1. Top Değirmeninin Tanımı

Şu bilyalı değirmen Madencilik, inşaat malzemeleri, kimya endüstrisi, termik enerji ve diğer sektörlerde yaygın olarak kullanılan temel ultra ince öğütme ekipmanıdır. Birincil ve ikincil kırma işlemlerinden sonra kırılmış cevherleri, onlarca ila yüzlerce mesh aralığında ince toz haline getirmek için kullanılır. Genellikle altın cevheri, demir cevheri işleme, kalsiyum karbonat üretimi, çimento üretimi, enerji santrali kükürt giderme, kuvars kumu tozu üretimi vb. üretim hatlarında kullanılır.

1.1 Temel İşlev

Çene kırıcılar ve konik kırıcılar tarafından ön kırma işleminden geçirilen küçük topak halindeki cevherler, bilyalı değirmen silindirine beslenir. Çelik bilyelerin çarpma ve aşındırıcı öğütme kuvveti sayesinde cevherler ince parçacıklara öğütülür. Maden işleme tesislerinde, değerli mineraller ile atık mineraller arasındaki tam ayrıştırma öğütme yoluyla sağlanabilir; böylece metal konsantreleri, sonraki aşamalarda flotasyon, yerçekimi ayrıştırma veya manyetik ayrıştırma yöntemleriyle elde edilebilir. Metal dışı endüstrilerde ise endüstriyel ince toz üretimi için kullanılır.

1.2 Temel Sınıflandırmalar

1. Islak Top Değirmeni (Maden İşlemede En Çok Tercih Edilen) Malzemeler, sulu bir bulamaç elde edilmek üzere suyla öğütülür. Düşük toz kirliliği ve yüksek öğütme verimliliği ile öne çıkan bu yöntem, her türlü metalik cevher zenginleştirme işleminde yaygın olarak kullanılmaktadır.
2. Kuru Top Değirmeni Öğütme işlemi sırasında su eklenmez; elde edilen toz, hava sınıflandırması yoluyla boşaltılır. Bu yöntem, esas olarak kuvars kumu, çimento, kalsiyum karbonat ve diğer metalik olmayan mineral tozlarının işlenmesinde kullanılır.
3. Boşaltma türüne göre sınıflandırılmış:

• Izgaralı Top Değirmeni: kaba öğütme ve yüksek kapasiteli birincil öğütme için
• Taşma Tipi Küre Değirmeni: zenginleştirme ve konsantrasyon aşamasında ince öğütme için

1.3 İlgili Malzemeler

Altın cevheri, demir cevheri, bakır cevheri, kireçtaşı, kuvars, kaolin, çelik cürufu, çimento klinkeri, kömür ve Mohs sertliği ≤7 olan diğer kırılgan malzemeler.

2. Ana Çekirdek Yapısı

1. Besleyici
2. Conta Kapağı
3. Yatak
4. Besleme Ucu Başlığı
5. Rende Tabağı
6. Boşaltma Ucu Başlığı
7. Bezi Kapağı
8. Bezi Kapağı
9. Kafes Tipi Tahliye Çıkışı
10. Boşaltma Nozulu
11. Yatak
12. Büyük Dişli / Boğa Dişlisi
13. Kılavuz Konisi Astarı
14. Rendeli Tip Değirmen Silindiri
15. Son Astar
16. Bezi Kapağı
17. Yatak
18. Besleme Girişi
19. Rulman Kapağı
20. Rulman Tabanı / Rulman Kaidesi
21. Pinyon Yatağı Tabanı
22. Pinyon Dişlisi
23. Redüktör / Dişli Redüktör
24. Motor / Elektrik Motoru

Yatay tip bir bilyalı değirmen, 9 temel bileşenden oluşur:

1. Besleme İçi Boş Şaftı: Hammaddeler ve su, silindire bu uçtan beslenir.
2. Dönen Silindir: Aşınmaya dayanıklı astarlarla kaplanmış, ağır çelikten kaynaklı bir varil; öğütme çelik bilyelerini ve cevherleri tutmak için kullanılır.
3. Aşınmaya dayanıklı astarlar: Çelik bilyeleri taşımak ve silindiri aşınmaya karşı korumak amacıyla iç silindir duvarına sabitlenir; başlıca olarak dalgalı astarlar ve kademeli astarlardan oluşur.
4. Öğütme Malzemeleri (Çelik Toplar ve Çelik Segmentler): Çeşitli çaplarda yüksek manganezli çelik bilyeler; cevher öğütme işleminin en önemli sarf malzemeleri.
5. Boş Şaftın Boşaltılması: Bu çıkıştan öğütülmüş çamur veya toz boşaltılır.
6. Pinyon ve Ana Dişli Şanzıman Sistemi: Motor ve redüktör, pinyonu tahrik ederek büyük dişliyi döndürür; böylece silindirin düşük hızda dönmesini sağlar.
7. Ana Yatak (Kayan Yatak / Makaralı Yatak): Dönen silindirin tamamını destekler ve bir sirkülasyonlu yağlama sistemi ile donatılmıştır.
8. Redüktör ve Tahrik Motoru: Dönme gücü sağlar ve silindir hızını kontrol eder.
9. Yüksek ve Düşük Basınçlı Yağlama İstasyonu: Sürtünme kaybını azaltmak amacıyla ana yataklara ve dişlilere sürekli olarak yağ sağlar.

Yapısal Kısa Tanıtım

Malzemeler, sol besleme ucundan dönen silindire girer. Silindir, farklı özelliklere sahip çelik bilyelerle doldurulur. Silindirin dönmesiyle birlikte çelik bilyeler, maden cevherlerine çarpmak ve öğütmek üzere basamaklı ve şelale benzeri hareketler gerçekleştirir. İnce öğütülmüş malzemeler, sağ boşaltma ucundan dışarı verilir. Normalde, bu sistem bir spiral sınıflandırıcı ile eşleştirilmiş kapalı devre bir öğütme sistemi oluşturur.

3. Ayrıntılı Çalışma Prensibi

Bilyalı değirmen, düşük hızlı silindir dönüşü ve çelik bilyelerin üç hareket durumuna dayanarak, darbe kırma ve sürtünme öğütme olmak üzere iki kırma etkisini gerçekleştirir. Tüm çalışma süreci 4 aşamaya ayrılabilir:

1. Adım: Güç Aktarımı ve Silindirin Sabit Hızlı Dönüşü

Motor, redüktör ve dişli çifti aracılığıyla yatay silindiri 15~25 rpm nominal hızda sabit bir şekilde döndürür. Silindir, uzun süreli kesintisiz çalışmayı garanti etmek üzere özel bir yağlama sistemine sahip iki ana yatak tarafından desteklenir.

2. Adım: İç Astarlar Tarafından Kaldırılan Çelik Toplar

Silindir dönerken, aşınmaya dayanıklı iç kaplamalar, çeşitli boyutlardaki çelik bilyeleri ve ham cevherleri birlikte belirli bir yüksekliğe kaldırır.

3. Adım: Malzeme Öğütme için Çelik Topların Üç Hareket Biçimi

Çelik bilyeler dinlenme açısının ötesine kaldırıldığında, üç tipik hareket meydana gelir:

1. Katarakt Hareketi: Büyük çelik bilyeler en yüksek noktadan serbest düşüşe geçerek cevherlere şiddetle çarpar ve darbeyle kırma işlemini gerçekleştirir; böylece büyük cevher topaklarını küçük parçacıklara ayırır.
2. Basamaklı Hareket: Orta ve küçük boyuttaki çelik bilyeler, astar yüzeyi boyunca yavaşça kayar. Çelik bilyeler ile cevherler arasında oluşan şiddetli sürtünme ve kesme kuvveti, ince öğütme işlemini gerçekleştirerek cevher parçacıklarını ince toza dönüştürür.
3. Santrifüj Hareketi: Dönme hızı kritik değeri aşarsa, çelik bilyeler düşmeden silindir duvarına sıkıca yapışır; bu durum anormal arıza çalışma koşullarına girer ve normal üretim sırasında kesinlikle önlenmelidir.

4. Adım: Kapalı Devre Döngüsel Öğütme ve Uygun Malzemenin Boşaltılması

1. Islak Öğütme Süreci: Su ile karıştırılmış cevherler besleme ucundan beslenir ve çelik bilyeler tarafından sürekli olarak çamur haline getirilir. İnce taneli çamur, boşluklu şafttan taşar. Kaba taneler, yeniden öğütülmek üzere bir spiral sınıflandırıcı vasıtasıyla bilyalı değirmenine geri taşınırken, yalnızca kalitelere uygun ince çamur, flotasyon ve manyetik ayırma gibi sonraki zenginleştirme işlemlerine akar.
2. Kuru Öğütme Süreci: Silindirin içine su eklenmez. İnce toz, fandan gelen hava akımıyla silindirden dışarı çıkarılır; iri parçacıklar ise siklon ayırıcı aracılığıyla ikincil öğütme işlemi için geri dönüştürülür.

Ek Bilgi: Çelik Bilye Sınıflandırma İlkesi

Silindir içinde asla tek bir özellikte çelik bilyeler kullanılmaz. Büyük çelik bilyeler kaba cevher parçacıklarını ezmekten sorumluyken, orta ve küçük çelik bilyeler ise ince öğütme işlemini üstlenir. Çelik bilyelerin uygun bir şekilde derecelendirilmesi, öğütme verimliliğini büyük ölçüde artırabilir ve bitmiş ürünün parçacık boyutunun homojen olmasını sağlayabilir.

4. Kapalı Devre Öğütme Teknolojik Akış Şeması

Hammadde → Konveyör Bandı → Öğütme için Bilyalı Değirmen Besleme Ucu → Spiral Sınıflandırıcıya Boşaltılan Çamur

• Nitelikli İnce Çamur: Flotasyon / manyetik ayırma zenginleştirme işlemine gönderilir
• Kaba kum taneleri: Yeniden öğütülmek üzere bilyalı değirmene geri gönderilir

5. Şunun Avantajları ve Dezavantajları Top Değirmeni

5.1 Avantajlar

1. Geniş uygulama yelpazesi; hem ıslak hem de kuru öğütme modları, yumuşak ve sert cevherler için kullanılabilir.
2. Arıza oranı düşük, sağlam mekanik yapı; büyük ölçekli maden üretimi için 24 saatlik tam yükte kesintisiz çalışmayı destekler.
3. Düzinelerce ila yüzlerce mesh arasında geniş bir ayar aralığına sahip olan bitmiş incelik derecesi, hem kaba öğütme hem de ultra ince öğütme işlemleri için uygundur.
4. İyi sızdırmazlık performansı; ıslak taşlama işlemi, çevre koruma gerekliliklerini karşılayacak şekilde neredeyse hiç toz kirliliği oluşturmaz.

5.2 Dezavantajlar

1. Ağır ekipman ağırlığı, inşaat sektöründeki yüksek yatırımlara yol açarken, aynı zamanda Raymond değirmenlerine kıyasla malzeme tonu başına nispeten yüksek enerji tüketimine de neden olmaktadır.
2. Çelik bilyeler ve astarlar, yüksek sıklıkta aşınan parçalardır; bu nedenle düzenli olarak çelik bilyelerin yenilenmesi ve astarların değiştirilmesi gerekir, bu da sürekli işletme ve bakım maliyetlerine yol açar.
3. Büyük ekipman hacmi, hareket kabiliyetini kısıtlamaktadır; bilyalı değirmenler çoğunlukla sabit üretim hatlarında kullanılır ve mobil kırma istasyonlarında nadiren devreye alınır.

6. Tipik Uygulama Senaryoları

1. Metal Cevherlerinin Zenginleştirilmesi: Altın, demir, bakır, kurşun-çinko cevherlerinin öğütülmesi yoluyla minerallerin ayrıştırılması ve metal konsantresinin elde edilmesi.
2. İnşaat Malzemesi Endüstrisi: Çimento klinkeri, kireçtaşı ve çelik cürufunun ince öğütülmesi.
3. Çevre ve Kimya Endüstrisi: Kükürt giderme kireçtaşı tozu, kaolin tozu ve bentonit tozu üretimi.
4. Yeni Malzeme Alanı: Kuvars kumu ve diğer metalik olmayan minerallerin yüksek saflıkta ince toz haline getirilmesi.