Для чего используется шаровая мельница?

Дробильная  Шаровая мельница  — это тип  измельчитель  , используемый для измельчения, смешивания, а иногда и для смешивания материалов, используемых в процессах обогащения полезных ископаемых, красок, пиротехники, керамики и  селективного лазерного спекания . Он работает по принципу удара и истирания: уменьшение размера происходит за счет удара, когда шары падают с верхней части оболочки.

Шаровая мельница состоит из полого цилиндрического корпуса, вращающегося вокруг своей оси. Ось оболочки может быть как горизонтальной, так и под небольшим углом к ​​горизонтали. Он частично заполнен шариками. Мелющие тела представляют собой шары, которые могут быть изготовлены из стали ( хромистой стали ), нержавеющей стали, керамики или резины. Внутренняя поверхность цилиндрической оболочки обычно облицована износостойким материалом, таким как  марганцевая сталь  или резиновая футеровка. Меньший износ происходит в мельницах с резиновой футеровкой. Длина фрезы примерно равна ее диаметру.

Общая идея шаровой мельницы древняя, но только после  промышленной революции  и изобретения  энергии пара  можно было построить эффективную шаровую мельницу. Сообщается, что он использовался для  измельчения кремня для гончарных изделий  в 1870 году.

В шаровой мельнице непрерывного действия измельчаемый материал подается слева через конус 60°, а продукт выгружается через конус 30° справа. Когда оболочка вращается, шарики поднимаются вверх по поднимающейся стороне оболочки, а затем каскадом падают вниз (или падают на корму) с верхней части оболочки. При этом твердые частицы между шарами и землей уменьшаются в размерах за счет удара.

Шаровые мельницы используются для измельчения таких материалов, как уголь, пигменты и полевой шпат для гончарных изделий. Измельчение может быть как влажным, так и сухим, но первое выполняется на низкой скорости. Смешивание взрывчатых веществ является примером применения резиновых мячей. ^[2]  Было показано, что для систем с несколькими компонентами шаровая мельница эффективна для повышения  твердого тела .  chemical reactivity.^[3]  Additionally, ball milling has been shown effective for production of amorphous materials.

Шаровая мельница, тип  измельчитель , представляет собой цилиндрическое устройство, используемое для измельчения (или смешивания) материалов, таких как  руды , химикаты, керамическое сырье и краски. Шаровые мельницы вращаются вокруг горизонтальной оси, частично заполненные измельчаемым материалом и мелющей средой. В качестве среды используются различные материалы, в том числе  керамические  шарики,  кремневая  галька и  шарики из нержавеющей стали  . Внутренний каскадный эффект превращает материал в мелкий порошок. Промышленные шаровые мельницы могут работать непрерывно, с загрузкой с одного конца и разгрузкой с другого конца. Большие и средние шаровые мельницы механически вращаются вокруг своей оси, а малые обычно состоят из цилиндрического контейнера с крышкой, установленного на два приводных вала ( шкивы и ремни). По  каменный кувшин . Шаровые мельницы также используются в  пиротехнике  и производстве  дымного пороха , но не могут быть использованы при приготовлении некоторых пиротехнических смесей, таких как  порох-вспышка,  из-за их чувствительности к удару. Высококачественные шаровые мельницы потенциально дороги и могут измельчать частицы смеси до размера 5  нм , значительно увеличивая площадь поверхности и скорость реакции.

Измельчение работает по принципу критической скорости. Под критической скоростью можно понимать такую ​​скорость, после которой стальные шарики (отвечающие за измельчение частиц) начинают вращаться в направлении цилиндрического устройства; таким образом, не вызывая дальнейшего измельчения.

Шаровые мельницы широко используются в процессе  легирования  process^{[5] .} in which they are not only used for grinding but for cold welding as well, with the purpose of producing alloys from powders.

Шаровая мельница является ключевой частью оборудования для измельчения измельченных материалов и широко используется в производственных линиях для порошков, таких как цемент, силикаты, огнеупорные материалы, удобрения, стеклокерамика и т. д., а также для  обогащения руд  черных и цветных металлов. -черные металлы. Шаровая мельница может измельчать руду и другие материалы как мокрым, так и сухим способом. Существует два типа шаровых мельниц: решетчатые и пересыпные, из-за различных способов выгрузки материала. Для использования в шаровой мельнице подходят многие типы мелющих тел, каждый из которых имеет свои специфические свойства и преимущества. Основными свойствами мелющих тел являются размер, плотность, твердость и состав.

• Размер: чем меньше частицы среды, тем меньше размер частиц конечного продукта. При этом частицы мелющих тел должны быть значительно крупнее самых крупных кусков измельчаемого материала.
• Плотность: среда должна быть плотнее измельчаемого материала. Проблема возникает, если мелющие тела плавают поверх измельчаемого материала.
• Твердость: Мелющие тела должны быть достаточно прочными, чтобы измельчать материал, но, по возможности, не должны быть настолько жесткими, чтобы быстро изнашивать стакан.
• Состав: Различные виды шлифования предъявляют особые требования. Некоторые из этих требований основаны на том факте, что часть мелющих тел будет находиться в готовом изделии. Другие основаны на том, как СМИ будут реагировать на измельчаемый материал.
• Если важен цвет готового продукта, необходимо учитывать цвет и материал мелющих тел.
• Там, где важно низкое загрязнение, мелющие тела могут быть выбраны так, чтобы их было легко отделить от готового продукта (например, стальная пыль, полученная из среды из нержавеющей стали, может быть отделена от цветных металлов с помощью магнита). Альтернативой разделению является использование среды из того же материала, что и измельчаемый продукт.
• Легковоспламеняющиеся продукты имеют тенденцию становиться  взрывоопасными в виде порошка . Стальные среды могут искрить, становясь источником воспламенения для этих продуктов. керамические  или  свинец . must be selected.
• Некоторые среды, такие как железо, могут вступать в реакцию с коррозионно-активными материалами. По этой причине  можно использовать мелющие тела из нержавеющей стали , керамики и  кремневая  , если во время измельчения присутствуют коррозионно-активные вещества.

Камера измельчения также может быть заполнена инертным  защитным газом  , который не вступает в реакцию с измельчаемым материалом, чтобы предотвратить окисление или взрывоопасные реакции, которые могут произойти с окружающим воздухом внутри мельницы.

Шаровая мельница имеет ряд преимуществ перед другими системами: низкие затраты на установку и мелющую среду; вместимость и крупность можно регулировать, регулируя диаметр шарика; он подходит как для периодической, так и для непрерывной работы, а также для открытого и замкнутого цикла измельчения и применим для материалов всех степеней твердости.

Помимо обычных шаровых мельниц, существует второй тип шаровых мельниц, называемый  планетарная шаровая мельница. Планетарные шаровые мельницы меньше, чем обычные шаровые мельницы, и в основном используются в лабораториях для измельчения материала образцов до очень малых размеров. Планетарная шаровая мельница состоит по меньшей мере из одного размольного стакана, расположенного эксцентрично на так называемом солнечном колесе. Направление движения солнечного колеса противоположно направлению движения размольных стаканов (соотношение: 1:−2 или 1:−1). Размольные шары в размольных стаканах подвергаются наложенным вращательным движениям, так называемым силам Кориолиса. Разница в скоростях между шарами и размольными стаканами создает взаимодействие между силами трения и удара, что приводит к высвобождению высокой динамической энергии. Взаимодействие между этими силами обеспечивает высокую и очень эффективную степень измельчения в планетарной шаровой мельнице.

Mr. Nick Sun   [email protected]