2.2. Мельницы

В мельницах рабочие органы многократно воздействуют на измельчаемый материал, что обеспечивает большую степень измельчения: i > 100.

Подводимая к измельчаемому материалу энергия рассеивается не только на образование и рост катастрофических трещин, приводящих к разрушению (полезные затраты). Часть трещин успевает залечиваться. Энергия рассеивается на агрегацию и дезагрегацию. Значительная часть энергии выделяется в виде тепла. Система, в соответствии с принципом Ле–Шателье–Брауна, стремится воспрепятствовать внешнему воздействию. Например, тонкие фракции порошка мешают дальнейшему измельчению.

Факторы, мешающие измельчению	Меры, снижающие воздействие этих факторов
Залечивание трещин (релаксация)	Расклинивающее действие жидкостей. ПАВы. Охлаждение. Увеличение частоты воздействий (вибрация).
Тонкие фракции.	Удаление тонких фракций (аспирация)
Агрегация частиц в высокодисперсных порошках.	Жидкая среда, ПАВы, электролиты.
Нагревание порошка из–за выделения тепла	Охлаждение мельницы

ПАВы применяют и для мокрого, и для сухого помола. Мокрый помол примерно в 10 раз эффективнее сухого, но в дальнейшем необходимо удалять жидкость. Это дополнительные затраты энергии и проблемы с охраной окружающей среды при утилизации дисперсионной среды, особенно если она неводная, например, органическая. Сухой помол менее эффективен и сопровождается пылением, но не требует последующего удаления дисперсионной среды и связанных с этим проблем.

2.2.1. Среднеходовые мельницы

(скорость рабочих органов до 4 м/с)

2.2.1.1. Валковая мельница

Загрузка измельчаемого материала сверху в центральную область чаши.

Разгрузка сбоку через край чаши и вниз.

Рабочая камера

Пространство между валками 2 и чашей 1. Принцип работы напоминает бегуны с вращающейся чашей. Чаша плоская а или в виде усеченного конуса б тогда катки катаются по боковой поверхности конуса. Основные способы измельчения – раздавливание, истирание. Перемещение измельчаемого материала: чаша, валки, край чаши. Оси катков жестко закреплены в рычагах 4, стягиваемых пружинами 3.

+ простота и надежность,

– загрязнение порошка материалом рабочих органов, если они из металла.

2.2.1.2. Роликово–маятниковая мельница

Загрузка измельчаемого материала сверху в область между вращающимся роликом 7 и неподвижным кольцом 8.

Разгрузка вниз.

Рабочая камера Пространство между роликами 7 и неподвижным кольцом 6. На ролики действуют центробежные силы, прижимающие их к кольцу или стенке. Основные способы измельчения – раздавливание, истирание.

Перемещение измельчаемого материала: ролики и неподвижное кольцо, вниз. Передача вращения: вертикальная ось, крестовины 8, маятниковые оси 9, ролики 7.

+ простота и надежность,

– загрязнение порошка материалом рабочих органов.

2.2.1.3. Шаровая кольцевая мельница

Загрузка измельчаемого материала по течке сверху через отверстие в неподвижном кольце 11 на вращающийся поддон 10.

Разгрузка сверху с потоком газ + порошок в сепаратор.

Рабочая камера Пространство между шарами 13 и желобом вращаемого поддона 10. Шары прижаты к поддону пружинами 12 через кольцо 11.

Основные способы измельчения – раздавливание, истирание.

Перемещение измельчаемого материала: течка, отверстие в кольце, поддон, желоб поддона и шары, газ + порошок, центральное отверстие сверху, проходной сепаратор.

+ простота и надежность,

– аспирация и сепарация.