آسیاب (اسیاب) یا mill (Grinding) یک دستگاه است. به عنوان یک سازه، ماشین یا وسیله آشپزخانه ساخته می شود.مواد جامد را با پودر کردن، خرد کردن، یا برش دادن به قطعات کوچکتر تبدیل می کند. در چنین سیستمی برای خرد کردن(پودر کردن)، هماهنگی بین هر واحد بسیار اهمیت دارد. آسیاب ها دارای انواع مختلف و مواد سازنده متفاوتی دارند. در گذشته پودر کننده ها توسط نیروی انسان یا حیوانات (از طریق میله متصل به سنگ)، باد (اسیاب بادی) یا آب (اسیاب آبی) ساخته می شد. در دوره جدید معمولا از انرژی الکتریکی برای تامین نیرو استفاده می شود.
پودر کردن مواد جامد توسط نیروی مکانیکی اتفاق می افتد. این نیرو ها با غلبه بر نیروی پیوند داخلی، ساختار مواد را می شکند. پس از خردایش وضعیت مواد تغییر میکند: نغییرات در سایز دانه شکل دانه و اندازه سطح مواد انجام میپذیرد.
گریندینگ همچنین به پروسه شکستن، جداسازی، اندازه گیری یا طبقه بندی مواد معدنی (مانند مهندسی استخراج معدن) مرتبط است. به عنوان نمونه خرد کردن یا پودر کردن سنگ برای تولید یکنواخت سنگدانه برای هدف های ساختمانی یا جداسازی پودر یا مصالح برای پر کردن یا ایجاد چسبندگی انجام می شود. پروسه اسیاب همچنین برای حذف آلودگی یا گرفتن رطوبت استفاده می شود (مانند بنتونیت به عنوان رطوبت گیر).
اهداف پودر کردن: افزایش سطح ماه جامد – ساخت جامد با اندازه دلخواه – یا خمیر کردن ماده را دنبال میکند.
علارقم وجود مطالعات گسترده در زمینه روش های شکست مواد، هیچ فرمول مشخصی بدرستی عمل خردایش یا نتیجه خردایش مرتبط نمیکند. مهندسین معدن، پیتر وون ریتینجر و فردریک کیک و فرد چستر باند به صورت مستقل معادلاتی برای رابطه عمل آسیاب و اندازه دانه ارائه کرده اند. مهندس هاکی اعتقاد داشت سه معادله ارائه شده هرکدام برای یک محدوده کوچک از اندازه های متفاوت دانه مناسب است. وی پیشنهاد داد: همه این معادلات در امتداد یک منحنی واحد ترکیب کند و رابطه هاکی را بنا نمود.
در گریندر های میکس کننده، این رابطه صدق نمی کند و در عوض، برای تعیین هر رابطه ای باید آزمایش انجام شود.
برای ارزیابی نتایج خردایش ، (۱)به اندازه دانه مواد اولیه و (۲) اندازه حداقل مواد بدون تغییر ماده مورد نیاز است. درجه خردایش نسبت اندازه ها از وضعیت دانه است. تعاریف متعددی برای این مقدار مشخصه وجود دارد:
*-درجه خردایش d80 به سایز دانه اشاره دارد:
به جای مقدار d80 نیز می توان از d50 یا قطر دانه ها، استفاده کرد.
*-درجه خردایش به سطح خاص مرتبط است:
مساحت سطح ویژه اشاره کننده به حجم Sv و سطح ویژه اشاره کننده به جرم Sm را می توان از طریق آزمایشات پی برد.
*- درجه خردایش:
در این فرمول از a جهت شکاف تخلیه دستگاه اسیاب برای مواد جامد آسیاب شده استفاده می شود.
آسیابهای اتوژن یا خودزا خودآسیابی برای سنگ معدنی هستند: یک درام دوار سنگهای بزرگتری از سنگ معدن را در یک حرکت آبشاری پرتاب میکند. پرتاب سنگهای بزرگتر باعث شکست، ضربه و اسیاب فشاری ذرات ریزتر میشود. از نظر عملکرد مشابه آسیاب ساج است که در زیر توضیح داده شده است. در آتوژن از گلوله های فولادی در خردایش استفاده نمی شود. همچنین به عنوان اسیاب رام شناخته می شود.
آسیاب گلوله ای (بال میل) یکی از اسیاب های میکرونیزه معمولی است. یک استوانه چرخان کمی شیبدار یا افقی تا حدی با توپهایی از جنس فلز یا سرامیک پر میشود، که با اصطکاک و ضربه با توپهای سایشی در حال غلت، مواد را به ظرافت لازم پودر میکنند. معمولا ۳۰درصد فضای بال میل با توپ ها پر می شود. نسبت طول به قطر استوانه ۱/۵ تا ۲/۵ برابر است. مواد از یک طرف وارد مخزن و از طرف دیگر خارج می شوند. آسیاب گلوله ای معمولاً در ساخت سیمان و مراحل آسیاب میکرونیزه فرآوری مواد معدنی استفاده می شود. نسخههای کوچک آسیابهای گلولهای را میتوان در آزمایشگاههایی یافت که در آنها برای اسیاب کردن مواد نمونه برای تضمین کیفیت استفاده میشوند.
برای پیش بینی توان آسیاب گلوله ای (بال میل) از فرمول زیر استفاده می شود:
E انرژی است (کیلووات ساعت در هر متریک یا تن کوتاه). W شاخص کار اندازه گیری شده در یک آسیاب گلوله آزمایشگاهی (کیلووات ساعت در هر متریک یا کوتاه تن) است. P80 اندازه محصول مدار آسیاب بر حسب میکرومتر است. F80 اندازه تغذیه مدار آسیاب بر حسب میکرومتر است.
نوع دیگری از گریندیگ میل میکرونیزه بوهرستون فرانسوی است که شبیه آرد ساز قدیمی است.
یک اسیاب غلتکی پرسی با فشار بالا، که اغلب به عنوان HPGR یا پرس غلتکی شناخته می شود، از دو غلتک با ابعاد یکسان تشکیل شده است که با سرعت محیطی یکسان در مقابل یکدیگر می چرخند.تغذیه به وسیله ی یک قیف به مرکز تو غلتک انجام میگیرد.پرس غلتکی شباهت خاصی به سنگ شکن های غلتکی و پرس های غلتکی برای فشرده سازی پودر ها دارد، اما هدف، ساخت و نحوه عملکرد متفاوت است.فشار بالا باعث فشرده شدن ذرات داخل بستر مواد و تبدیل به ذرات ریزتر میشود، و همچنین باعث ایجاد شکستگی های ریز در سطح دانه می گردد. اسیاب های پرسی غلتکی فشار بالا ۳۰تا ۵۰درصد بهینه تر آسیاب های گلوله ای هستند و معمول نبودن آنها به دلیل جدیدتر بودن است.
منابع:
بهره مندی از مواد معدنی – نظریه سوم خردایش – خلاصه سند. Onemine.org. بازیابی شده در ۰۹/۱۰/۲۰۱۰٫
لینچ، ای.جی. رولند، سی.ای. (۲۰۰۵). “فصل ۲٫ علم و دانشمندان”. تاریخچه سنگ زنی. انجمن معدن، متالورژی و اکتشاف. شابک ۹۷۸-۰-۸۷۳۳۵-۲۳۸-۳٫ بازیابی ۲۰۲۲-۱۰-۰۴٫