/t) D: Değirmen çapı (m) VP: Değirmen doluluk oranı fCS:Kritik hız yüzdesi SS: Bilya boyut faktörü 𝑆 𝑆 =1,102 𝐵−12,5𝐷 50,8 B: Bilya boyutu (mm) Kwb= 9,5-11,5 civarında çıkar(genel olarak) 1000 kw çeken değirmen 950 kw çekmeye başlarsa ????

ÖĞÜTME Örnek Kwb= 10 kW/t 𝐵𝑖𝑙𝑦𝑎 Ş𝑎𝑟𝑗 𝐴ğı𝑟𝑙ığı= 𝐺𝑒𝑟𝑒𝑘𝑙𝑖 𝑔üç 1 𝑡𝑜𝑛 𝑏𝑖𝑙𝑦𝑎𝑛𝚤𝑛 ç𝑒𝑘𝑡𝑖ğ𝑖 𝑔üç = 890 𝑘𝑊 10 𝑘𝑊/𝑡 =89 𝑡𝑜𝑛 bilya 𝐵𝑖𝑙𝑦𝑎 𝐻𝑎𝑐𝑚𝑖= 89 𝑡𝑜𝑛 4,6 𝑡/ 𝑚 3 =19,3 𝑚 3 𝐷𝑒ğ𝑖𝑟𝑚𝑒𝑛 𝐻𝑎𝑐𝑚𝑖= 𝜋 𝐷 2 4 ×𝐿= 𝜋× 3,5 2 4 ×4,52=43,50 𝑚 3 Ş𝑎𝑟𝑗 𝑂𝑟𝑎𝑛ı= 19,3 43,50 =%44