Kugelmühle

Was ist eine Kugelmühle?

Eine Kugelmühle ist eine Art Mahlvorrichtung, bei der Kugeln, z. B. Tonerde, in einem zylindrischen Behälter platziert und als Mahlmedium gedreht werden. Im allgemeinen gibt es Vibrationskugelmühlen, die den Behälter in Schwingungen versetzen, und Planeten-Kugelmühlen, die den Behälter in einer Orbital- oder Spinnbewegung drehen. Kugelmühlen werden im Allgemeinen als solche definiert, die den Behälter drehen.

In einem Gerät, das sich horizontal drehen kann, werden Mahlkugeln (20-100 mm Durchmesser) und Rohmaterialien platziert. Die Rohmaterialien werden durch Zusammenprall mit den Mahlkugeln, Aufprall zwischen den Mahlkugeln und der Innenfläche sowie durch Reibung fein zerkleinert.

Als Geräte zur Vermahlung von Rohstoffen stehen auch Perlmühlen zur Verfügung. Die Mahlleistung einer Kugelmühle wird durch den freien Fall der Mahlkugeln bestimmt. Im Gegensatz dazu werden Perlmühlen durch ein Rührwerk durch die Zentrifugalkraft gezwungen, eine starke Schlagkraft auszuüben. Perlmühlen zeichnen sich auch durch einen geringeren Perlendurchmesser von weniger als 2 mm im Vergleich zu Kugelmühlen aus. Aufgrund der unterschiedlichen Mahlenergie und anderer Merkmale werden diese Maschinen in der Praxis unterschiedlich eingesetzt.

Anwendungen von Kugelmühlen

Aufgrund ihres einfachen Aufbaus und der leichten Skalierbarkeit werden Kugelmühlen für die Zerkleinerung von Erzen, Kohle, Zement, Pharmazeutika, Keramiken und Metallen in vielen Bereichen eingesetzt. Nachfolgend sind einige Beispiele aufgeführt.

• Titandioxid (Anwendungen: Pigmente, Farbstoffe, Photokatalyse, Offsetdruck, Kosmetika)
• Kautschuk-Ruß (Anwendungen: Produktverstärkung, Farben, Zusatzstoffe für magnetische Aufzeichnungsmedien, Batteriematerialien)
• Bariumtitanat (Anwendungen: Keramikkondensatoren, Verbundkondensatoren und andere elektronische Bauteile)
• Aluminiumoxid (Anwendungen: Keramiken, Schleifmittel)
• Harze (Anwendungen: Verwendung in einigen Batteriekomponenten und Allzweckkunststoffen)

Funktionsweise der Kugelmühle

Die optimale Drehzahl N einer Kugelmühle hängt von der Größe der Mahlkörper, dem Mahlverfahren (trocken oder nass), dem Vorhandensein von Hebern und der Größe der Mühle ab. Im Allgemeinen wird die Spezifikation einer Kugelmühle als Verhältnis zwischen der kritischen Drehzahl Nc und der optimalen Drehzahl N (N / Nc) ausgedrückt. Die hier angegebene „kritische Drehzahl Nc“ ist die Mindestdrehzahl, bei der die Partikel aufgrund der Zentrifugalkraft an der äußeren Innenwand haften bleiben. Wenn die Mahlkugeln einen Durchmesser von 30 mm haben, ist es üblich, bei der Berechnung der Drehzahl einen Wert von 75 % für trockene und 65 % für nasse Mahlung anzusetzen.

Das Verhältnis von Pulver, Kugel und Raum im Gefäß wirkt sich ebenfalls auf den Mahlvorgang aus. Im Allgemeinen sollte jedes Element etwa 1/3 des Volumens ausmachen, aber in der Praxis müssen die Bedingungen je nach Probe und Zweck (Verarbeitungszeit und Chargenvolumen) variiert werden.

Bei der Trockenmahlung werden das Rohmaterial und die Kugeln in die Mahlkammer gegeben. Der Vorteil der einfachen Struktur ist, dass Verunreinigungen unwahrscheinlich sind. Bei der Nassvermahlung wird zusätzlich zu den Rohstoffen und Mahlkugeln Wasser oder ein organisches Lösungsmittel zugegeben. Diese Methode eignet sich für die Aufbereitung und Mischung von Rohstoffen. Zur Erhöhung der Austragseffizienz der gemahlenen Produkte wird standardmäßig ein Luftspülmechanismus eingebaut. In Kugelmühlen werden manchmal spezielle Behälter eingesetzt. Diese werden für die Vermahlung von Materialien verwendet, bei denen während der Vermahlung Explosionsgefahr besteht, oder für die Vermahlung von Metallen, die oxidationsempfindlich sind.

Auswahl einer geeigneten Kugelmühle

Die häufigsten Arten von Behältern für Kugelmühlen sind aus Keramik und Metall. Metall wird für große Produktionsmengen verwendet, aber wenn die Gefahr einer Metallverunreinigung oder Korrosion besteht, müssen die Innenwände mit Gummi oder Urethan ausgekleidet werden. Dies erhöht die Kosten und kann je nach Größe schwierig zu fertigen sein. Die Kugeln bestehen grundsätzlich aus demselben Material wie der Behälter. Je höher die Dichte des Materials ist, desto stärker ist die Brechkraft, und je kleiner der Kugeldurchmesser ist, desto mehr Kontaktpunkte gibt es und desto höher ist die Brechleistung. Einige Materialien sind jedoch verschleißanfälliger als andere, sodass bei der Auswahl des richtigen Materials Vorsicht geboten ist.