Планетарная шаровая мельница – установка, предназначенная для быстрого и качественного дробления разных видов рудного, нерудного, а также строительного материала. Результат работы устройства – частицы субмикронного диапазона. Универсальные модели мельниц актуальны фактически во всех сферах промышленности. Часто используются в фармацевтике, керамическом и косметическом производстве, сельском хозяйстве.
Конструкция
Несмотря на различие в моделях, конструкции планетарных шаровых мельниц имеют один базовый элемент – барабан, внутри заполненный твердыми металлическими шарами. Чаще всего, он имеет форму цилиндра, отличающегося длиной – короткие имеют длину, равную диаметру, у длинных – она больше. Трубные виды шаровых машин снабжены барабаном, у которых этот показатель превышает три его диаметра. Пустотелый барабан на торцах оснащен загрузочной и разгрузочной крышкой.
Мелящие тела для дробления могут быть не только круглой формы, но и в виде квадратов, цилиндров. В горнодобывающем производстве для этого используются окатыши и обломки природных камней, к примеру, галька, имеющая сплющенную форму.
Крутиться барабан заставляет электрический двигатель, но самые простые модификации часто приводятся в действие обычной вращающей ручкой. Внутренние поверхности барабана, гладкие или выполненные в виде ребер разной высоты, защищены износостойким покрытием для предупреждения повреждений и деформации от ударных нагрузок. Кроме того, такой подход продлевает срок эксплуатации аппарата. Именно степень износа ребер футеровки определяет долговечность, производительность и качество измельчения каждой конкретной модели шаровой мельницы.
Принцип работы
Механизм действия шаровой мельницы достаточно прост. Попадая в барабан через отверстие в крышке, исходный материал подвергается воздействию помольных металлических шаров. Размол осуществляется посредством ударной и истирающей силы, возникающей за счёт действия центробежной силы. Из-за этого мелющие тела внутри корпуса передвигаются и поднимаются на определенную высоту, а затем падают вниз, что и вызывает измельчение заложенного в мельницу сырья.
Классификация
Виды планетарных шаровых мельниц довольно разнообразны, и различаются по нескольким признакам
- Тип конструкции. Существуют модели, оснащенные одним, двумя или тремя барабанами. Форма этого элемента в разных мельницах цилиндрическая или цилиндро-коническая.
- Тип действия. Оборудование отличается прерывным или непрерывным действием. Процесс измельчения – относительно длительная процедура, продолжающаяся несколько минут, несколько часов или несколько дней, в зависимости от вида мельницы.
- Способ разгрузки. Есть разновидности мельниц с разгрузкой через решетку – оборудование с принудительной разгрузкой более производительное. Модификации с центральной разгрузкой выгружают готовую продукцию через пустотелую цапфу путем свободного слива.
- Тип рабочего процесса. Мельницы могут отличаться, в связи с разными условиями работы. Агрегаты для сухого помола производят сырье для строительных материалов. Оборудование мокрого помола используется для уже предварительно измельченной дисперсной и мягкой массы, в основном, идущей на керамическое производство, изготовление лакокрасочных материалов и стекла.
- Область применения. Здесь стоит вернуться к типу конструкции, так как разные виды мельниц используют в промышленных и лабораторных целях. Соответственно, они имеют разное количество барабанов. Приспособления с несколькими барабанами обладают более высокой продуктивностью, предоставляя непрерывный режим работы. Лабораторные варианты ШМ производят меньшее количество продукта, и функционируют строго ограниченное время.
Возможности планетарных шаровых мельниц
Реальные возможности шаровых мельниц довольно обширны. Функционально они предназначены для таких рабочих процессов, как:
- дробление (измельчение);
- перемешивание;
- механическое легирование;
- коллоидное измельчение;
- гомогенизация.
Не стоит думать, что такой аппарат может обрабатывать только твердые частицы, исходный материал может обладать разной плотностью – быть твердым и мягким, с волокнистой и хрупкой структурой.
Оборудование можно настраивать на разные параметры конечной тонкости, исходя из начального размера материала. Некоторые виды устройств требуют предварительного измельчения породы с помощью других способов.
Сферы применения
Планетарные мельницы применяются для лабораторного и промышленного использования. В промышленных целях наиболее актуальны мельницы с непрерывной подачей исходного материала и с обработкой продукции на выходе.
Такое дробильное оборудование предназначено:
- для выпуска сырья, являющегося основой абразивных и огнеупорных материалов;
- для производства стройматериалов, таких как силикатный кирпич, гипс, разные виды сухих смесей;
- в целях изготовления сырья для бумаги и ЛКМ – микрокальцита, микромрамора и т.д.;
- для производства минерального порошка, необходимого в производстве дорожных покрытий.
Без такой аппаратуры не обойтись при активации концентратов руд для пирометаллургии и гидрометаллургии, в производстве и регенерации катализаторов, в порошковой металлургии.
Планетарные мельницы с периодическим действием (лабораторные) остро востребованы для выпуска малых объемов тонкодисперсных порошков, суспензий в фармацевтической и косметической промышленности, для моделирования производства в научных исследованиях.
Планетарные аппараты, позволяющие измельчать материалы до наночастиц, с 2015 года усовершенствованы таким образом, что способны воспроизводить процесс механического легирования разных композитных элементов в среде инертного газа с производительностью до 10 кг порошка за 1 час. Стоит ли говорить о том, насколько передовым является это оборудование, и насколько оно полезно для разных сфер жизни нашего общества.
Выбор планетарной шаровой мельницы
Наиболее важным является выбор типа планетарной шаровой мельницы. Прежде всего, оборудование должно быть производительным, и обеспечивать высокое качество продукции. Поэтому важно обращать внимание на следующие критерии:
- диаметр, длина и скорость вращения внутреннего барабана мельницы, напрямую влияющие на работу агрегата;
- мощность оборудования;
- правильно выбранный размер и материал металлических шаров;
- способ разгрузки – модели с решётками обеспечивают более однородный конечный продукт, повышают производительность, позволяют использовать сырье довольно крупной фракции (от 30 до 35 мм).
Также большое значение имеют индивидуальные свойства исходного продукта, а в некоторых случаях необходимость отделения от него примесей. Это такие параметры, как прочность, размер – до 50 мм, степень влажности материала – не более 0,5%.
Необходимо убедиться в высоком показателе износостойкости футеровки внутренних стенок барабана для предохранения его от агрессивного абразивного воздействия, но также надо знать параметры твёрдости материала, подвергающегося измельчению. Твердость ребер дробильного барабана должна значительно её превышать. При работе устройства барабан плотно закрывается крышкой – это повод удостовериться в ее герметичности.
Производительность мельницы не всегда зависит только от мощности – большое значение имеет требуемая тонкость помола и равномерность заполнения барабана сырьем и дробильными телами. Потому следует уделить внимание соотношению веса исходного сырья и мелющих шаров.
Проще всего заранее рассчитать нужный объём барабана, его оптимальную угловую скорость и другие технические характеристики, исходя из желаемого результата дробления и применяющихся материалов.
Когда оборудование подбирается для горно-обогатительного комбината, важно присмотреться к однокамерным шаровым мельницам с непрерывным действием, так как для руды используются короткие и длинные цилиндро-конические устройства небольших габаритов. Вообще, любые технические характеристики аппарата необходимо изучать лишь с учетом определенного направления производства.
Если качество продукта на выходе требует особой тонкости, скорости и чистоты, разумнее всего, выбирать универсальные мельницы для мокрого и сухого помола, применяемые почти во всех промышленных сферах и исследованиях. Они позволяют не только измельчать, но и смешивать материалы с любыми свойствами и консистенцией.
Заключение
Несмотря на то, что в прошлом неоднократно производились попытки изобретения планетарной шаровой мельницы, все предыдущие модели были несовершенны, и не могли в полной мере использоваться в промышленных целях из-за неспособности работать в беспрерывном режиме. Поэтому особенно приятно, что начиная с 2000 года, именно в нашей стране были созданы по-настоящему эффективные высокотехнологичные устройства, обеспечивающие максимально качественное измельчение любого рудного и нерудного материала. Это, действительно, передовое оборудование, без которого сложно представить многие технические процессы и работу важных промышленных объектов.
