Die Vorteile des Gleitschleifens

Rob Yake, Produktmanager für Mühlen, SWECO | 21. März 2023

Die Reduzierung oder Vermahlung von Partikeln ist ein grundlegender Bestandteil vieler wichtiger Industrien – organische und anorganische Chemikalien, Mineralien, Keramik, Farben, Druckfarben, Pharmazeutika und viele mehr. Diese und andere Branchen sind in hohem Maße auf das Schleifen als einen der grundlegenden Schritte ihrer Verarbeitung angewiesen. Schleifen ist eine alte Kunst und es gibt zahlreiche Schleifmethoden und -maschinen. Das Mahlen von Partikeln kann je nach Materialbeschaffenheit und Maschinenprinzip im Nass- oder Trockenverfahren erfolgen. Eine Vibrationsmühle kann gleichermaßen für die Nass- und Trockenmahlung eingesetzt werden. Die Mechanisierung beider Methoden erfordert jedoch deutlich unterschiedliche Konstruktionen. Die herkömmliche Nassmahlung erfolgt in einer Schwingmühle mit einem Verhältnis von Durchmesser zu Höhe von eins zu eins. Die traditionelle Trockenmahlung erfolgt in einer Mühle mit einem Verhältnis von Durchmesser zu Höhe von zwei zu eins.

Viele traditionelle Mühlen können bis zu einer Größe von minus 10 Mikrometern mahlen, aber ihre Unfähigkeit, ein Produkt im unteren Mikrometerbereich mit einer engen Partikelgrößenverteilung zu liefern, macht sie für viele moderne Industrieprozesse ungeeignet. Die Vibrationsmühle ist in der Lage, bei einer sehr engen Partikelgrößenverteilung im Durchschnitt auf einen Mikrometer oder weniger zu mahlen. Darüber hinaus mahlt und dispergiert sie mit hoher Geschwindigkeit und Effizienz und benötigt dabei weniger Energie als andere herkömmliche Mühlen.

Vibrationsmühlen nutzen eine dreidimensionale Bewegung, um die Vibrationswirkung zu erzeugen, die zum Mahlen verschiedener Materialien erforderlich ist. Es ist diese Hochfrequenzbewegung, die es Vibrationsmühlen ermöglicht, eine Feinmahlung auf eine Partikelgröße von einem halben Mikrometer oder weniger mit konsistenten Ergebnissen durchzuführen.

Es gibt einige Formen der Mahlwirkung, die eine Vibrationsmühle ausführen kann, die wichtigste ist jedoch die Schlagwirkung. Beim Aufprall kommt es zum Bruch der Partikel, wenn die Medien miteinander kollidieren. Bei diesem Mühlentyp ist es am besten, dass das Material bröckelig ist. Somit kann in einer Schwingmühle jedes Material gemahlen werden, das durch Schlag zerkleinert werden kann.

Für das Trockenmahlen beträgt die typische Ausgangsgröße des Materials 6.350 Mikrometer (¼ Zoll). Vibrationsmühlen können die Materialgröße typischerweise auf bis zu 30 Mikrometer reduzieren. Pulver unter 30 Mikron neigen dazu, das Medium zu beschichten, einen Kuchen am Boden der Kammer zu bilden und an der Abdeckung und den Kammerwänden festzukleben, was den Mahlvorgang verhindert. Aus diesem Grund sollte das Gleittrockenschleifen auf 30 Mikrometer begrenzt werden. Beim Nassmahlen liegen die Feststoffpartikel jedoch in einer Lösung vor, sodass eine Vibrationsmühle das Material gleichmäßiger und gleichmäßiger mahlen kann. Das Material beginnt typischerweise bei 300 Mikrometern und kann auf bis zu 0,2 Mikrometer reduziert werden.

Unabhängig davon, ob das Mahlen in einer Trocken- oder Nassmühle erfolgt, beruht die Zerkleinerung auf einem Wirbelbett aus Mahlkörpern, das durch die Bewegung der Mahlkammer aktiviert wird. Es sind die Medien, die tatsächlich die Arbeit machen.

Da es die Medien sind, die die Arbeit verrichten, ist die Auswahl der richtigen Medien äußerst wichtig. Medien gibt es in vielen verschiedenen Formen, Größen und Materialien. Das Medium der Wahl für die meisten Mahlanwendungen in einer Vibrationsmühle ist ein Zylinder aus gesintertem Aluminiumoxid. Während der Vibration neigen zylindrische Medien dazu, sich in Schichten oder Schichten auszurichten, wobei die einzelnen Medienstücke nebeneinander liegen. Diese Medien sitzen in der Mahlkammer und bilden ein sogenanntes gepacktes zylindrisches Bett. Die Medienaktion führt zu persönlichen, direkten und Punkt-zu-Punkt-Kontakten. Dies führt dazu, dass die größeren Partikel bevorzugt gemahlen werden, was zu einer sehr engen Partikelverteilung führt.

Beim Schleifen dreht sich jedes einzelne Stück zylindrischer Medien langsam um die eigene Achse gegen die anderen. Dadurch entsteht eine geringe Scherkraft, die bei der Dispersion von Agglomeraten wirksam ist und Netzmittel mit den Partikeln in Kontakt bringt, wodurch die Oberflächenspannung gebrochen wird. Darüber hinaus führt die Rotation zu einem gleichmäßigen Verschleiß der Oberfläche des Mediums, wodurch die Bildung von Facetten verhindert wird.

Gleitschleifen ist nicht die Lösung für alle Schleiflösungen. Wenn Ihre Prozessanforderungen jedoch eine feine Partikelgröße, eine enge Partikelgrößenverteilung, ein schnelles und effizientes Mahlen, einen geringen Energieaufwand sowie eine einfache Installation und Wartung umfassen, dann ist das Gleitschleifen möglicherweise die beste Option.

Rob Yake ist Produktmanager für Mühlen bei SWECO. Er verfügt über mehr als 35 Jahre Erfahrung mit Anlagen zur Verarbeitung von Schüttgütern.

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