0321 Cevher Hazırlama Laboratuvarı I Kırma İşlemi ve Değerlendirilmesi

Transkript

1 1 Araştırma ve Tartışma Soruları 0321 Cevher Hazırlama Laboratuvarı I Kırma İşlemi ve Değerlendirilmesi a) Tek istinat kollu üstten mafsallı bir çeneli kırıcı ile çekiçli kırıcının basit şekillerini çizerek çalışma prensiplerini anlatınız. b) Boyut küçültme ile minerallerin kristal yapılarında bir değişme olup olmadığını araştırınız. c) Kırıcıların hangi kırma zorlamasıyla kırdığını ve kırılan tanelerin şekillerini araştırınız. d) Açık ve kapalı kırma devrelerinde kırıcı kapasitelerini şekil çizerek açıklayınız. e) Merdaneli kırıcıda malzemenin kırılabilmesi için gerekli şartları şekil çizerek açıklayınız. f) Kırma ürünlerin analiz yöntemlerinin nasıl yapıldığını tartışınız. 1. Deneyin amacı Kırma işlemini ve kırıcıları tanıma, cevher özellikleri ile kırma işlemi arasındaki ilişkiyi kavrayabilme, cevher özelliklerine göre kırıcı seçimi yapabilme, kırma devrelerini tanıma ve çözümleme deneyin amacını oluşturmaktadır. 2. Ufalama Ufalamanın amacı, bağlı bulunan gang mineralleri ile değerli minerallerin birbirinden serbestleşmesini sağlamak veya istenilen boyuta indirmektir. Cevher zenginleştirmede tane serbestleşmesi olmadan yapılan işlemler verimli değildir. Ufalamanın mümkün olabilmesi için, dışarıdan kuvvet uygulayarak cisimleri birbirine bağlı tutan iç kuvvetlerin yenilmesi gerekir. Bu kuvvetler darbe, baskı (sıkıştırma) ve kesme (aşındırma) kuvvetleri şeklindedir. Ufalama ocakta patlatmayla başlamakta, kırma ve öğütme ile devam etmektedir. Kırma işlemleri Boyut Küçültme Oranı (BKO) 3-25 arasında kuru olarak yapılmaktadır. Ufalamayla birlikte yüzey alanı büyümektedir. Örneğin küp şeklindeki bir tane (x m 2 ) 8 eşit küpe bölündüğünde yüzey alanı (2x m 2 ) iki kat artmaktadır. Boyut Küçültme Oranı( BKO) Beslenen malzemenin maksimum taneboyutu Ufalanmıf malzemenin maksimum taneboyutu Ufalama iri kırma (1 m -10 cm), ince kırma (10 cm 1 cm) ve öğütme (-1 cm) şeklinde gerçekleştirilmektedir. Kırma boyut küçültme işleminin ilk basamağını meydana getirir Ufalamanın Gayeleri Mineralleri serbest hale getirmek, Cevher zenginleştirme işlemi gerçekleştirebilmek için minerallerin serbest hale getirilmesi zorunludur. Zenginleştirme sırasında alınan ara ürünler çoğunlukla bağlı tanelerden oluşmaktadır. Dolayısıyla ara ürünler tesislerde genellikle tekrar boyut küçültme işlemine tabi tutulmaktadır. Hammaddenin aşırı ufalanmaya tabi tutulması ise maliyet arttırtıcı etkinin yanında zenginleştirme işlemine olumsuz etki (şlam oluşturma) yapmaktadır. Bu nedenle tane boyutunun istenen oranda küçültülmesi gerekmektedir.

2 2 Zenginleştirme yöntemleri için istenen belirli büyüklük ve şekildeki tanelerin üretimi, Tane boyutunun önemli olduğu hususlarda endüstrinin istediği boyutta hammadde üretimi, Tanelerin yüzey alanını arttırmak, Taşımada kolaylık, şeklinde sıralanabilir Ufalamanın temel prensipleri Katılar genellikle farklı eksenler boyunca farklı özellikler gösteren homojen olmayan bir yapıda (kristal ve amorf yapı) bulunurlar. Minerallerin ve metallerin çoğu belirli bir kristal yapıda (atomik ve moleküler kristal) bulunur. Kristal yapıda atom ve moleküllerin dizilişleri onları birlikte tutan fiziksel ve kimyasal bağların (iyonik bağ, kovalent bağ, hidrojen bağı, metalik bağ, Van der Waals bağı) büyüklük ve tipine bağlıdır. Ufalanmaya tabi tutulan malzemenin kırılabilmesi için gerekli kuvvet teorik olarak hesaplanırken iki varsayımdan hareket edilir. Kırma için malzeme içindeki bütün bağlar belirli bir limit noktasına kadar uzarlar ve bu noktadan sonra katı cisim pek çok sayıda her biri bir atom kalınlıkta düzlemlere ayrılmaktadır. Sadece klivaj düzlemleri civarındaki bağlar gerilmeye tabi tutulmaktadır. Gerçekte ise katı cisimler birinci modelin kabul ettiği kırılma kuvvetinin çok altında, ikinci modelde hesaplanan kuvvetin ise çok üstünde bir değerde kırılmaktadır. Atomlar arası bağlar gerildikleri zaman enerji depo eden küçük yaylara benzetilebilir. Kopma olmadığında serbest bırakıldığında enerjiyi geri verirler. Gerilme ve bunun sonucu olan uzama pratikte basma veya çekme kuvveti olarak ifade edilmektedir. Kayacı oluşturan minerallerin mekanik özelliklerine bağlı olan bir kopma meydana gelmektedir. Gerilmeler kayaç içerisindeki çatlak ve yarıkların olduğu yerde toplanmaktadır. Kopma çatlak, süreksizlik, klivaj, zayıf noktalar veya yüzeyler bölgesinde gelişmektedir. İri boyutlarda çatlak bulma ihtimali daha fazla olduğundan daha kolay kırılmakta ve dolayısıyla daha az enerji harcanmaktadır. Atomlar arası bağlar kırılmayacak kadar az gerilmeye tabi olduklarında Hook kanununa göre aldıkları enerjiyi geri vermektedirler. Elastisite ( E) Gerilme kuvveti BirimUzama Elastisite (E) Young Modülu olarak bilinir ve uzama miktarının tatbik edilen kuvvetle orantılı olduğunu ifade etmektedir. Kopma meydana geldiğinde ise depo edilmiş olan enerji, serbest yüzey enerjisine veya başka bir deyişle yeni meydana gelen yüzeylerdeki atomların potansiyel enerjisine dönüşmektedir. Griffith bu durumu Çatlağın yayılması ile serbest bırakılan elastik gerilme enerjisi, meydana gelen yeni yüzeylerin yüzey enerjisine eşit olduğu zaman çatlak kayaç içinde yayılmaktadır. diyerek ifade etmektedir.

3 4E * F X * l F x : Malzemenin çekme kuvveti E : Elastisite (Young) modulü, : Yüzey enerjisi, L : Çatlak uzunluğu Buna göre; Malzemenin dayanımını etkileyen ana etkenler yüzey enerjisi ve çatlak uzunluğudur. Tane boyu küçüldükçe malzeme içinde büyük çatlak bulma olasılığı azalacağından tanelerin dayanımı, özgül yüzey alanı ve buna bağlı olarak yüzey enerjisi artacak ve tanenin mukavemeti artacaktır. İnce boyutlara inildikçe harcanacak enerji artacaktır. Enerji malzemenin şeklinin bozulması için harcanır (diskolasyon). Bu nedenle genellikle gevrek malzemeler parçalanır, sağlam malzemeler kopar. Tane içerisinde depo edilen enerjinin bir kısmı çatlağın yayılması ile serbest yüzey enerjisi haline geçmekte ve bu yüzeyler kimyasal olarak daha aktif, oksitlenmeye yatkın ve flotasyon reaktiflerine karşın duyarlılıkları yükselmektedir. Ufalama için gerekli enerji ortamda suyun bulunması halinde azalmaktadır. Katı yüzeyine bazı ilave kimyasal katkı maddelerinin yardımıyla enerji daha da azaltılabilmektedir. Bunun nedeni suyun ve kimyasal katkı maddelerinin yüzeye adsorplanması ve buradan çatlaklardaki bağları zayıflatması, dolayısıyla kolay kırılmaya neden olmasıdır. Pratikte ufalama düzgün şekilde olmayan kayaçlara yapılmaktadır. Yükleme uniform olmayıp, çeşitli noktalardan uygulanmaktadır. Kırılma, basınç, gerilme ve kesme kuvvetleri etkisiyle olabilmektedir. Ufak parçaların azaltılması için baskı alanı küçültülmelidir. Bu durum kırıcılarda kırma yüzeylerinin oluklu yapılmasına neden olmuştur. Kırma yüzeyi kavisli olduğunda ise kırma zonu yukarı çıktığından daha çok ince malzeme üretilir. Şok ile kırmada oluşan taneler genellikle birbirine yakın boyuttadır. Aşındırma etkisiyle kırılma tanelerin birbirine teması sonucu görülür. Bu durum çok ince tanelerin oluşması nedeniyle cevher hazırlamada arzu edilen bir durum değildir. Örneğin kırıcıya yüksek besleme yapıldığında bu durum görülmektedir. Çarpma etkisiyle kırmada selektif bir kırma söz konusudur. Çünkü kırma sırasında parçalar özellikle zayıf olan yerlerden kırılmaktadır. Bu duruma Diskli (çekiçli, darbeli) kırıcılar örnek olarak verilebilir. Baskı zorlaması: Biri sabit biri hareketli ve zorlamayı ileten iki çalışan yüzey arasında taneler gidip gelme hareketi sırasında basınca tabi tutulurlar. Örneğin çeneli ve merdaneli kırıcılarda Kesme zorlaması: Nispeten küçük olan baskı kuvvetlerinin yanı sıra genellikle daha büyük ters yüklü kesme kuvvetlerinin etkisi altında gerçekleşir. Kesme zorlaması ile ufalamaya maruz kalan taneler birbirlerine göre ters yönlü hareket eden iki yüzey arasında bir gerilmeye maruz bırakılırlar. Un, kahve değirmeni gibi ufalayıcılar bu tip ufalanmaya örnektir. Ayrıca kendi ekseni etrafında dönen değirmenlerde (bilyalı ve çubuklu) kaskad çalışma şartlarında (değirmen hızı düşük) görülürler. Darbe zorlaması: Darbe yoluyla zorlama ya konik kırıcılarda olduğu gibi kırıcı koniler vasıtasıyla yada kendi ekseni etrafında dönen değirmenlerde (tambur) değirmenlerdeki gibi öğütücü ortam (katarakt) hareketidir. Çarpma zorlaması: Yüksek hızda serbest hareket eden tanelerin sabit bir çarpma elemanına veya diğerine çarpması halinde görülmektedir. Çarpma zorlaması ile ufalamada, parçalanma 3

4 özellikle zayıf olan tane sınırları boyunca gerçekleşmektedir. Dolayısıyla selektif bir kırma söz konusudur. Örneğin şoklu, çekiçli kırıcı ve otojen öğütme verilebilir. 3. Kırıcılar ve Özellikleri Kırma işlemi ve Kırma Devre Tertibinde Dikkat Edilecek Noktalar Çok çeşitli ve boyutta kırıcılardan hangisinin uygun olacağı kırıcıya beslenecek maksimum tane boyutuna, boyut küçültme oranına (BKO), kırıcı kapasitesine ve cevher özelliklerine bağlıdır. Beslenen malzemenin tek aşamada ince boyutlara ufalanması teknik olarak uygun değildir. Kırıcı yapısı ve cevher özelliklerine göre boyut küçültmenin kademeli yapılması gerekir. BKO kırıcı seçiminde göz önünde tutulması gerekli önemli parametrelerden biridir. Elle veya martapikorlerle kırma birinci kırma öncesi ızgaralarda yapılır. Laboratuarlarda bu işlemler balyoz, çekiç, tokmak veya havanla gerçekleştirilir. Buradaki amaç kırıcı girişine uygun büyüklükte malzeme üretmektir. Kırma devreleri aşamalı olarak açık veya kapalı devre olarak çalıştırılmaktadır. Diğer kırıcı tipleri ile karşılaştırılırsa, jiratör kırıcıların çok büyük serbest besleme açıklıkları mevcuttur. Kapasiteleri yüksektir (>900 t/h) ve kırıcıya beslenen malzemeyi kontrol etmeden direkt besleme yapılabilir. Şoklu ve darbeli kırıcılar çatlak ve zayıf yerlerden kırma yaparla. Sonuçta taneler kübik ve küremsi şekilli kırılırlar. Bu kırıcıların BKO yüksektir. Genel olarak BKO>30 ise 3 kademe kırma, BKO<30 ise 2 kademe kırma tercih edilir. Son kademede boyut kontrolü için kapalı devre tertip edilir. Çeneli kırıcının BKO oranı 4-7 arasında değişir. Kırıcılar Kırmada kullanılan kırıcılar; Birincil kırıcılar (Çeneli diğer adıyla Konkasör, Jirator), İkincil kırıcılar (Standanrt Konik, Symons Konik, Çekiçli, Darbeli), Üçüncül kırıcılar (Çekiçli, Darbeli, Merdaneli) ve hatta Dördüncül kırıcılar mevcuttur. şeklinde sınıflandırmak mümkündür. Aynı makineler hem birincil kırmada hem de ikincil kırmada kullanılabilmektedir. Ancak birincil kırıcıların kapasiteleri ve boyutları ikincil kırıcılardan yüksektir Birincil Kırıcılar Çeneli kırıcılar Kırıcılar kırmayı sağlayan hareketin cinsine göre de sınıflandırılmaktadır: En küçük parçaya en küçük hareketi yapan kırıcılar (çift istinat kollu çeneli kırıcı) En büyük parçaya en küçük hareketi yapan kırıcılar, Küçük ve büyük parçalara aynı hareketi yapan kırıcılar (univeral tip). Mafsallarına göre sınıflandırılırlar. 4

5 5 Blake tipi Dodge tipi Universal tip En küçük parçaya en büyük En büyük parçaya en büyük Bütün parçalara aynı hareketi hareketi yapar hareketi yapar yapar Çift istinat kollu çeneli kırıcı Tek istinat kollu çeneli kırıcı En küçük parçaya en küçük hareketi yapar. Salgı genliği aşağıya doğru arttığı için aletin tıkanması bir ölçüde azalmış olur. Daha hafif ve kompakt bir dizayn elde edilmiştir. Eksantrik milin dairesel yörüngeli salgı hareketi vardır. Oynar çene boyunca yukarıdan aşağıya doğru değişen ve eliptik salgı hareketi vardır. Daha büyük kapasitelidir. Tıkanıklı beslemeye uygundur. Aşınma fazla ve bakım masrafları fazladır. Yatırım maliyeti düşüktür. Ara kademe kırıcısıdır. Blake Tipi kırıcılarda Yapı Unsurları ve Özellikleri Gövde : Kırıcının bütün parçalarını bir arada tutar. Çeşitli kuvvet ve şoklara dayanıklıdır. Tek parça yerine montaj kolaylığı için birkaç parçadan imal edilir. Çene ve çene plakaları : Çene ve gövde aşınmalara karşı mangenezli çelik alaşımlı plakalardan üretilir. Plakalar düz, genellikle kavisli ve girintili yapılır. Kavisli çene plakası kullanmakla kırıcıdaki ince kırma zonu yukarı taşınmış ve böylece tıkanma önlenmiş olur. Volanlar : Kırma yapılmadığı sırada enerji volanlarda depo edilir.

6 Kırma zou : Çene plakaları ile yan plakalar arasında ve parçaların kırıcıya girişi ve çıkışı arasında kalan bölgeye kırma bölgesi denir. Bütün çeneli kırıcılar ağır boyutları ile tanımlanır (25 x 50 cm). Çeneli kırıcıya verilecek en büyük tane boyutu ağız açıklığının (ağzın küçük boyutu) %80-90 ını geçmemelidir. Aksi durumda parça aşağı inemez ve çeneler tarafından kavranamamaktadır. Çeneli kırıcılarda genellikle o kavrama açısı kullanılmaktadır. 26 o üzerinde açılar kapasite kaybına ve aşınmalara neden olur. 6 2 tan 2 1 : Kavrama açısı : Plaka ile parça arasında sürtünme katsayısı (Taşla-Çelik arasında 0.3) Boğaz açıklık ayarı : Aşınmaları azaltmak amacıyla kırıcı üzerinde bulunan kamalı ayar mekanizmasıyla bir dereceye kadar ayar yapılabilir. Salgı genliği ve ayarı : Hareketli çenenin maksimum genliği kırılacak malzemeye bağlıdır (1-7 cm). Sağlam, plastik özellik gösteren malzemeler için büyük, sert ve kırılgan malzemeler için küçük genlikler kullanılır. Salgı genliği arttıkça tıkanmalar azalmasına rağmen, daha fazla ince ürün alınmaktadır. Salgı genliği çene boyunca değişiktir. Kırıcı salgı genliği boğazdan ölçülen genliktir. Küçük ayar istinat kolun dayandığı arka uç yatağı seviyesini alçaltıp yükseltmekle yapılırken, büyük ayar eksantrik tertibatın değişmesiyle yapılır. Hız ve hız ayarı: Hız çeneli kırıcının boyutu ile ters orantılıdır ( dev/dk). Kırılacak parçaların aşağı doğru yeni bir pozisyona hareket edip tekrar tutulmalarına yetecek kadar süre olmalıdır. Hız artışı düz çenelerde ürün ebadını değiştirmezken, kavisli çenelerde daha ince ürün alınmasına neden olur. Hız arttıkça kapasite de artmaktadır. Motor tahrik sistemini değiştirmekle belirli sınırlar içinde hız ayarlanabilir. Kapasite : Cevher özellikleri, kırıcı yapısı, tesis kuruluşu gibi bir çok değişkene bağlıdır. Taggart çeneli kırıcı kapasitesiyle ile ilgili ampirik bir formül vermiştir. T 0. 6xLxS T : Kapasite (ton/saat) L : Ağız açıklığı (inç) S : Çıkış açıklığı (inç) Çok büyük ve çok küçük kırıcılar haricinde bu formülün doğru sonuç verdiği iddia edilmektedir Jiroskopik Döner kırıcılar Çeneli kırıcılara göre daha fazla kapasite elde etmek için geliştirilmiştir. Ana mil: Köprü ortasında asılı ve alt kısmı hızla dönebilen ve sabit kırma zonu içinde eksantrik jiroskopik hareketi nedeniyle konik bir alanı taramaktadır. Göbek veya kırıcı kafa: Sert mangan çeliğinden yapılmıştır. Çan şeklinde ana mil ile birlikte dönmektedir. Gövde ve kabuk: Üst gövde iç yüzeyleri konkavlarla kaplı, ters koni şeklindedir. Alt kısım ise muhafaza ve taşıyıcı görevindedir.

7 7 Jiroskopik döner kırıcıların 2 ana tipi vardır. Oynar Milli Kırıcı ağzında küçük, boğaza doğru daha büyük bir salgı genliği yapılır. Tıkanma azdır. Sabit Milli Genlik sabittir. Küçük ve büyük parçalara aynı hareketi yapmaktadır. Kapasite yüksektir, tıkanmalar olur Döner kırıcıların pek çoğunda aşırı yükleme halinde hidrolik bir sistem vasıtasıyla ana mil aşağı doğru hareket ettirilerek, tıkanmaya neden olan parçaların aşağı düşmesi sağlanır. Jiroskopik kırıcılar tam süre ile kırma yaparlar. Bu nedenle kapasiteleri yüksektir. 900 t/h kapasitelerde bunlar seçilirler. Döner kırıcılar giriş açıklıkları ve kırıcı kafa alt çaplarıyla tanınırlar (42 x 70, 107 x 178 cm).

8 Primer Kırıcıların Karşılaştırılması Bir tesiste çeneli veya döner kırıcının hangisinin kullanılacağına karar vermede en önemli faktörler, kırıcının kavraması istenen besleme malının maksimum tane büyüklüğü ve kapasitesidir. Döner kırıcıların kırma kapasiteleri yüksektir. Jiroskopik kırıcılar devamlı çalışırken, çeneli kırıcılar fasılalı olarak çalışırlar. Çenelik kırıcı bütün kırma yüzeyi ile yarı sürede kırma yaparken, döner kırıcılar yarım yüzeyleri ile tam sürede kırma yaparlar. Jiroskopik döner kırıcılar tıkanıklı beslemeye uygundur. Dolayısıyla kırma zonu sürekli dolu tutulabilmektedir. Döner kırıcılar büyük işletmeler için daha avantajlıdır. Maksimum kapasitesi ton cevher başına enerji sarfiyatı daha azdır. Çeneli kırıcılar kapasiteden ziyade kırıcı ağız açıklığının önemli olduğu hallerde daha avantajlıdır. Tesis dizaynında faydalı bir ampirik formül Taggart tarafından aşağıdaki şekilde verilmiştir; Kıırılacak cevher miktarı(t/h) Agiz 2 açikligi (m ) Çeneli kırıcı kullanmak aksi takdirde döner kırıcı kullanmak avantajlıdır Çeneli kırıcının ilk yatırım ve bakım masrafları döner kırıcıdan biraz daha düşüktür. Çeneli kırıcının bakım, montaj ve taşınma gibi avantajları vardır. Killi, rutubetli ve plastik özellik gösteren malzemelerin kırılmasında daha büyük salgı genliği nedeniyle çeneli kırıcı daha avantajlıdır. Döner kırıcılar daha ziyade sert, aşındırıcı malzemeler için tercih edilir. Hem çeneli kırıcının hem de döner kırıcıların ufalama oranları 3-11 arasında değişir İkincil Kırıcılar (Sekonder kırıcılar) Primer kırıcılardan daha küçük ve hafif kırıcılardır. Bu kırıcılara 15 cm den küçük boyutta malzeme beslenmektedir. Genel olarak ikincil (sekonder) kırıcılar aynı ufalama oranına sahip birincil kırıcılardan daha fazla enerji tüketir ve daha fazla aşınırlar. Sekonder kırma işlemlerinde en çok jiroskopik döner kırıcıların modifiye edilmiş şekli olan konik kırıcılar kullanılmaktadır. Çekiçli, çarpmalı ve darbeli kırıcılar ise kömür, kalker, çakıltaşı gibi kolay kırılan malzemeler, merdaneli kırıcılar ise özel uygulamalarda kullanılmaktadır Konik kırıcılar Oynar milli jiroskopik döner kırıcıya benzemektedir. Ana mil, kırıcı kafa ve göbek, kesik koni şeklinde 3 parçadan oluşur. Daha kısa olan ana mil, üstten asılma yerine kırıcı kafa altında bulunan alt gövdeyle irtibatlı küresel yatak tarafından taşınmaktadır. Geniş bir ağız açıklı gerekmediğinden üst gövde diğer döner kırıcılarda olduğu gibi, yukarıdan aşağıya daralan bir biçimde değil, genişleyen bir kesik koni şeklindedir. Kırılan malzeme için daha geniş bir boşalma alanı sağlar. Bu konik kırıcıya yüksek kapasite temin eder. Konik kırıcılar kırıcı kafa alt çapı ile tanınırlar.

9 Göbek konisi salgı genliği primer kırıcılardan 5 kat daha fazla olabilir. Konik kırıcılarda yüksek dönme hızları ( dev/dk) kullanılır. Salgı genliği ve hız büyük olduğundan dolayı malzeme basınçtan ziyade darbe etkisiyle kırılır. Ufalama oranları 3-7 olmasına rağmen bazı durumlarda 28 e kadar çıkabilmektedir. Symons Konik kırıcısı: Piyasada en çok tercih edilen kırıcıdır. İki tipi vardır. 9 Standart tip: İkincil kırma işlemleri için tasarlanmıştır. Kısa kafalı tip: Daha ince veya üçüncül (tersiyer) kırma için tasarlanmıştır. İkisi arasındaki en önemli fark kırma zonundadır. Standart tipte kırma zonu basamak şeklinde astarlarla kaplıdır ve böylece daha iri besleme (0.5-6 cm) yapılabilir. Kısa kafalı tipte kırıcı kafanın konikliği daha diktir. Böylece ince malzemenin tıkanması önlenmiş olur. Symons konik kırıcının önemli bir özelliği gövdenin çevresi boyunca eşit aralıkla yerleştirilmiş yaylar veya bir hidrolik sistemin, kırma zonuna sert bir parçanın girmesi durumunda kırıcının hasara uğramaması için üst gövdeye esneklik vermesidir. Ayrıca sert malzemenin kırılması sırasında yaylar devamlı açık kalırsa iri parçaların kaçma ihtimali artmaktadır.

10 Diskli kırıcılar Bu kırıcılar özel şekilli konik kırıcılardır. Çok ince ürün elde etmek için kullanılılar. Taş ocaklarında büyük miktarda -1 cm boyutunda kum veya çakılın ekonomik olarak elde edilmesinde uygulama alanı bulmuştur. Konik kırıcılardan temel farkı, kırma zonunun yapısıdır. Kırma hareketi, kırma zonunda tabakalı şekilde dizilen tanelerin darbe aşındırma yoluyla ufalanmasına dayanır. Kırma işlemi diğer konik kırıcılardaki tek tabaka halinde değildir. Tanelerin birbirleri üzerinde kırılması nedeniyle aletin çıkış açıklığı ayarı ile elde edilen ürün boyutu diğer kırıcılardaki gibi direkt ilişkili değildir. Taş ocaklarında açık devre halinde çalıştırıldıklarında, küp şeklinde -1cm altında belirli bir kum oranında mıcır üretilir Darbeli (impact) kırıcılar Hem birincil (primer) hem de ikilci (sekonder) kırma kademesinde kullanılır. Basınçla kırılan parçalarda iç gerilmeler daha sonra çatlamalara neden olurlar. Darbe ise ani kırılmalara neden olmakta ve parça içinde gerilme bırakmazlar. Bu durum tuğla yapımı, bina inşaatı, yol yapımı, çimento için önemlidir. Diğer önemli avantaj kübik yapıda ürün vermesidir. Taş ocaklarında mıcır üretiminde kullanılırlar. %15 den fazla silis olan cevherler için uygun değildir. Kömür, kalker, jips, çakıl ve beton agrega için uygundur. Yüksek ufalama oranı (BKO=40) istendiğinde, kırılan üründe fazla ince malzemenin zararlı olmadığı hallerde ve cevherin aşındırıcılığı fazla değilse primer kırma işlemlerinde kullanılabilirler. Çelikten yapılmış çeper içinde, yatay bir eksen etrafında dönen bir göbek ve bu göbeğin çevresine yerleştirilmiş çekiçler bulunmaktadır. Çekiçler mangan çeliği veya kromium karbit ihtiva eden nodüler dökme demirden aşınmaya dayanıklı olarak yapılmaktadır. Dik milli ve yatay milli olarak üretilirler. Dik milli olanların astar aşınması azdır. Dönen çekiçler üzerine parça önce çekiç darbesi ile sonra öğütme plakaları ve birbirlerine çarparak kırılırlar. Kırma

11 11 bölgesinin altı açık veya bir elek-ızgara ile kaplıdır. Çekiçli ve sabit paletli tipleri vardır. Sabit paletlide kırma rotorda, çekiçlide çekiçlerde gerçekleştirilmektedir. Rotor dönme hızları dev/dk arasında değişmektedir. Darbeli kırıcılar giriş ağız boyutlarıyla tanımlanır (45x60 cm) Merdaneli (rolls) kırıcılar Yatay ve paralel eksenler etrafında zıt yönlerde dönen iki silindirden ibarettir. Kırılacak parça bu iki tambur arasına girerek baskı zorlaması ile kırılır. Gövde (gergi çubuğu ve gergi yayı), merdaneler ve volanlar ana yapı unsurlarıdır. Merdaneli kırıcılar diğer kırıcılara nazaran daha az ince malzeme içeren ürün verirler ve ufalama oranları (BKO=2-4) düşüktür. Uygun bir ufalama oranı elde edebilmek amacıyla besleme malı boyutlarına göre çok büyük çaplı merdaneler yapılması gereği en önemli dezavantajıdır. Bu nedenle pahalı bir kırıcıdır. Gravite uygulanan tesislerde, çok kırılgan, yapışkan, kalker, kömür, jips, fosfat ve yumuşak demir cevherinde uygulama alanları bulunmaktadır. tan N olmalıdır. 2 N Cos 2 D S D d : Sürtünme katsayısı N : Kavrama açısı, D: Merdane yarıçapı, d : Tane yarıçapı, S : Merdaneler arası yarı mesafe, Cevher-merdane arası sürtünme katsayısı = olduğundan N max = 30 o yi geçmez.

12 Düz yüzeyli merdaneler ince kırmada, oluklu ve dişli merdaneler iri kırmada tercih edilir. Yumuşak ve yapışkan demir cevheri, kırılgan kömür ve kireç taşı gibi malzemelerin iri kırmasında kullanılır. Merdaneli kırıcılar merdane çapları ve genişlikleriyle tanımlanırlar. Teorik kapasite; C 188.5* n* D* W * g * s C : Teorik kapasite, n : merdane hızı (dev/dk), D : merdane çapı (m), W : merdane genişliği (m), g : Besleme malının özgül ağırlığı (kg/m3), s : merdaneler arası mesafe (m) Pratik kapasite teorik kapasitenin %25 i kadardır. 4. Kırma Deneyi Sırasında Yapılacak İşlemler a) Deney hakkında bilgi, b) Araç, gereç ve malzeme hazırlığı, c) Kullanılacak kırıcılar hakkında bilgi, d) Kırılacak malzemenin özelliklerinin belirlenmesi, e) Çeneli kırıcının deney için hazırlanması, f) Serbestleşme boyutuna göre kırıcı ağız ve boğaz açıklıklarının belirlenmesi, g) Eleksiz açık devre kırma başlangıç süresinin belirlenmesi, h) Malzemenin çeneli kırıcıya beslenmesi ve kırmanın gerçekleştirilmesi, i) Kırma bitiş süresinin belirlenmesi, j) Kırılan malzemenin belirli boyuta elenmesi, k) Malzemenin alınması ve çeneli kırıcının temizlenmesi, l) Çeneli kırma deneyi ile ilgili soru-cevap ve tartışma, m) Çekiçli kırıcının deney için hazırlanması, n) Elekli açık devre kırma başlangıç süresinin belirlenmesi, o) Çeneli kırıcı ürünü malzemenin çekiçli kırıcıya beslenmesi ve kırma işlemi, p) Kırma bitiş süresinin belirlenmesi, q) Kırılan malzemenin belirli boyuta elenmesi, r) Kırılmış ürünün çekiçli kırıcıdan alınması ve çekiçli kırıcının temizlenmesi, s) Çekiçli kırma deneyi ile ilgili soru-cevap ve tartışma, t) Merdaneli kırıcının çalışma prensibinin açıklanması, u) Merdane kırma şartlarının tartışılması, v) Merdaneler arası mesafenin ayarlanması ve kırma işleminin yapılması, w) Merdaneli kırma deneyi ile ilgili soru-cevap ve tartışma, Değerlendirme Soruları a) Deneysel çalışmalarda kullandığınız kırıcıların boyut küçültme oranlarını belirleyiniz. b) Deneysel çalışmalarda kullandığınız cevher için çeneli ve çekiçli kırıcının pratik kapasitelerini ton/saat (t/h) cinsinden hesaplayınız. c) Cevher özelliklerinin kırma işlemine ve kırıcıların kapasitelerine olan etkilerini açıklayınız. d) Deneyde uyguladığınız kırma işleminin aşamalarını, bir boyut küçültme akım şemasında gösteriniz. e) Bilyalı öğütmeye malzeme hazırlamak amacıyla üç kademeli kırma tesisi akım şeması çiziniz. f) Saatte 660 ton olan bir cevher ağız boyutları 160*210 cm olan kırıcıda ufalanmak isteniyor. Bu işlem için hangi birincil kırıcıyı seçersiniz, neden?

13 g) Bir cevher 100 mm altına kırılmak isteniyor. Yeni besleme miktarı 250 ton/saat cevherde %65 oranında +100 mm (100 mm den iri) cevher mevcuttur. Kırıcıda çıkan kırılmış üründe +100 mm oranı %15 dir. Eleğin eleme verimini %92 kabul ederek; Kırıcının açık devre çalışma şeklini çizerek, kırıcıya ve eleğe gelen yükü hesaplayınız. Kırıcının kapalı devre çalışma şeklini çizerek, kırıcıya ve eleğe gelen toplam yükü hesaplayınız. h) Elek açıklığı 40 mm olan bir eleğe beslenen cevherin teorik olarak %70 i 40 mm altındadır. Eleme yapıldıktan sonra elek üstünde kalan malzeme içinde -40 mm malzeme oranı elek üstü ürününün %10 dur. Elek altına saatte 20 ton malzeme geçtiğine göre elek üstü miktarı saatte kaç tondur? i) Eleme randımanı %80 ve elek açıklığı 50 mm olan bir eleğe beslenen cevherin %75 i 50 mm nin altındadır. Eleme yapıldıktan sonra elek altına saatte 120 ton geçtiğine göre elek üstünden alınan malzeme içindeki (-50 mm) elek altı oranı % kaçtır? j) Maksimum tane boyutu 100 cm olan bir kalkopirit cevherinin tamamının 2 cm nin altına indirmek için gerekli kırma devresini çiziniz. Ufalama oranlarını yazınız. Devrenin 100 t/h kapasite ile çalıştığını kabul ederek, her devrede kırıcılara gelen toplam yükü hesaplayınız (Eleklerin randımanı %91 ve kapalı devre için kırıcı çıkışı elek üstü oranı %15 alınacaktır. k) Açıklığı 100 mm ve eleme randımanı %85 olan bir elek ve kırıcı kapalı devre olarak çalışmaktadır. Eleğe beslenen 400 t/h lik tüvenan kömürün kırıcıdan çıkan kırılmış kömürün elek analiz sonuçları aşağıda verilmiştir. a- Kapalı devre halinde devreden yülü hesaplayınız. b- Bu bir açık devre olsaydı kırıcıya gelen yük ne kadar olurdu. c- 500 t/h lik kapasiteyi karşılayacak kırıcıların motor gücü ne olmalıdır (W İ = 12,51 kwh/t). Tane boyutu (mm) Tüvenan kömür (%) Kırılmış kömür (%)