5. 볼 밀의 분쇄

볼 밀(Ball Mill)은 수평으로 놓인 원통속에 금속이나 자제등의 재료를 구형으로 만든 볼을 많이 채우고 분쇄하고자 하는 재료를 넣고 원통을 회전시켜서 그안의 분쇄 재료와 볼들이 서로 부딪치거나 마찰로 인하여 그 사이에 낀 분쇄재료가 분쇄되는 것이다.

볼 밀은 원통의 길이가 지름과 거의 비슷한 것을 말하고, 원통의 길이가 지름보다 큰 것을 튜브 밀이라한다.

최대 회전수(N)는 원심력에 의하여 금속 볼이 원통벽에 꽉붙어서 같이 돌아가는 극단의 경우로서 다음과 같다.

                                                            -  식 7

    여기서, D = 볼 밀의 지름

                N = 최대 회전수 (임계속도)

               42.3 = 실험적 상수

 

그림 20 볼 밀의 회전속도에 따른 볼의 운동 상태

그림 20는 회전수에 따른 볼의 운동 상태를 나타낸 것이다. 회전수를 적게함에 따라서 그림 20의 (a), (b), (c)와 (d)의 순서로 볼의 상태는 변한다. 회전수가 최대일경우에는 (a)에 해당하며 분쇄작용은 일어나지 않는다.

이 때, 볼 밀 내의 분체의 운동 상태는 그림 21과 같이 회전수가 증가하면 (a)에서 (d)로 변화되며, 그림 21의 (a)에서 (b)의 상태로 전이될 때를 임계상태, (b)에서 (c)로 전이될때는 평형상태, (d)를 고착상태(임계속도이상)라 한다.

볼밀은 광석의 습식분석을 위한 분쇄에 가장 많이 쓰이며, 이밖에 안료, 약품, 금강사 등의 분쇄에 많이 사용한다.

그림 21 볼 밀 내의 분체의 운동 상태