دستگاه آسیاب گلوله ای
دستگاه آسیاب گلوله ای (Ball mill) نوعی از تجهیزات آسیاب است که برای آسیاب کردن مواد به پودر ریز استفاده می شود. این شامل یک پوسته استوانه‌ای توخالی است که حول محور خود می‌چرخد، پر از مواد آسیاب (معمولاً توپ‌های ساخته شده از فولاد، سرامیک یا مواد دیگر). چرخش استوانه باعث می‌شود که توپ‌ها به داخل سیلندر برگردند و روی موادی که قرار است آسیاب شوند، در نتیجه از طریق ضربه و ساییدگی اندازه کاهش می‌یابد.و در اسیاب کردن مواد مختلف در صنایع معدنی ، شیمیایی سرامیکی و سیمان سازی به کار می رود.
نحوه کار با دستگاه آسیاب گلوله ای
- بارگیری مواد خام
مواد مورد نظر (مانند سنگ معدن ، سیمان یا ترکیب شیمیایی ) به همراه گلوله اسیاب کننده که معمولا از جنس سرامیکی است به داخل استوانه ی اسیاب ریخته می شوند.
- چرخش استوانه
استوانه بال به کمک یک موتور الکتریکی به گیربکس کاهنده سرعت به ارامی حول محور خود می چرخد.
- اسیاب شدن مواد
گلوله ها با ضربه و سایش مواد خام را به مدت 15 تا 60 دقیقه خرد کرده و به دانه هایی با قطر 200 میکرون تبدیل می کنند.
برای هر دو آسیاب گلوله‌ای تر و خشک، آسیاب گلوله‌ای تقریباً 33٪ با گلوله‌ها (محدوده 30 تا 45٪) شارژ می‌شود. خمیر (سنگ معدن خرد شده و آب) 15٪ دیگر از حجم درام را پر می‌کند به طوری که حجم کل درام 50٪ شارژ می‌شود. خمیر معمولاً 75٪ جامد (سنگ معدن خرد شده) و 25٪ آب است. خمیر همچنین به عنوان "دوغاب" شناخته می‌شود.
از یک موتور الکتریکی برای چرخاندن آسیاب گلوله‌ای استفاده می‌شود. با چرخش آسیاب گلوله‌ای، گلوله‌ها به دلیل نیروی گریز از مرکز ایجاد شده در درام، به سطح داخلی درام "می‌چسبند". در یک زاویه مشخص، وزن گلوله‌ها بر نیروی گریز از مرکز که آنها را در مقابل درام نگه می‌دارد غلبه می‌کند و آنها شروع به غلتیدن به سمت خط مرکزی آسیاب گلوله‌ای می‌کنند (این ناحیه به عنوان "پنجه" شناخته می‌شود). به این ترتیب، سنگ معدن هم از طریق سایش (سایش سنگ معدن به سایر قطعات سنگ معدن) و هم از طریق ضربه (برخورد گلوله‌ها با سنگ معدن) از نظر اندازه کاهش می‌یابد.
اجزای دستگاه آسیاب گلوله ای
ورودی: ورود مواد مورد نظر که قرار است خرد شوند .
تخلیه: خارج کردن مواد اسیاب شده
مخزن گردان: پوشش استوانه ای آسیاب گلوله ای است. داخل مخزن با صفحات آلیاژی فولاد منگنز نصب شده است که از پوسته فولادی در برابر سایش محافظت می کند.
چرخ دنده: یک حلقه چرخ دنده نصب شده در حاشیه بیرونی مخزن.
گیربکس: برای کاهش سرعت از موتور به آسیاب گلوله ای استفاده می شود
گلوله ها: معمولاً از فولاد آلیاژی منگنز ساخته می شوند، اما مواد بستگی به این دارد که آسیاب برای چه ماده ای آسیاب می کند (آلیاژ فولاد کروم و لاستیک نیز موجود است). اندازه توپ ها به اندازه درام بستگی دارد، اندازه های معمولی توپ دو تا سه اینچ قطر دارند (توپ های چهار اینچی نیز امکان پذیر است).
بلبرینگ:نگهدارنده و تیکهگاه اصلی استوانهی دوار.
آسیاب‌های گلوله‌ای مدار بسته یا مدار باز
آسیاب‌های گلوله‌ای ممکن است به صورت مدار بسته یا مدار باز کار کنند. مدارهای بسته مقدار مشخصی از خروجی آسیاب گلوله‌ای را برای کاهش بیشتر اندازه به آسیاب گلوله‌ای برمی‌گردانند. یک سیستم بسته معمولی، سنگ معدن را بین دو تا سه بار آسیاب می‌کند.
هیدروسیکلون‌هایی که مستقیماً پس از آسیاب گلوله‌ای نصب می‌شوند، تضمین می‌کنند که فقط مواد با اندازه بزرگ به آسیاب گلوله‌ای بازگردانده می‌شوند. انواع دیگری از طبقه‌بندی‌کننده‌ها نیز می‌توانند استفاده شوند (طبقه‌بندی‌کننده‌های چنگکی و مارپیچی)، اما هیدروسیکلون اکنون یکی از رایج‌ترین آنهاست.
سرعت بحرانی
سرعت بحرانی به عنوان نقطه‌ای تعریف می‌شود که در آن نیروی گریز از مرکز اعمال شده به بار آسیاب سنگ‌زنی برابر با نیروی جاذبه است. در سرعت بحرانی، بار آسیاب سنگ‌زنی به سطح داخلی آسیاب می‌چسبد و نمی‌غلتد.
بیشتر آسیاب‌های گلوله‌ای تقریباً با 75٪ سرعت بحرانی کار می‌کنند، زیرا این سرعت بهینه تعیین می‌شود. سرعت بهینه واقعی به قطر درام بستگی دارد. قطرهای بزرگتر درام با سرعت بحرانی کمتر از 75٪ کار می‌کنند در حالی که قطرهای کوچکتر درام با سرعت بحرانی بالاتر از 75٪ کار می‌کنند.
کاربردها
- کاربردهای آسیاب ثانویه: دستگاه های آسیاب گلوله ای را می توان برای کاربردهای آسیاب ثانویه استفاده کرد که می تواند کارایی فرآیند آسیاب اولیه را بهبود بخشد. به عنوان مثال، ماشین ها برای آسیاب و فرآوری مواد معدنی، سنگ معدن و سایر مواد مورد استفاده در صنعت معدن استفاده می شوند.
- سنگ زنی تک مرحله ای: دستگاه های آسیاب گلوله ای را می توان برای آسیاب خشک یا مرطوب تک مرحله ای استفاده کرد که می تواند پیچیدگی فرآیند پردازش پودر را کاهش دهد و در زمان و منابع صرفه جویی کند.
- کاهش سایز: از دستگاه های آسیاب گلوله ای می توان برای کاهش اندازه مواد استفاده کرد و کار و پردازش آنها را آسان تر می کند.
- صنعت سیمان: در تولید سیمان از آسیاب گلوله ای برای آسیاب کلینکر و مواد افزودنی به پودر ریز برای تولید سیمان استفاده می شود. این فرآیند برای دستیابی به اندازه و قوام ذرات مورد نظر ضروری است
- سرامیک: در صنعت سرامیک از آسیاب گلوله ای برای آسیاب خاک رس، لعاب و سایر مواد اولیه برای تولید محصولات سرامیکی استفاده می شود. آنها به دستیابی به اندازه و توزیع ذرات مورد نیاز کمک می کنند.
- تولید ذرات ریز یکنواخت
ویژگی آسیاب گلوله ای
ارزان، آسان برای انجام، و قادر به تولید عیوب کریستالی است که می تواند برای کاربردهای خاص مفید باشد. با این حال، محدودیت هایی مانند کند بودن فرآیند، ایجاد صدا و ارتعاش، و نامناسب بودن برای مواد نرم، چسبنده یا فیبری دارد. علاوه بر این، آسیاب گلوله‌ای با انرژی بالا، گونه‌ای از این روش، از نظر تجاری برای سنتز نانوذرات مفید و موثر است، اما از اشکالاتی مانند مساحت سطح کم، توزیع اندازه چند پراکنده و حالت‌های نیمه آمورف در محصول نهایی رنج می‌برد. این عوامل باعث می شود که آسیاب گلوله ای یک تکنیک همه کاره و در عین حال وابسته به زمینه باشد.
نکاتی هنگام خرید رعایت کرد
- نوع و کاربرد دستگاه
بال میل ها در دو نوع تر و خشک وجود دارند.
- ظرفیت و اندازه دستگاه
- جنس و کیفیت بدنه وقطعات داخلی
- قدرت و مصرف انرژی
- سیستم خنک کننده
- هزینههای نگهداری و تعمیرات
نتیجه گیری
آسیاب گلوله‌ای یک تجهیز کلیدی در صنایع معدنی، شیمیایی، سرامیک و سیمان‌سازی است که برای کاهش اندازه مواد به پودر ریز از طریق سایش و ضربه به کار می‌رود. این دستگاه با ساختار ساده و کارایی بالا، امکان آسیاب خشک یا تر را فراهم می‌سازد. عملکرد آن به پارامترهایی مانند سرعت چرخش، نوع گلوله و درصد بارگذاری بستگی دارد. به‌دلیل مزایا و محدودیت‌های خاص، انتخاب صحیح آن باید با توجه به نوع ماده و نیاز فرآیند انجام گیرد.