Bilyalı değirmenler, kırılmış malzemelerin öğütülmesi için hayati öneme sahip ekipmanlardır. Maden işleme, çimento, inşaat malzemeleri, kimya ve diğer sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Boşaltma yöntemine göre, bilyalı değirmenler temel olarak iki türe ayrılır: ızgaralı boşaltmalı bilyalı değirmenler (ızgara tipi bilyalı değirmenler olarak da bilinir) ve taşma tahliyesli bilyalı değirmenler. Bunlar, maden işleme tesislerinde en yaygın olarak kullanılan öğütme makineleridir. Genel yapıları ve temel çalışma prensipleri büyük ölçüde benzer olsa da, boşaltma yöntemi, performans özellikleri ve uygulama alanları bakımından önemli farklılıklar gösterirler. Aşağıda, çeşitli açılardan ayrıntılı bir karşılaştırmalı analiz sunulmaktadır.

I. Yapısal Farklılıklar

Bu iki tipin genel yapıları temelde aynıdır ve esas olarak bir besleme tertibatı, ana yataklar, bir döner parça, bir aktarma tertibatı ve bir yağlama sisteminden oluşur. Aralarındaki temel fark, boşaltma ucunun tasarımı.

1. Taşma tipli bilyalı değirmenin boşaltma ucu yapısı

Taşma tipli bilyalı değirmenin boşaltma ucunda bir boşaltma ızgara plakası bulunmamaktadır. Hamurun sıvı seviyesi, boşaltma içi boş şaft boynunun en alt yayı çizgisini aştığında, hamur taşma yoluyla otomatik olarak boşaltılır. Küçük bilyelerin veya iri parçacıkların hamurla birlikte boşaltılmasını önlemek için, içi boş şaft boynu astarının iç yüzeyi, değirmenle ters yönde dönen spiral kanatçıklarla donatılmıştır. Boşaltma için nispeten yüksek bir hamur seviyesinin korunması gerektiğinden, taşma tipi bilyalı değirmen bazen “yüksek hamur seviyeli değirmen” olarak da adlandırılır.”

2. Izgaralı boşaltmalı bilyalı değirmenin boşaltma ucu yapısı

Izgaralı boşaltmalı bilyalı değirmen, boşaltma ucunda bir boşaltma ızgara plakası (ızgara plakası veya boşaltma eleği olarak da adlandırılır) ile donatılmıştır. Öğütme işleminden sonra malzeme, ızgara plakasının deliklerinden geçerek yelpaze şeklindeki bölmelere girer, tamburun dönmesiyle kaldırma plakaları tarafından yukarı doğru taşınır ve son olarak boşaltma sarmal silindiri aracılığıyla dışarı verilir. Izgara plakası şunları sağlar: zorla tahliye. Boşaltma ucundaki hamur seviyesi, boşaltma şaftı boynunun en alçak yörüngesinden daha düşüktür; bu nedenle bu değirmene “alçak seviyeli boşaltmalı” değirmen denir. Izgaralı boşaltmalı bilyalı değirmenler genellikle iki bölmeli bir yapıya sahiptir.

II. Boşaltma Yöntemleri ve Çalışma Prensiplerinin Karşılaştırılması

Her iki değirmenin çalışma prensipleri genel hatlarıyla benzerdir: Tamburun dönmesi, çelik bilyelerin ve malzemenin yukarı kaldırılıp ardından aşağı düşmesine neden olur; bu sayede malzeme, darbe ve sürtünme yoluyla öğütülür. Aradaki fark esas olarak boşaltma yönteminde yatmaktadır:

Taşma tipli bilyalı değirmen: Boşaltma işlemi, hamurun içi boş şaft boyun astarının alt kenarından kendiliğinden akmasına dayanır. Tambur içindeki hamur seviyesi, boşaltma muylusunun en alçak yörüngesinden daha yüksek olmalıdır. İnce öğütülmüş parçacıklar hemen boşaltılamaz ve tambur içinde darbeye ve öğütmeye maruz kalmaya devam eder.

Kızaklı boşaltmalı bilyalı değirmen: Öğütülmüş ürün, ızgara plakası üzerinden boşaltılarak zorla boşaltma sağlanır. Boşaltma hızı yüksektir. Besleme ucundan boşaltma ucuna doğru bir hamur seviyesi eğimi mevcuttur; bu da değirmen içinden hamurun akışını hızlandırarak, ince öğütülmüş parçacıkların zamanında boşaltılmasını sağlar.

III. Performans Karşılaştırması

Farklı boşaltma yöntemleri nedeniyle, bu iki değirmen arasında aşağıdaki performans farklılıkları görülmektedir:

1. Üretim kapasitesi ve verimlilik

Izgara boşaltmalı değirmen, zorlamalı boşaltma sistemine sahip olduğundan boşaltma hızı yüksektir. Ayrıca, içinde daha az hamur tutar ve ızgara plakası sayesinde daha küçük olanlar da dahil olmak üzere daha fazla bilye barındırabilir. Çelik bilyeler, hamurdan daha az dirençle düşer ve bu da daha iyi bir darbe etkisi sağlar. Bu faktörler, ızgara boşaltmalı değirmenin verimliliğini ve üretkenliğini yaklaşık 10%–25% arasında daha yüksek taşma değirmeninkinden daha fazla.

Izgara boşaltmalı değirmenin güç tüketimi, taşma tipine göre yaklaşık 10%–20% daha yüksek olsa da, daha yüksek üretim hızı nedeniyle birim güç tüketimi başına spesifik verimliliği yine de daha iyidir.

2. Ürünün parçacık boyutu

Izgaralı boşaltmalı değirmen hızlı bir şekilde boşalır; bu nedenle malzemenin değirmendeki kalma süresi kısadır ve bu da nispeten iri taneli bir ürünle sonuçlanır ve aşırı öğütme daha az. Ürünün boyutu genellikle 0,2 mm'den büyük.

Taşma değirmeni, daha düşük bir boşaltma hızına ve daha uzun bir malzeme kalma süresine sahiptir. Zaten inceltilmiş parçacıklar zamanında boşaltılamaz ve darbelere maruz kalmaya ve öğütülmeye devam eder; bu da aşırı öğütme eğilimine yol açar. Bununla birlikte, ürün daha incedir, genellikle 0,2 mm'den az.

3. Yapısal karmaşıklık ve bakım

Taşma tipi öğütücü, basit bir yapıya sahiptir ve kullanımı ile bakımı kolaydır. Ek ızgara plakaları ve kaldırma mekanizmalarına sahip ızgara boşaltmalı öğütücü ise yapısı bakımından daha karmaşıktır; ayrıca ızgara plakaları çalışma sırasında tıkanmaya meyillidir, bu da bakımı daha zor hale getirir.

4. Bilye yükleme ve çelik bilye tüketimi

Izgara boşaltmalı değirmen, ızgara plakasının tutma etkisi sayesinde daha fazla bilye barındırabilir ve hem büyük hem de küçük bilyeleri alabilir; küçük bilyeler ise dışarı atılmaz. Taşma tipi değirmen ise nispeten daha az bilye tutar. Ayrıca, çalışma sırasında ızgara boşaltmalı değirmende aşınmış küçük bilyeler ızgara açıklıklarından dışarı atılabilir; bu “otomatik bilye temizleme” etkisi, çoğunlukla sağlam bilyelerin değirmende kalmasını sağlayarak öğütme performansını artırır.

5. Dış etkenlere karşı duyarlılık

Taşma değirmeni, dış koşullardaki değişikliklere karşı daha duyarlıdır ve zamanında işletme ayarlamaları yapılmasını gerektirir.

IV. Genel Performans Karşılaştırması

V. Uygulama Senaryoları

Izgaralı boşaltmalı bilyalı değirmenlerin kullanım alanları:

Izgaralı boşaltmalı bilyalı değirmenler aşağıdakiler için uygundur: kaba öğütme, genellikle parçacıklar üreten 0,2 mm’den büyük. Bunların arasında şunlar sayılabilir:

• Birincil öğütme: İki aşamalı bir öğütme devresinde, ilk aşamada genellikle ızgaralı boşaltmalı değirmen kullanılır.
• Tek tip iri taneli ürün: Yaklaşık 48–65 mesh (yaklaşık 0,2–0,3 mm) aralığında homojen ve iri taneli bir ürün gerektiğinde, ızgaralı boşaltmalı değirmen daha uygun bir seçimdir.
• Yüksek yoğunluklu cevherlerin işlenmesi: Zorla boşaltma sayesinde, ağır minerallerin değirmen içinde birikme olasılığı azalır ve bu da öğütme verimliliğini artırır.
• Geniş endüstriyel uygulama alanları: Izgara boşaltmalı değirmenler ayrıca çimento, silikat ürünleri, yeni yapı malzemeleri, refrakter malzemeler, gübreler, demirli ve demirsiz metallerin zenginleştirilmesi ile cam seramik sektörlerinde de yaygın olarak kullanılmaktadır.

Taşma tipli bilyalı değirmenlerin kullanım alanları:

Taşma tipli bilyalı değirmenler şunlar için uygundur: ince öğütme, genellikle parçacıklar üreten 0,2 mm'den küçük. Bunların arasında şunlar sayılabilir:

• İkincil öğütme: İki aşamalı bir öğütme devresinde, ikinci aşamada genellikle bir taşma değirmeni kullanılır.
• Kaliteli ürün: 150–200 mesh (yaklaşık 0,074–0,1 mm) inceliğinde bir ürün gerektiğinde, taşma değirmeni tercih edilir.
• Ham konsantrelerin yeniden öğütülmesi: Taşma değirmenleri genellikle kaba konsantrelerin yeniden öğütülmesi için kullanılır.
• Genel ince öğütme: Taşma değirmenleri, çimento, silikat ürünleri, refrakterler, gübreler, cam seramikler ve diğer endüstrilerde de malzeme öğütme amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır.

VI. Seçim Yönergeleri

İki değirmen arasında yapılacak seçim, belirli proses gereksinimlerine göre yapılmalıdır:

• Yüksek verimli, iri taneli ürün, birincil öğütme → Tercih et ızgaralı boşaltma değirmeni.
• Kaliteli ürün, ikincil taşlama veya yeniden taşlama → Tercih et taşma değirmeni.
• Bakım kolaylığı ve daha düşük ilk yatırım maliyeti → Taşma türü daha avantajlıdır.
• Birim güç tüketimi başına yüksek verimlilik → Genellikle rende tipi daha iyidir.
• İki aşamalı öğütme devresi → İlk aşamada ızgara tahliyesini, ikinci aşamada ise taşma sistemini kullanın.

VII. Yenileme Uygulamaları

Gerçek üretimde, bu iki tip arasında dönüşümler de görülmektedir. Örneğin, bazı konsantratörler, boşaltma ucuna delikli yelpaze şeklindeki ızgara plakaları takarak taşma tipi değirmenleri ızgara boşaltmalı değirmenlere dönüştürmüştür. Dönüştürme işleminden sonra, zorlamalı boşaltma sağlanır, hamur seviyesi düşürülür, boşaltma hızı artırılır, çelik bilye tüketimi azalır ve öğütme performansı iyileştirilir. Buna karşılık, bazı tesisler yeniden öğütme uygulamaları için ızgaralı değirmenleri taşma tipine dönüştürmüştür.