تنطوي عملية الطحن في الطحن بالكرات على تقليل حجم الجسيمات من خلال التفاعلات الميكانيكية بين كرات الطحن والمادة المراد طحنها وجدران المطحنة. هذه العملية فعالة لمجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك المواد اللينة والمتوسطة الصلابة والمواد شديدة الصلابة. تعد المطاحن الكروية متعددة الاستخدامات ويمكنها إنتاج مساحيق ناعمة، مما يجعلها مناسبة لمختلف التطبيقات، بما في ذلك تخليق المواد النانوية.
شرح مفصل:
-
آلية الطحن:
-
في الطحن بالكرة، يتم ملء وعاء أو وعاء الطحن جزئيًا بكرات الطحن، وعادةً ما تكون مصنوعة من نفس مادة الوعاء. تتم إضافة المادة المراد طحنها في هذا الوعاء. أثناء دوران الأسطوانة، تتدحرج الكرات وتسبب احتكاكًا وتأثيرًا مع المادة وجدران البرطمان. هذا العمل الميكانيكي يكسر الجسيمات إلى أحجام أصغر. وتعتمد كفاءة الطحن على عدة عوامل مثل حجم ونوع وسيط الطحن، وخصائص المادة، ونسبة ملء المطحنة.أنواع المطاحن الكروية:
-
تأتي المطاحن الكروية بأحجام وتصميمات مختلفة، بما في ذلك الإصدارات المعملية الصغيرة والنماذج الصناعية الأكبر حجمًا. وتتميز بشكلها الأسطواني، حيث يبلغ طولها غالبًا 1.5 إلى 2.5 ضعف القطر. ويتم تغذية المادة من أحد طرفيها وتفريغها من الطرف الآخر. تبلغ الشحنة الكروية النموذجية في الطاحونة الكروية حوالي 30% من حجم الطاحونة.
-
التطبيقات والمزايا:
-
تُستخدم المطاحن الكروية لعدة أغراض في الهندسة، مثل زيادة مساحة سطح المواد الصلبة، وتصنيع المواد الصلبة ذات حجم الحبيبات المرغوب فيها، وموارد اللب. وهي ذات قيمة خاصة في تحضير المواد، وخاصة في تخليق المواد النانوية. يمكن للمطاحن الكروية عالية الطاقة، مثل المطاحن الكروية الكوكبية، تحقيق طحن عالي السرعة بسبب الدوران المتعارض للوعاء وقرص الدوران، مما يعزز طاقة تأثير كرات الطحن.نتائج العملية:
يمكن أن ينتج الطحن بالكرات مساحيق نانوية يتراوح حجمها من 2 إلى 20 نانومتر، اعتمادًا على سرعة دوران الكرات. وتعد هذه العملية غير مكلفة نسبيًا ومباشرة، ولكنها يمكن أن تُحدث عيوبًا بلورية بسبب الطبيعة الميكانيكية للطاقة المطبقة.
