SEPERATÖRLÜ ÇEKİÇLİ DEĞİRMENLER

Yusuf BAYAR 

Mak. Yük. Müh.

ysfbyr@gmail.com

Amerikan Raymond Div.Combustion Engineering Co. Tarafından dizayn edildiği,1946 tarihli Industrial Eng.Chem.38,672  dergide belirtilen,Dik Milli Çekiçli Değirmen, Aynı firma tarafından,yatay olarak üretilmeye başlamıştır.Aşağıdaki resim Handbook of mineral dressing,Ores and Industrial Minerals, kitabının 1976 baskısından alınmıştır. Değirmen, seperatör ve fanı aynı mil üzerinde olan sistem öğütme, ayrıştırma ve taşıma işini tek motorla yapmaktadır.

 

 

Bu üçlü kombinasyonda:

  • Değirmenin öğütme kapasitesi,
  • Seperatörün ayırma kapasitesi ve
  • Fanın malzeme taşıma,seperatör ve siklon direncini karşılama kapasitesi ve
  • Siklon ve filtrenin de toz ayrıştırma kapasiteleri uyumlu olmalıdır.

Bu kısıtlamalara rağmen, küçük kapasiteli (2000 Kg/saate kadar) öğütmeler için en uygun değirmenlerden  biridir.

Sertliği 5 Mohs u geçmeyen  mineraller ve kimyasallar için uygun olup, geniş aralıklı bir öğütme aralığında (20-1500 mikron) ayarlamak mümkün olabilmektedir.

ÖĞÜTTÜKLERİ VE ÖĞÜTEMEDİKLERİ:

Aşağıdaki bilgiler öğütme tecrübeleri ve literatürden derlenmiştir.

İyi Öğüttükleri                                      

Öğüttükleri                                        

Öğütemedikleri

Bentonit

Demir oksitler

Pirofiilit

Talk

Dolomit

Ağaçtaşı

Kaolen

Boraks

Mısır

Kil  

Krom Oksitler

Plastikler

Barit

Manyezit

Manyezit

Tebeşir

Linyit

Öğütülmüş Malzemeler

Taş Kömürü

Diatomit

Elektriklenen Malzemeler

Kalsit

Pigmentler

 

Kalsine Manyezit

 

 

Grafit

 

 

Şeker

 

 

CaStearat

 

 

Suni gübreler ve benzeleri

 

 

 

 ÖĞÜTME TEKNİĞİ

   Çekiçli değirmenler, çekiçlerin yarattığı santrifüj kuvvetle malzemeyi değirmen cidarına(tırtıklı yüzeyli) çarptırarak ve malzemenin birbirine sürtünmesi ile öğütür.Jet değirmenlerde olduğu gibi malzeme endirekt etkiyle öğütülür.Toplu ve bilyalı değirmenlerde ezme suretiyle yapılan direkt etkileşim bu değirmenlerde yoktur.

   Bilyalı ve toplu değirmenlerde 2-8 m/s olan çevre hızları, çekiçli değirmenlerde 65-75 m/s(270Km/h)  gibi oldukça yüksek hızlara ulaşmaktadır. Daha yüsek hızlarda (110 m/s gibi) çalışmak malı daha ince hale getirir ancak  yataklama  ve makine yapısında değişiklikler yapmak gerekir. Abrasiv aşınmanın hızın karesi ile orantılı olduğu göz önünde tutulursa bu yüksek hızın elde edildiği, çekiçlerin uç noktaları aşınmaya maruz kalmaktadır. Öğütülecek malzeme içinde aşındırıcı bileşikler yoksa (toz şeker gibi) aşınma problemi de olmamaktadır.

   Endirekt etkileşim, öğütme esnasında ayrışmalara sebep olmaktadır. Örnek olarak talk öğütülürken, malzeme bünyesinde bulunan,serbest silikatlar,serpantin ve pirit gibi mineraller  öğütülemediğinden, değirmen içinde ayrışarak seperatör önünde birikmektedir.Benzer şekilde kaolen ve kil öğütülürken kum taneleri de bu yolla ayrıştırılıp, malzeme kalitesi artırılmaktadır  

 

Seperatör önünde biriken öğütülemeyen malzemeler, silikat deliğinden dışarı atılmalıdır. Aksi takdirde;Hem değirmen yüksek akım çeker,Hem de aşırı birikirse seperatörden kaçar, iri malzeme mala karışır, ayrıca aşınmayı da arttırır.

    Öğütürken yapılan ayrıştırma örnekleri:

  • TALK; Serpantin,kuvars, pirit                                                                                                                                        
  • MİKA; Albit,kuvars                                                                                                                                                                      
  • KİL; Kum ve pirit                                                                                                                                                       
  • KAOLEN; Kum,pirit,kuvars
  • KÖMÜR; Pirit, kum                                                                                                                                      
  • TEBEŞİR; Kum                                                                                                                                                   
  • BARİT; Kum                                                                                                                                                                  
  • KALSİNE MANYEZİT; Kum ve pişmemiş manyezit                                                                                           
  • DEMİR OKSİTLER; Kum

                      

Aşağıda silikat akış kanalı fotoğrafı.

DEĞİRMENİN GELİŞİMİ:

   80 li yıllarda sanayinin gelişimi, öğütülmüş hammadde ihtiyacını arttırmış bu da değirmenlere talebi yaratmıştır. Eskişehir de 80 li yıllarda 28 adet küçük ölçekli endüstriyel hammadde öğütme firması kurulmuş ve bunların hepside çekiçli değirmenlerle çalışmışlardır.

   Makine imalatçıları ve öğütmecilerin karşılıklı etkileşimi ile değirmenler üzerinde geliştirmeler yapılmıştır.                   

Resimde yeni nesil çekiçli değirmen montajı  görülmektedir.

                      

Yapılan değişiklikler:

   -Gövde boyu uzatılmış ve 9-12 olan çekiç sayısı 24 e çıkartılmıştır.

   -Mil ekseninde yapılan mal ve hava girişi, mili aşındırdığından,milin iki tarafından ayrı ayrı konumlandırılmış bir taraftan taze hava ile mal, diğer taraftan geri dönüş havası girişi yapılmıştır.

   -Silikat deliği açılarak, değirmenin fazla enerji çekmesi önlenmiş ve de malın kalitesi arttırılmıştır.

   -Seperatör kanatları genişletilmiş ve sayısı arttırılmıştır.

   -Dört kanatlı pal pervane yerine, çok kanatlı fan kullanılarak hava geçişi arttırılmıştır.

   -Sık sık sıkışan besleme tekerleği yerine, vibrasyonlu besleme oluğu kullanılmış, motoru da değirmenin ampermetre kontroluna bağlanmıştır.

   -Döküm gövde yerine, basit ve ucuz olan,kaynaklı konstrüksiyon kullanılmış, böylece kaynakla tamir imkanı da sağlanmıştır.

    BENZER DEĞİRMENLER:

   Aşağıda belirtilen değirmenler, Raymond Imp.Mill gibi alt ızgarasız ve pnömatik seperatörlüdür.

1-Raymond Imp değirmeninin, hava kontrolunu bağımsız olarak yapabilmek için,fanın siklonçıkışına konmuş halidir.Bu tip değirmenlerde 20 mikron altı kaçaksız mal elde edilmekte ve fan içinden malzeme geçişi olmadığından fan aşınması görülmemektedir.

Yukarıda iki ayrı değirmen örneği verilmiştir.

 

Yukarıda fanı değirmenden bağımsız öğütme sistemi şeması. 

 

2-Dik ve Türbo seperatörlü değirmenler;

Yukarıdaki tesiste, konik seperatörle ayrışma ürünleri dışarı atılarak verimli bir öğütme yapılmakta, gerekli olduğunda türbo seperatör çalıştırılarak daha ince ürün elde edilmektedir.

 

Yukarıda konik + türbo seperatörlü sistem şeması.

 

3-Dik milli ve türbo seperatörlü değirmenler:

  Değirmen üzerine monte edilmiş dik milli seperatörlü değirmenlerde, 74 mikron altı öğütme yapmak, ancak ayrışma olmayan homojen mallarda uygun olmaktadır.Aksi takdirde, ayrışarak değirmen içinde biriken öğütülemeyen bakiye, değirmenin aşırı amper çekmesine sebep olmaktadır, dolayısı ile değirmende öğütme yavaşlamaktadır.Bu artık bakiye konik seperatörlerdeki gibi dışarı atılamamakta, ancak değirmenin duruş ve kalkışlarında dışarı akmaktadır.

Bu değirmenlerde 300 mikron civarında elde edilen malın içinden, türbo seperatörle 50-100 mikron malzeme çekilerek, incesi  az olan malzeme eldesinde kullanılmaktadır.

Aşağıda bu tip değirmenin sistem şeması görülmektedir.

 

 

 

   ÇEKİÇLİ DEĞİRMENLER İLE DİĞER DEĞİRMENLERİN KARŞILAŞTIRILMASI:

Tercih sebepleri:

-Yatırım maliyeti azdır,ucuz olması tercihlerin başında gelmektedir.

-Bakımı ve tamiri kolaydır,eli anahtar tutan biri, çekiçleri değiştirip, seperatör ayarını yapabilir.

-Çok geniş bir yelpazedeki malzemeleri öğütebilir.

-Geniş bir ölçü aralığında (5-500 mikron gibi) öğütme yapabilir.Seperatörü üzerinde olduğundan ayrıca seperatöre ihtiyaç duymaz.

-Gürültü seviyesi yüksek değildir.

-Sıcak hava verilerek kısmen kurutma yapılabilir.

-Öğütülemeyen malzemeleri ayrıştırarak,öğütülen malzemenin zenginleştirilmesi yapılabilir.

 

Kötü yanları:

  1. Toplu değirmenlere göre, ton başına harcadığı enerji yüksektir. Büyük kapasiteli tesislerde bu sebepten tercih edilmez.
  2. Değirmen, seperatör ve fan kombinasyonunda, tek mil devrinde ayarlamak bazı hallerde zor olabilir.
  3. Öğütülmüş malzemeyi, ancak öğütülmemişle karıştırmak sureti ile öğütebilirsiniz.

 

REFERANSLAR:

  • Handbook of Mineral Dressing; Ores and Industrial Minerals By Arthur F. Taggart,1976
  • Ind. Eng. Chem. 38,672 (1946)
  • -ŞIK MADENCİLİK LMT. ESKİŞEHİR
  • MİKRON MADENCİLİK VE MAKİNA SAN. ESKİŞEHİR