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Uno dei pezzi di attrezzatura mineraria più utilizzati è il mulino a sfere rotante proprio come Mulino a sfere leggero da laboratorio Per laboratorio. È una macchina che frantuma i materiali in pezzi più piccoli utilizzando energia elevata. Questa tecnica funziona particolarmente bene nella lavorazione di materiali tossici, fragili e altamente abrasivi.
Metalli e leghe nanocristallini sono stati creati con successo utilizzando la macinazione a sfere ad alta energia o mulino a sfere a rulli da laboratorioQuesto metodo ha il potenziale per produrre molti più materiali rispetto alla metallurgia delle polveri tradizionale.
Durante la macinazione in un mulino a sfere ad alta energia, le particelle subiscono un impatto ad alta energia, che provoca una forte deformazione ciclica. Successivamente, i pezzi vengono saldati a freddo. Nel caso di sfere metalliche, la debole interazione di Van der Waals tra gli strati di grafite può essere superata dal carico meccanico.
Inoltre, i solidi possono subire trasformazioni polimorfiche a seguito della macinazione ad alta energia con sfere. Ciò può comportare l'amorfizzazione di composti intermetallici o la creazione di vetro da miscele di polveri elementari.
Utilizzando questo metodo, è possibile produrre metalli con dimensioni minime delle particelle comprese tra 4 e 26 nm. Ad esempio, il metodo HEBM è stato utilizzato per creare metalli in leghe a base di Ti e Zr. Su questi campioni sono stati inoltre effettuati calcoli della struttura elettronica.
Nella maggior parte dei casi, la carica iniziale di polvere è costituita da una combinazione di lega madre, ceramica o entrambe. Per aumentare la resa della reazione, questi parametri possono essere modificati.
Si tratta di una tecnica semplice, che richiede poca manutenzione e ha un prezzo ragionevole. Tuttavia, il processo richiede del tempo.
La procedura è suddivisa in tre fasi: iniziale, intermedia e finale. Ogni fase ha uno scopo specifico. Nella fase iniziale le particelle vengono appiattite. Questo è il passaggio più cruciale.
Nella fase intermedia, le particelle vengono ulteriormente appiattite. La diffusività delle particelle aumenta con il prolungarsi del processo di macinazione, riducendo anche la distanza di diffusione. La massa dei grani diminuisce con il prolungarsi del processo di macinazione.
Nell'ultima fase, le sfere assumono una forma sferica. Questa forma è dovuta alla forte forza centrifuga generata dal guscio rotante.
Materiali altamente abrasivi per laminatoio a sfere Possono essere prodotti con materiali sintetici come il carburo di silicio e l'allumina o con risorse naturali come il diamante e la grauvacca. Mentre gli abrasivi sintetici vengono creati attraverso processi complessi, gli abrasivi naturali si possono trovare in diversi luoghi, come miniere e cave.
I campioni vengono fatti ruotare all'interno di una sfera di macinazione per simulare contatti abrasivi ad alto stress in un test di abrasione con mulino a sfere (BMAT). Per fornire una varietà di parametri operativi per il collaudo di materiali resistenti all'abrasione, i test possono essere eseguiti in modalità di rotazione o di rivestimento. È anche possibile utilizzare diverse modalità BMAT per studiare in modo sinergico come la corrosione influisce sui mulini a sfere commerciali.
Solitamente, durante l'esecuzione dei test si utilizzano quattro intervalli di 20 ore. Variando i parametri operativi, è possibile ottenere angoli di impatto differenti. È possibile personalizzare un BMAT per l'utilizzo con parametri di macinazione predeterminati. Ciò risulta particolarmente utile per valutare le prestazioni delle sfere di macinazione.
Per le prove sono stati utilizzati basalto e quarzite, due rocce abrasive. Sono state condotte due prove separate per ciascun abrasivo. I due campioni in entrambe le prove presentano valori medi di perdita di spessore simili. Tuttavia, la deviazione standard relativa (RSD) è maggiore nella quarzite rispetto al basalto. Secondo un'analisi statistica dei dati, questa differenza non è statisticamente significativa.
Il BMAT-C è in grado di replicare le stesse condizioni di frantumazione presenti nei mulini a sfere commerciali, rendendolo una modalità operativa appropriata per i test sugli abrasivi. È possibile utilizzare qualsiasi abrasivo, sintetico o naturale, e di qualsiasi forma. Prima di essere sottoposto a burattatura, l'abrasivo viene vagliato per ottenere una granulometria specifica.
Rispetto ai mulini a sfere industriali, le caratteristiche meccaniche di un robusto BMAT sono facili da progettare e gestire. Inoltre, per i test non sono necessarie ipotesi ingegneristiche o commerciali sugli abrasivi.
I mulini a sfere rotanti sono in grado di trattare una varietà di materiali pericolosi. Questi materiali spesso richiedono particolari accorgimenti nella progettazione del sistema a causa della loro sensibilità alla temperatura. La riduzione delle dimensioni delle particelle è stata ottenuta utilizzando diversi metodi.
Le forze di taglio e d'impatto sono due delle strategie fondamentali per la riduzione delle dimensioni delle particelle. L'efficienza della macinazione può essere aumentata combinando questi metodi con altri additivi, come la regolazione del pH.
La granulometria del prodotto finito viene controllata utilizzando diversi tipi di setacci. Alcuni setacci cercano di ingrandire le particelle, mentre altri cercano di ridurle.
Le forze di compressione rappresentano una delle strategie fondamentali per la riduzione delle dimensioni. La forza d'impatto in questo metodo produce particelle angolari e appuntite.
Un'ulteriore tecnica consiste nell'utilizzo di un gas di protezione inerte. In questo modo, non si verifica alcuna reazione tra il materiale da macinare e i corpi macinanti, evitando così reazioni esplosive.
La macinazione a sfere è un metodo pratico per creare polveri estremamente fini. Queste macchine possono essere utilizzate sia per applicazioni di macinazione a secco che a umido, a seconda del tipo di materiali da lavorare.
Sono state condotte numerose indagini per valutare l'efficacia del processo di macinazione a rulli e sfere. Ad esempio, la ricerca ha indicato che tale processo può ridurre il livello di metalli pesanti nelle ceneri volanti derivanti dall'incenerimento dei rifiuti solidi urbani. Questi mulini possono anche diminuire la solubilità di alcuni metalli pesanti nel percolato.
La cinetica del processo di macinazione è stata studiata sperimentalmente, evidenziando la velocità ideale di formazione delle particelle fini. La velocità ottimale si è riscontrata quando il volume del mulino era pari al 50% e la granulometria delle particelle era di 1:6.
Si è scoperto che il risultato di equilibrio della macinazione a sfere veniva significativamente alterato dall'aggiunta di una quantità relativamente piccola di solvente. La durata della sessione di macinazione e la velocità relativa del mulino erano ulteriori variabili che influenzavano l'efficacia del processo di macinazione a sfere.
I mulini a sfere planetari sono potenti dispositivi di macinazione con un'ampia gamma di applicazioni. Rappresentano una tecnica molto efficace per la macinazione di materiali morbidi, di media durezza e duri. Minerali, ceramiche, ossidi metallici e polimeri sono esempi di materiali tipici.
I mulini a sfere planetari possono funzionare sia in modalità continua che centrifuga. Di conseguenza, possono operare a diverse velocità angolari. L'attrito e le forze d'impatto all'interno di un mulino a sfere planetario si combinano in modo particolare per generare un'energia di polverizzazione molto elevata. Spesso, ciò si traduce in una riduzione delle dimensioni delle particelle fino a raggiungere dimensioni nanometriche.
I mulini a sfere planetari possono essere utilizzati per una vasta gamma di scopi, ma sono particolarmente efficaci nei laboratori. Grazie alla loro elevata scalabilità, queste macchine possono processare centinaia di litri di materiale in un unico ciclo. Spesso vengono abbinati a componenti per il controllo della temperatura. Possono essere utilizzati anche per la lega meccanica e la preparazione dei campioni.
Per i mulini a sfere planetari è necessaria un'ampia varietà di variabili e mulino a sfere rotante per funzionare correttamente. Questi fattori includono la fragilità del materiale del campione, la densità del recipiente di macinazione e la velocità di rotazione. Per un particolare sistema, è necessario valutare alcuni di questi fattori.
Per anni, i laboratori hanno utilizzato mulini a sfere planetari per ridurre le dimensioni delle particelle. Tuttavia, negli ultimi anni, questi mulini sono stati impiegati anche in metodi meccanochimici. Inoltre, sono in grado di macinare materiali anche sottovuoto. La zona di macinazione deve essere pulita accuratamente dopo ogni utilizzo.
I mulini a sfere planetari sono spesso dotati di termostati e altre funzionalità all'avanguardia. Alcuni modelli dispongono di camicie d'acqua utilizzabili sia per il raffreddamento che per il riscaldamento. Se si intende utilizzare il mulino per la lega meccanica, è consigliabile valutare un modello con contrappeso, in quanto questo bilancia il peso del recipiente di macinazione.
Tencan possiede uno stabilimento di produzione che si estende su 220,000 metri quadrati e un centro di ricerca e sviluppo di 22,000 metri quadrati. Tencan è in grado di soddisfare appieno tutte le esigenze dei suoi clienti. L'azienda ha ottenuto oltre 30 brevetti e collabora con 20 medici provenienti da 5 prestigiose università.
L'attività principale dell'azienda consiste nella produzione di apparecchiature e tecnologie per polveri. I nostri prodotti attuali includono: Mulino planetario a sfere da laboratorio macchine per frantumazione e macinazione, vagliatura, miscelazione, agitazione e altre attrezzature.
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Vari materiali vengono frantumati e macinati in mulino a sfere a rulliIn genere sono meno costosi dei metodi alternativi e sono facili da sostituire. Tuttavia, non appena raggiungono il limite di finezza di 75 mm, la loro efficacia inizia a diminuire. Prima di acquistare un nuovo mulino, è necessario tenere in considerazione diversi fattori, tra cui le dimensioni e la forma dei corpi macinanti.
Gli studi dimostrano che confrontare i mulini a sfere e i mulini a rulli non è un confronto equo. La densità apparente, la superficie e la massa dei due diversi tipi di corpi macinanti sono differenti. Pertanto, confrontare l'efficienza energetica dei due tipi di corpi macinanti sarebbe ingiusto.
Il confronto tra il sistema RGM e il mulino a sfere è stato determinato attraverso una serie di esperimenti di macinazione. A questi esperimenti sono stati dedicati quattro mesi. I test hanno coperto un'ampia gamma di carichi circolanti, inclusi vari CLR, al fine di riflettere accuratamente l'efficienza reale dei due sistemi.
Al fine di simulare le prestazioni di un circuito di mulino a grandezza naturale, è stata creata una procedura semplificata. Essa prevedeva l'esecuzione degli stessi test in condizioni diverse: un contenuto di solidi inferiore e un carico circolante maggiore.
È interessante osservare che i mulini RGM e a sfere hanno prestazioni simili, se non identiche. In particolare, un aumento dell'1% del carico circolante del mulino RGM si traduce in un leggero aumento del Gpr netto. Il gpr effettivo del mulino a sfere è di 1.12 g/giro per lo stesso carico circolante.
L'energia d'impatto di una carica RGM, d'altro canto, è significativamente superiore a quella di una sfera. Inoltre, la maggiore superficie del 10% della carica RGM si traduce in una migliore riduzione delle dimensioni.
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