The Effect of Grinding Aids in the Production of Bio-Filling Material in Stirred Media Mill

Abstract

With this study, the effects of the type and dosage of grinding were examined on grinding efficiency and at the same time the negative effects of waste on the environment are planned to reduce the through efficient use. In the dry grinding experiments carried out within the scope of the study, five different dosages of six grinding aids from three different groups (by weight, 0%, 0.25%, 0.5%, 1% and 2%) effect on the product has been investigated. With this study, the effect of grinding aid type and amount in different groups on product size (d80), particle size distribution and temperature (°C) was investigated. This study is a promising study on the issue of preventing the depletion of natural resources and transforming waste into valuable and usable products and at the same time, it has been observed that significant improvements have been achieved on the grinding performance with the grinding aids used. In the experiments using grinding aid at appropriate dosages, better results were obtained in terms of product size, temperature, and particle size distribution with the product compared to the experiments without grinding aid.

Keywords

• Stirred media mill
• Dry grinding
• Recycling
• Eggshell
• Grinding aids

KARIŞTIRMALI BİLYALI DEĞİRMENDE BİYO-DOLGU MALZEMESİ ÜRETİMİNDE ÖĞÜTME YARDIMCILARININ ETKİSİ

Öz

Bu çalışma ile öğütme yardımcılarının tür ve dozajının öğütme verimi üzerine etkileri incelenmiş olup aynı zamanda atıkların çevre üzerindeki olumsuz etkilerinin verimli kullanım yoluyla azaltılması planlanmıştır. Yapılan kuru öğütme deneylerinde üç farklı gruptan altı tane öğütme yardımcısının, beş farklı dozajının (ağırlıkça, %0, %0,25, %0,5, %1 ve %2) ürün üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Yapılan bu çalışma ile farklı gruplarda yer alan öğütme yardımcısı cins ve miktarının ürün boyutu (d80), boyut dağılımı ve sıcaklık (C°) üzerine etkisi araştırılmıştır. Bu çalışma, doğal kaynakların tükenmesini önlemek, atıkların değerli ve kullanılabilir ürüne dönüştürülmesi konusuna umut verici nitelikte bir çalışma olup aynı zamanda kullanılan öğütme yardımcıları ile öğütme performansı üzerinde önemli iyileşmelerin sağlandığı görülmüştür. Uygun dozajlarda öğütme yardımcısı kullanılarak yapılan deneylerde, öğütme yardımcısız yapılan deneylere nazaran ürün boyutu, sıcaklık ve boyut dağılımı açısından daha iyi sonuçlar elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Karıştırmalı bilyalı değirmen
• Kuru öğütme
• Geri dönüşüm
• Yumurta kabuğu
• Öğütme yardımcıları

References

1. Adal, S., 2018, Yumurta kabuğu tozu kullanılarak mineral madde bakımından zenginleştirilen ekmelerin bazı fiziksel ve kimyasal özelliklerinin belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, M.C.B.Ü. Fen Bilimler Enstitüsü, Türkiye.
2. Austin, L.G., Klimpel, R.R., Luckie, P.T., 1984, Process engineering of size reduction: Ball Milling, SME, New York, 561.
3. Choi, H.K., Choi, W.S., 2003, “Ultra-Fine grinding mechanism of inorganic powders in a stirred ball mill”, Korean Journal of Materials Research, Cilt 20, Sayı 3, ss. 554-559. https://doi.org/10.1007/BF02706924.
4. Çayırlı, S., Gökçen, H.S., 2018, “Kalsitin dik ve yatay kariştirmali değirmende öğütülmesinde öğütme yardimcisinin etkisinin incelenmesi”, Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt 7, Sayı 2, ss. 838-847.
5. El-shall, H., Somasundaran, P., 1984, "Mechanisms of Grinding Modification by Chemical Additives: Organic Reagents", Powder Technology, Cilt 38, ss. 267-273.
6. Fuerstenau, D.W., 1995, "Grinding Aids", Kona, Cilt 13, ss. 5-18.
7. Güneş, A., 2019, Yumurta kabuğu takviyeleri polimer esaslı kompozitlerin mekanik davranışının incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, B.Ü. Fen Bilimler Enstitüsü, Batman.
8. Hasegawa, M., Kimata, M., Shimane, M., Shoji T., Tsuruta, M., 2001, “The effect of liquid additives on dry ultrafine grinding of quartz”, Powder Technology, Cilt 114, ss. 145-151. https://doi.org/10.1016/S0032-5910(00)00290-4. https://doi.org/10.1080/1023666X.2014.953747.

9. Karagöz, B., 2011, Yumurta kabuğu, antep fıstığı kabuğu, fındık kabuğu, pirinç kabuğu ve zeytin çekirdeğinden hazırlanan adsorbanların adsorpsiyon performansları, Yüksek Lisans Tezi, T.Ü. Fen Bilimler Enstitüsü.
10. Katırcıoğlu-Bayel, D., 2016, Mineral dolgu malzemesi üretiminde öğütme parametreleri ve ürün kalitesinin kontrolü, Doktora Tezi, İ.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye.
11. Katırcıoglu-Bayel, D., 2018, “The Effect of Grinding Additives on Stirred Media Milling of Talc”, International Journal of Innovative Science, Engineering & Technology, Cilt 5, Sayı 7, ss. 36-39.
12. Katırcıoglu-Bayel, D., 2019, “The effect of grinding media performance on wet milling of calcite”. Selçuk Üniversitesi Mühendislik, Bilim Ve Teknoloji Dergisi, Cilt 7, Sayı 2, ss. 379-386.
13. Kıllı, U., Tutuş, A., Çiçekler, M., Özdemir, F., 2017, Atık ofis kağıtları ve yumurta kabuklarından yazı-tabı kağıdı üretimi, H.Ü.I. Uluslararası Ar-Ge Proje Pazarı, Şanlıurfa.
14. Kotake, N., Kuboki, M., Kiya S., Kanda, Y., 2011, “Influence of dry and wet grinding conditions on fineness and shape of particle size distribution of product in a ball mill”, Advanced Powder Technology, Cilt 22 Sayı 1, ss. 86-92. https://doi.org/10.1016/j.apt.2010.03.015.
15. Mohammadi, M., Lahijani, P., Mohamed, A., 2014, “Refractory dopant incorporated cao from waste eggshell as sustainable sorbent for CO2 capture; experimental and kinetic studies”, Chemical Engineering Journal, Cilt 243, ss. 455-464. http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2014.01.018.
16. Orumwense, O.A., Forssberg, E., 1992, "Superfine and Ultrafine Grinding-A Literature Survey", Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, Cilt 11, ss. 107-127.
17. Paramasivam, R., Vedaraman, R., 1992, "Effect of Physical Properties of Liquid Additives on Dry Grinding", Powder Technology, Cilt 70, ss. 43-50.
18. Prziwara, P., Breitung-Faes S., Kwade, A., 2018, “Impact of grinding aids on dry grinding performance, bulk properties and surface energy”, Advanced Powder Technology, Cilt 29, Sayı 2, ss. 416-425. https://doi.org/10.1016/j.apt.2017.11.029.
19. Senthil J., Raj, M., 2015, “Preparation and characterization of reinforced eggshell polymer compositen”, International Journal on Mechanical Engineering and Robotics, Cilt 3, Sayı 3, ss. 7-17.
20. Wei, Z., Xu C., Li, B., 2009, “Application of waste eggshell as low-cost solid catalyst for biodiesel production”, Bioresource Technology, Cilt 100, ss. 2883-2885.
21. Yoo, S., Shieh, S.J.,2009, “Utilization of calcium carbonate particles from eggshell waste as coating pigments for ink jet printing paper”, Bioresource Technology, Cilt 100, ss. 6416-6421.