Granit seramik üretim prosesinde öğütme öncesi boyut küçültmenin enerji tasarrufuna katkısının araştırılması

Abstract

Taneli malzeme yığınlarının basınç altındaki yüzeyler arasında öğütülmesi prensibine dayanan Yüksek Basınçlı Merdaneli Pres (YBMP) uygulamaları, son yıllarda öğütme devrelerinde kapasite iyileştirmelerine ve enerji tasarruflarına olanak sağlamalarından dolayı popülaritelerini arttırmışlardır. YBMP’lerde tane yığınlarının öğütme mekanizması, tanelerin merdaneler arasından geçerken, bu taneler arasında oluşturulan yüksek gerilimin sonucu olarak tane boyutunun küçültülmesi şeklindedir. Çimento ve cevher hazırlama endüstrilerinde YBMP uygulamaları daha çok klasik bilyalı öğütme sürecinden önce bir ön öğütme süreci şeklindedir. Bu hibrid öğütme sistemi, YBMP’nin kapasitesinden ve enerji etkinliğinden faydalanılırken, diğer taraftan klasik bilyalı öğütmenin yüksek küçültme oranlarından faydalanılmaktadır. Bu sistemin başarısı, YBMP ön öğütme sürecinde bir kısım malzemenin hali hazırda istenilen nihai boyuta küçültülmesi ve diğer tanelerin de bu süreçten geçerken taneler arasındaki gerilimler sonucu oluşturulan zayıf noktaların klasik bilyalı değirmendeki öğütülmesine kolaylık sağlaması şeklindedir.

Bu çalışmada, granit seramik bünyenin öğütülmesi iki değişik öğütme sisteminde denenmiştir. Klasik sistemde, bünye doğrudan hızlı değirmende öğütülmüştür. Hibrid sistemde ise, bünye önce merdaneli kırıcı kullanılarak kırılmış daha sonra hızlı değirmende öğütülmüştür. Tüketilen özgül enerjiler her iki öğütme sistemi içinde belirlenmiştir. Belirlenen enerji değerleri karşılaştırıldığında, hibrid öğütme sisteminde klasik öğütme sistemine göre %41,4 daha az enerji tüketildiği bulunmuştur. Ayrıca, bu iki öğütme sisteminin, nihai seramik ürünlerin bazı teknolojik özellikleri üzerine etkisi de incelenmiş ve öğütme sistemi farklılığının ürünlerin teknolojik özelliklerinde önemli bir değişikliğe neden olmadığı bulunmuştur.

High-pressure roll grinding has achieved considerable popularity over the last several years given its potential of improving capacity and reducing energy consumption in a grinding circuit. Comminution in the High-Pressure Grinding Roll (HPGR) is the result of the high interparticle stresses generated when a bed of solids is compressed as it moves down the gap between two pressurized rolls. A particularly attractive use of the HPGR in the minerals and cement industries is as a pre-grinding stage prior to conventional ball milling. In this hybrid mode, the energy efficiency of high-pressure roll grinding is combined to the ability of the ball mill in achieving high reduction ratios. It was pointed out that the success of the hybrid mode of grinding would depend on the HPGR producing already a fraction of the circuit product and weakening those particles remaining unbroken.

In this study, grinding tests with porcelain stoneware body were carried out in two modes. In the conventional mode, porcelainized stoneware body was ground in the fast mill directly. In the hybrid mode, the same material was first crushed using roll crusher and then subsequently ground in the fast mill. Specific energy consumptions were determined for both modes. Comparing the results it was found that hybrid grinding system offers 41.4% of energy saving. In addition, the effect of different grinding modes on some important properties of ceramic products were also investigated and it was found that different grinding modes did not have a significant effect on the properties of ceramic products.