Die Partikelgröße wirkt sich erheblich auf die Effizienz und die Ergebnisse von Kugelmahlverfahren aus. Die Wahl der Perlengröße beim Kugelmahlen ist von entscheidender Bedeutung, da sie sich direkt auf die Aufprallenergie, die Häufigkeit des Kontakts zwischen Perlen und Partikeln und den Zwischenraum zwischen den Perlen auswirkt, die alle die endgültige Partikelgröße und die Verarbeitungsgeschwindigkeit bestimmen.
Aufprallenergie und Perlengröße:
Die Aufprallenergie beim Kugelmahlen wird durch die Größe der Perlen, die Drehzahl des Rotors und die Masse der in der Mühle geladenen Perlen bestimmt. Größere Kugeln (über 0,5 mm) eignen sich für die Zerkleinerung von Partikeln im Mikrometerbereich, da sie die erforderliche Schlagenergie für größere Partikel liefern. Umgekehrt sind kleinere Perlen (0,3 mm oder feiner) effektiver für das Mahlen oder Dispergieren von Partikeln im Submikron- oder Nanometerbereich, da sie aufgrund ihrer geringeren Größe weniger Aufprallenergie benötigen.Häufigkeit des Aufpralls:
Die Häufigkeit des Auftreffens von Perlen und Partikeln ist ein weiterer kritischer Faktor. Kleinere Perlen erhöhen die Häufigkeit des Kontakts, wodurch sich die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht. Dies ist besonders wichtig bei Dispergierprozessen, bei denen ein hoher Aufprall nicht erforderlich ist. Auch die Rotordrehzahl spielt hier eine Rolle, da höhere Drehzahlen die Aufprallhäufigkeit erhöhen und damit den Mahlprozess beschleunigen können.
Abstand zwischen den Perlen:
Der Perlenzwischenraum, d. h. der Raum zwischen den dicht gepackten Perlen, beeinflusst die Endgröße der Partikel nach dem Mahlen. Kleinere Perlen führen zu einem geringeren Abstand zwischen den Perlen, was einen häufigeren Kontakt mit feineren Partikeln ermöglicht und somit ein effizienteres Mahlen und Dispergieren dieser kleineren Partikel erleichtert.Geschwindigkeit und Partikelgrößenreduzierung:
Die Drehzahl der Kugelmühle ist ein weiterer kritischer Parameter. Bei niedrigen Geschwindigkeiten können die Kugeln übereinander gleiten oder rollen, ohne dass eine nennenswerte Zerkleinerung stattfindet. Bei hohen Drehzahlen können die Kugeln aufgrund der Zentrifugalkraft gegen die Zylinderwand geschleudert werden, was ebenfalls nicht zu einer Zerkleinerung führt. Die optimale Geschwindigkeit, bei der die Kugeln zum oberen Ende der Mühle befördert werden und dann kaskadenförmig herabfallen, sorgt für die maximale Zerkleinerung.
Vorteile des Kugelmahlens:
