در طول تاریخ طولانی تمدن صنعتی بشر، خرد کردن و آسیاب کردن همیشه از اجزای حیاتی فرآوری مواد خام بوده است. از زمانهای قدیم، زمانی که اجداد ما از ملاتهای سنگی برای کوبیدن غلات استفاده میکردند، تا صنعت مدرن، که سنگهای سخت را به پودرهایی با اندازه{1} میکرونی کاهش میدهد، پیشرفتها در فناوری خرد کردن مستقیماً باعث پیشرفتهایی در زمینههایی مانند علم مواد، متالورژی و مهندسی شیمی شده است. در میان انواع مختلف تجهیزات سنگ شکن، آسیاب گلوله ای بدون شک یکی از معرف ترین و پرکاربردترین دستگاه های هسته است.
تحریک واکنش های شیمیایی: هرچه ذرات ریزتر باشند، سطح ویژه آنها بیشتر است، که باعث افزایش سطح تماس با سایر مواد می شود. در صنایعی مانند سیمان، سرامیک و مواد شیمیایی، ظرافت مواد خام مستقیماً فعالیت پخت، سرعت واکنش و عملکرد و کیفیت محصول نهایی را تعیین می کند. به عنوان مثال استحکام سیمان به طور مستقیم با سطح ویژه آن (منطقه خاص بلین) ارتباط دارد.
دستیابی به اختلاط یکنواخت: آسیاب گلوله ای در طول چرخش خود به عنوان یک مخلوط کن بسیار کارآمد عمل می کند. برای کاربردهایی که نیاز به تناسب دقیق و اختلاط یکنواخت چندین مواد خام (مانند لعاب های سرامیکی، متالورژی پودر و پوشش ها) دارند، آسیاب های گلوله ای می توانند همزمان فرآیندهای آسیاب و اختلاط را انجام دهند و از ترکیب یکنواخت محصول اطمینان حاصل کنند.
تهیه پودرهای عملکردی خاص: آسیاب های گلوله ای در زمینه های{0}فناوری بالا مانند مواد الکترونیکی، مواد کاتد باتری لیتیوم و آند، و داروسازی استفاده می شوند و نیازهای بسیار سختگیرانه ای را برای توزیع اندازه ذرات پودر و مورفولوژی ایجاد می کنند. فناوری پیشرفته آسیاب گلوله ای تولید سفارشی این پودرهای{2}}با عملکرد بالا را امکان پذیر می کند.
اصل عملکرد یک آسیاب گلوله ای مبتنی بر یک فرآیند پویا ساده و در عین حال بسیار موثر است. جزء کار اصلی آن یک درام چرخان افقی یا کمی کج شده است که حاوی نسبت معینی از موادی است که باید آسیاب و رسانه آسیاب شود.
هنگامی که درام شروع به چرخش می کند که توسط یک موتور هدایت می شود، اصطکاک و نیروی گریز از مرکز، رسانه های سنگ زنی و مواد داخل آن را تا ارتفاع معینی بالا می برند. این حرکت را می توان به سه مرحله تقسیم کرد که به اصطلاح "رقص" نامیده می شود:
آب مروارید: در سرعت های متوسط، محیط و مواد تا ارتفاع معینی در امتداد دیواره درام بالا می روند و مانند آبشار به پایین می روند. رسانه های آسیاب در حال سقوط تأثیر شدیدی بر مواد در پایین درام می گذارد و هر توده بزرگی را می شکند. این مرحله اولیه فرآیند پودر شدن است.
آبشاری: در سرعتهای پایینتر یا نزدیک دیواره درام، لایههای رسانه نسبت به یکدیگر میلغزند و میچرخند. این باعث ایجاد سنگ زنی و اصطکاک شدید بین رسانه و ماده و همچنین بین یکدیگر می شود و ذرات کوچکتر را بیشتر تصفیه می کند. این برای به دست آوردن پودرهای بسیار ریز بسیار مهم است.
ناحیه گریز از مرکز: هنگامی که سرعت بیش از حد زیاد است و نیروی گریز از مرکز از گرانش فراتر می رود، رسانه محکم به دیواره درام می چسبد و با آن می چرخد و هرگونه پراکندگی را از بین می برد. در این مرحله، تأثیر ضربه و سنگ زنی اساساً متوقف می شود، وضعیتی که به عنوان "عملیات گریز از مرکز"-یک حالت عملکرد غیرعادی شناخته می شود که باید از آن اجتناب شود.
بنابراین، کارایی یک آسیاب گلوله ای به تعادل دقیق عوامل زیادی از جمله سرعت، سرعت پر شدن رسانه، نسبت اندازه رسانه و خواص مواد بستگی دارد. حالت ایدهآل دستیابی به یک حرکت «آبشاری» متعادل- است که اجازه میدهد ضربه و آسیاب با هم همکاری کنند و کارایی سنگ زنی را به حداکثر برسانند.
