Kugelmühle
Eine Kugelmühle, eine Art Mühle, ist ein zylindrisches Gerät, das zum Mahlen (oder Mischen) von Materialien wie Erzen, Chemikalien, keramischen Rohstoffen und Farben verwendet wird. Kugelmühlen drehen sich um eine horizontale Achse und sind teilweise mit dem zu mahlenden Material und dem Mahlmedium gefüllt. Als Mahlkörper werden verschiedene Materialien verwendet, darunter Keramikkugeln, Feuersteinkugeln und Edelstahlkugeln. Durch einen internen Kaskadeneffekt wird das Material zu einem feinen Pulver zerkleinert. Industrielle Kugelmühlen können kontinuierlich betrieben werden, wobei sie an einem Ende beschickt und am anderen Ende entleert werden. Große bis mittelgroße Kugelmühlen werden mechanisch um ihre Achse gedreht, während kleine Mühlen normalerweise aus einem zylindrischen Behälter mit Deckel bestehen, der auf zwei Antriebswellen sitzt (Riemenscheiben und Riemen werden zur Übertragung der Drehbewegung verwendet). Eine Steintrommel funktioniert nach demselben Prinzip. Kugelmühlen werden auch in der Pyrotechnik und bei der Herstellung von Schwarzpulver eingesetzt, können aber wegen ihrer Stoßempfindlichkeit nicht für die Herstellung einiger pyrotechnischer Mischungen wie Blitzpulver verwendet werden. Hochwertige Kugelmühlen sind potenziell teuer und können Mischungspartikel bis auf 5 nm zerkleinern, was die Oberfläche und die Reaktionsgeschwindigkeit enorm erhöht.
Die Zerkleinerung funktioniert nach dem Prinzip der kritischen Geschwindigkeit. Als kritische Geschwindigkeit kann diejenige Geschwindigkeit verstanden werden, ab der sich die Stahlkugeln, die für die Zerkleinerung der Partikel verantwortlich sind, entlang der Richtung der zylindrischen Vorrichtung zu drehen beginnen und somit keine weitere Zerkleinerung mehr bewirken.
Kugelmühlen werden in großem Umfang beim mechanischen Legierungsverfahren eingesetzt, bei dem sie zum Mahlen und zum Kaltschweißen verwendet werden, um Legierungen aus Pulvern herzustellen.
Die Kugelmühle ist ein wichtiges Gerät zum Mahlen von zerkleinerten Materialien und wird häufig in Produktionslinien für Pulver wie Zement, Silikate, feuerfeste Materialien, Düngemittel, Glaskeramik usw. eingesetzt, sowie für die Erzaufbereitung von Eisen- und Nichteisenmetallen. Mit der Kugelmühle können Erze und andere Materialien nass oder trocken gemahlen werden. Es gibt zwei Arten von Kugelmühlen, die sich in der Art des Materialaustrags unterscheiden: Rostmühlen und Überfallmühlen. Viele Arten von Mahlkörpern eignen sich für den Einsatz in einer Kugelmühle, wobei jedes Material seine eigenen spezifischen Eigenschaften und Vorteile hat. Die wichtigsten Eigenschaften von Mahlkörpern sind Größe, Dichte, Härte und Zusammensetzung.
- Größe: Je kleiner die Mahlkörperpartikel sind, desto kleiner ist die Partikelgröße des Endprodukts. Die Mahlkörperpartikel sollten wesentlich größer sein als die größten zu mahlenden Materialstücke.
- Dichte: Die Mahlkörper sollten dichter sein als das zu mahlende Material. Problematisch wird es, wenn die Mahlkörper auf dem Mahlgut aufschwimmen.
- Härte: Die Mahlkörper müssen haltbar genug sein, um das Material zu mahlen, aber möglichst nicht so hart, dass sie auch die Trommel verschleißen.
- Zusammensetzung: Verschiedene Schleifanwendungen stellen besondere Anforderungen. Einige dieser Anforderungen beruhen darauf, dass ein Teil der Mahlkörper im Endprodukt enthalten ist, während andere darauf beruhen, wie die Mahlkörper mit dem zu mahlenden Material reagieren.
- Wenn die Farbe des Endprodukts wichtig ist, müssen die Farbe und das Material der Mahlkörper berücksichtigt werden.
- Wenn eine geringe Verunreinigung wichtig ist, können die Mahlkörper so ausgewählt werden, dass sie sich leicht vom Endprodukt trennen lassen (z. B. kann Stahlstaub, der aus rostfreien Stahlkörpern hergestellt wird, magnetisch von Nichteisenprodukten getrennt werden). Eine Alternative zur Trennung ist die Verwendung von Mahlkörpern aus dem gleichen Material wie das zu mahlende Produkt.
- Entflammbare Produkte neigen dazu, in Pulverform explosiv zu werden. Medien aus Stahl können Funken schlagen und so zu einer Zündquelle für diese Produkte werden. Es muss entweder ein Nassmahlwerk oder ein funkenfreies Mahlgut wie Keramik oder Blei gewählt werden.
- Einige Mahlgüter, wie z. B. Eisen, können mit korrosiven Materialien reagieren. Aus diesem Grund können Mahlkörper aus rostfreiem Stahl, Keramik und Feuerstein verwendet werden, wenn beim Mahlen korrosive Stoffe vorhanden sind.
Die Mahlkammer kann auch mit einem inerten Schutzgas gefüllt werden, das nicht mit dem zu mahlenden Material reagiert, um Oxidation oder explosive Reaktionen zu verhindern, die mit der Umgebungsluft in der Mühle auftreten könnten.