INVESTIGATING OF CONVANTIONAL AND MICROWAVE HEAT EFFECT ON GRINDABILITY OF QUARSITE

Abstract

In this study, the effect of conventional oven and microwave oven which are different in the sense of heating mechanism on grindability of quartzite was analyzed. In order to determine chemical, mineralogical and thermal samples were done pre-treatment such as manual size reduction, size reduction with jaw crusher and homogenization. In order to heat the samples in the experiments; laboratory type conventional oven and domestic type microwave oven were used. Samples were treated in different temperatures, different power levels and different heat exposure duration at each ovens and then grinding experiments of these samples were done. Grinding experiments were carried out in laboratory type ceramic ball mill. After each grinding experiments, wet-sieve analyses of samples were done and cumulative undersize curves were drawn. These results were compared to the values obtained after grinding process under same conditions carried out with samples which are not exposed to heat, the effect of thermal pre-treatment of on grindability of quartzite was determined. Results show that heat pretreatment has no positive effect on grindability of quartzite

Keywords

• Grindability
• Quartz
• Conventional Heating
• Microwave oven

KONVANSİYONEL VE MİKRODALGA ISITMAYA BAĞLI KUVARSİTİN ÖĞÜTÜLEBİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ

Abstract

Cevher kayaç ve çimento hammaddelerinin boyutlarının küçültülmesi sadece çok büyük miktarlarda enerji ihtiyacı doğurmamakta aynı zamanda önemli derecede öğütücü ortam ve değirmen astarlarında aşınmalara da yol açmaktadır. Örneğin 1976 yılında dünya elektrik üretiminin yaklaşık %3,3’ünün  kırma-öğütme faaliyetlerinde ve yine 1978 de Amerika’da üretilen enerjinin %1,3’nün boyut küçültmede tüketildiği rapor edilmektedir(Fuerstenau and Abouzeid, 2002).  Bu da boyut küçültme işlemlerinde enerji verimliliğinin ne kadar önemli olduğunu ortaya koymaktadır. Madencilik endüstrisinde öğütme için gerekli olan enerji ihtiyacını azaltmak buna karşın minerallerin serbestleşme derecesini arttırmak için ısıl ön işlem bazen ekonomik bir yöntem olarak önerilebilmektedir. Bununla beraber yapılan birçok çalışmada,  ısıl ön işlem ile öğütme sırasında değirmen kapasitesinin arttırılabildiği, ton cevher başına cihazdaki aşınmanın azaldığı, değirmen ürün boyutlarının çok daha iyi kontrol edilebildiği, ince şlam üretiminin ise azaltılabildiği gibi faydaları da rapor edilmektedir. Bu çalışmada ısıtma mekanizmaları bakımından birbirinden farklı ısı kaynakların kuvarsitin öğütülebilirliğine olan etkisi incelenmiştir. Deneylerde ısı kaynağı olarak; laboratuar tipi bir konvansiyonel fırın ile ev tipi bir mikrodalga fırın kullanılmıştır. Numuneler her bir ısı kaynağında farklı sıcaklıklarda ve farklı ısıya maruz kalma sürelerinde işlem görmüş ve daha sonra bu numunelerin öğütme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Öğütme deneyleri laboratuar tipi seramik bilyeli değirmende yapılmıştır. Her öğütme sonrası numunelerin elek analizleri yapılarak elde edilen bu sonuçlar ısıya maruz kalmamış numunelerden elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılarak ısıl ön işlemin kuvarsitin öğütülebilirliğine olan etkisi belirlenmeye çalışılmıştır.

Keywords

• Öğütülebilirlik
• Kuvarsit
• Konvansiyonel Isıtma

References

1. Akarsu H., Yıldırım M., 1999, Adana/Feke Kuvarsitlerinden Züccaciye Kalitesinde Cam Kumu Hazırlanması, 3 Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, s:34-46.
2. Derling ST. and Abicht H.P., 1996, Microwave sintering of BaTiO3-based ceramics, Journal of Microwave Power and Electromagnetic Energy, Vol. 31, No. 4, pp:221-227.
3. Ersayın S., Ergün Ş. L. and Benzer H., 1994, The effects of heat treatment on grinding and liberation of chromite ores, Progress in Mineral Processing Technology, Cappadocia/Turkey, Demirel&Ersayın (eds), pp: 33-37, Balkema.
4. Fitzgibbon K.E. and Veasey T.J., 1990, Thermally assisted liberation-a review, Mineral Engineering, Vol:3, N:1/2, , p:181-185.
5. Fuerstenau D.W. ,and Abouzeid Z.M., 2002, The energy efficiency of ball milling in comminution, Int. J. Miner. Process. 67, pp: 161– 185
6. Fujimoto, S., 1993; “Reducing Specific Power Usage in Cement Plant”, World Cement, (7), 25- 35.
7. Güngör A. and Atalay Ü., 1996, Microwave processing and grindability, Innovations in Mineral and Coal Processing, 7. International Mineral Processing Symposium Istanbul/Turkey, Atak, Önal& Çelik (eds), pp:13-16, Balkema, Rotterdam.
8. Jones D.A., Kingman S.W., Whittles D.N. and Lowndes I.S., 2005 , Understanding microwave assisted breakage, Minerals Engineering 18, p659–669.

9. Jones D.A., Kingman S.W., D Whittles and I. Lowndes.S., 2006 , The influence of microwave energy delivery method on strength reduction in ore samples, Chemical Engineering and Processing,Volume 46, Issue 4,April 2007,Pages 291-299
10. Kingman S. W., Jackson K., CumbanE A., S Bradshaw M., Rowson N. A. and Greenwood R., 2003, Recent developments in microwave-assisted comminution, International Journal of Mineral Processing, Int. J. Miner. Pross., volume 74, Issue:1-4, p:71-83, 19 November.
11. Toraman Ö. Y., Depçi T., 2007, Kömürde Mikrodalga İle Önişlem Uygulamaları, Madencilik, Cilt 46, Sayı 3, Sayfa 43-53
12. Özbayoğlu G. ve Depci T., 2006; “Microwave Radiation Effect on Coal Grindability” 15th International Coal Properation Congress, October 2006, Pekin / China.
13. Parekh B. K., Epstein H.E. and Goldberger W.M., 1984, Novel comminution process uses electric and ultrasonic energy, Mining Engineering, pp:1305-1309, September.
14. Patil D., Mutsuddy B. and Garard R., 1992, Microwave reaction sintering of oxide ceramics, Journal of Microwave Power and Electromagnetic Energy, Vol. 27, No.1, pp:49-53.
15. Stuchly M. A. and Stuchly S. S., 1983, Industrial, scientific, medical and domestic applications ofmicrowaves, IEE Proceedings, Vol 130, No 8, pp:467502.
16. Şener S.. and Özbayoğlu G., 1996, Effect of heat treatment on grindability of ulexite, Innovations in Mineral and Coal Processing, 7. International Mineral Processing Symposium Istanbul/Turkey, Atak, Önal& Çelik (eds), pp:29-31, Balkema, Rotterdam.
17. Walde S.G., Balaswamy V., Velu V. and Rao D.G., 2002, Microwave drying and grinding characteristics of weat, Journal of Food Engineering 55, p:271-276.
18. Walkiewicz J.W., Clark A.E. and Mcgill S.L., 1991, Microwave-Assisted Grinding, IEEE Transactions on Industry Application, Vol 27, No 2, pp: 239-243, Mart/April.
19. Wonnacott G. and Wills B.A., 1990, Optimisation of thermally assisted liberation of a tin ore with the aid of computer simulation, Minerals Engineering, v.3, ıssues 1-2, p.187-198.
20. Yıldız K. ve Alp A., 2000., Metalurjik proseslerde mikrodalga kullanımı, Metalurji Dergisi, Cilt 24, Sayı:125, s.24-29.