بعد از مس بود که انسان فهمید سنگ‌های موجود در طبیعت خواص متفاوت داشته و می‌تواند از آن‌ها استفاده کند. کشف معادن و خرد کردن سنگ‌ها چالش همیشگی انسان در طول تاریخ بوده است. انسان در طول زمان موفق شد وسایلی اختراع کند که با آنها سنگ‌ها را خرد کند. یکی از این تجهیزات بالمیل بود. بالمیل (Ball Mill) یا آسیاب گلوله‌‌ای وسیله‌ای متفاوت در خرد کردن مواد است که دامنه کاربردی‌اش محدود به معادن و صنایع سنگ نیست.

در این مقاله قصد داریم شما را آسیاب گلوله‌ای آشنا کنیم و به این سوال پاسخ دهیم که بالمیل چیست و چه کاربردی در صنایع معدنی دارد.

بالمیل یا آسیاب گلوله‌ای چیست؟

بالمیل چیست؟ بالمیل که در زبان فارسی به آن آسیاب گلوله‌‌ای گفته می‌شود در حقیقت سیلندری چرخان است که مواد معدنی درون آن ریخته می‌شود و براثر چرخش سیلندر عمل خردایش انجام می‌شود. عمل بالمینگ به منظور خرد کردن مواد به اندازه ذرات کوچک و گاه نانو استفاده می‌شود. در آسیاب گلوله‌‌ای، خرد کردن یک عمل دائم بوده و تا زمانی که مواد به اندازه کافی خرد نشود بالمیلینگ به اتمام نمی‌رسد.

بالمیلینگ یک اصطلاح است که برای نرم کردن و خرد کردن هر ماده‌ای حتی در آزمایشگاه‌ها استفاده می‌شود.

ایده آسیاب توپی که گاه به آن آسیاب گلوله‌ای گفته می‌شود یک ایده باستانی است و از زمان باستان به کار گرفته می‌شده است. اما به طور مشخص از دهه 1870 به کار گرفته شده است. از این دستگاه در آن سال‌ها برای خرد کردن سنگ چخماق استفاده می‌شد. بالمیل به دوگونه در کارخانه‌ها وجود دارد:

1. بالمیل پیوسته: سیلندر به شکل مخروطی است.
2. بالمیل ناپیوسته: بالمیل ناپیوسته به شکل یک سیلندر استوانه‌ای ساخته می‌شود.

مزایای استفاده از دستگاه بالمیل

هر فرایندی که در صنعت به طور مدام تکرار و به کار گرفته می‌شود بی‌گمان دارای مزایای مختلفی است که اربابان صنایع از آن استفاده می‌کنند. تداوم استفاده از آسیاب گلوله‌ای به‌ گونه‌ای است که موجب مزیت‌های مختلف می‌شود از جمله مهمترین مزایا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

تولید محصول با کیفیت

• در دستگاه بالمیل به دلیل کنترل سرعت و حرکت، میزان چرخش مواد روی هم مشخص است. برای همین مواد خروجی از آسیاب گلوله‌ای دارای کیفیت یکسانی خواهند بود.
• زمانی که مواد داخل سیلندر در حال چرخیدن است بسته به جنس و قطر مواد، سرعت چرخش سیلندر تغییر خواهد کرد. یعنی بسته به این‌که چه نوع ماده‌ای در داخل سیلندر ریخته می‌شود و قطر آنها چه مقدار است، کارشناس سرعت متغیری را انتخاب خواهد کرد که براساس سرعت میزان برخورد مواد نیز متفاوت خواهد بود و خرد شدن نیز شکل متفاوتی به خود خواهد گرفت.

فضای بیشتر در کارخانه

البته این مزیت، تنها مزیت استفاده از دستگاه بالمیل نیست، بلکه ویژگی استفاده از دستگاه بالمیل پیوسته نسبت به بالمیل ناپیوسته است. در کارخانه‌هایی که از دستگاه بالمیل پیوسته استفاده می‌شود به دلیل این‌که مواد بیشتری در دستگاه ریخته می‌شود و تولید محصول بیشتر است، نیاز به تعداد دستگاه بالا نیست و می‌توان از یک دستگاه به جای چند دستگاه بالمیل ناپیوسته استفاده کرد.

تولید مواد سمی

به دلیل بسته بودن دستگاه بالمیل، مواد داخل دستگاه در زمان خرد شدن از دستگاه خارج نمی‌شود به همین نسبت شما از موادی استفاده می‌کنید که در زمان خرد شدن غبار سمی تولید می‌کند. استفاده از دستگاه آسیاب گلوله‌ای از انتشار مواد سمی جلوگیری می‌کند.

می‌توان برای سنگ‌زنی مرطوب و خشک استفاده کرد.

در آسیاب گلوله‌ای می‌توان از سنگ‌زنی خشک و مرطوب بهره برد. در آسیاب مرطوب از یک مایع استفاده می‌شود تا مواد روان ‌شده و بهتر روی هم چرخ بخورد و به این ترتیب مواد با کیفیت بهتری پودر خواهند شد.
در آسیاب خشک داخل بالمیل هیچ مایعی وارد نشده و چرخش مواد روی هم بدون رطوبت انجام خواهد گرفت.

استفاده در سنگ‌زنی ثانویه

استفاده از بالمیل این امکان را می‌دهد تا موادی که به شکل اساسی خرد نشده‌اند و مواد سختی هستند، یک بار دیگر داخل بالمیل ریخته و خرد شوند. برای همین بالمیل را می‌توان در صنایع گوناگون استفاده کرد.

قابل اطمینان و آسان برای عملکرد خوب

آسیاب توپی با وجود سنگ‌زنی موثر و قدرتمند، ابزاری مطمئن و آسان برای کار است. آسیاب توپی ساختاری بسیار ساده و در عین حال اصل کار ساده دارد که مطمئناً کارایی آسان را تضمین می‌کند.

کاربرد آسیاب گلوله‌ای یا بالمیل چیست؟

خیلی‌ها در پاسخ به اینکه آسیاب بالمیل چیست، فکر می‌کنند حتما باید به کاربرد این دستگاه در کارخانه‌های سنگ‌شکن یا ذوب فلزات اشاره کنند. در حالی‌که کاربرد بالمیل فراتر از کارخانه‌های سنگ شکن است و در تمام صنایع حتی صنایع غذایی هم کاربرد دارد. باهم چند کاربرد بالمیل در صنایع مختلف را بررسی می‌کنیم.

بالمیل در صنایع بازیافتی

یکی از مواردی که بالمیل در آن کاربرد دارد، دستگاه‌های بازیافتی است. با ریختن مواد داخل بالمیل و چرخاندن و خرد کردن آنها می‌توان پودر طلا نیز استخراج کرد. در بسیاری از کارگاه‌های بازیافت قطعات الکتریکی از بالمیل استفاده می‌شود؛ مثل خازن‌های سوخته شده یا کاتالیست‌ها.

کارخانه‌های ذغال سنگ

یکی دیگر از موارد کاربرد دستگاه بالمیل در کارخانه‌های زغال سنگ است که سنگ‌های ذغال سنگ در سنگ‌شکنی ثانویه توسط دستگاه بالمیل خرد می‌شود.

صنایع غذایی

به منظور پودرکردن مواد غذایی در حجم بالا از دستگاه‌های بالمیل استفاده می‌شود.

از جمله کاربردهای دیگر دستگاه بالمیل می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

• خرد کردن گلوله‌های فولادی فورج شده
• فلدسپات
• تولید مواد سرامیکی

نحوه کار بالمیل (آسیاب گلوله‌ای) چیست؟

همان‌طور که قبلا هم توضیح داده شد بالمیل در دو نوع پیوسته و ناپیوسته وجود دارد. تفاوت این دو دستگاه در طرز کار بالمیل‌هاست.

بالمیل پیوسته

• در بالمیل پیوسته که شکل سیلندر بیشتر مخروطی است، مواد از یک طرف وارد دستگاه شده و بعد از خرد شدن از سمت دیگر خارج می‌شود.
• بعد از تغذیه مواد دستگاه که بدنه فولادی یا سرامیکی دارد شروع به چرخیدن می‌کند. با چرخش سیلندر مواد روی هم می‌چرخد یعنی به تبعیت از سیلندر مواد نیز حرکت دورانی پیدا می‌کنند و طبیعی خواهد بود که به دلیل عدم چسبندگی مواد به بدنه سیلندر، اندکی که مواد با سیلندر چرخید از بدنه جدا شده و به سمت پایین خواهد افتاد.
• براثر افتادن مواد یا به بدنه خورده یا روی دیگر مواد اصابت خواهد کرد که بر اثر این ضربات مواد به آرامی شکسته و در طول زمان پودر خواهد شد. در قسمت انتهایی یک فیلتر کارگذاشته شده است تا موادی که به اندازه فیلتر خرد شده‌ است از دستگاه خارج شود.

بالمیل ناپیوسته

• در بالمیل ناپیوسته طرز کار بالمیل و خرد شدن مواد به همان شکل بالمیل پیوسته است. با این تفاوت که در بالمیل ناپیوسته مواد خودبه‌خود از دستگاه خارج نمی‌شود که باید دستگاه را متوقف و مواد آسیاب شده را از دستگاه خارج کرد.

چند نکته مهم

• در بعضی از دستگاه‌های بالمیل که بدنه فولادی یا سرامیکی نیست، برای آن‌که مواد بهتر خرد شوند از گلوله‌های سنگی استفاده می‌شود. اصولا یکی از وجه تسمیه‌های دستگاه و این‌که به آن آسیاب گلوله‌ای می‌گویند وجود همین گلوله‌های سنگی درون دستگاه است.
• یکی از روش‌های خرد کردن مواد در دستگاه بالمیل روش مرطوب یا خیس است. در این روش معمولا تا نیمه سیلندر از آب پر شده و بعد از آن‌که مواد داخل دستگاه ریخته شد دستگاه شروع به چرخیدن می‌کند در این روش محصول ما یک دوغاب خواهد بود که معمولا بعد از آسیاب مواد خشک می‌شود.
• یکی از پارامترهای مهم در خرد کردن مواد در آسیاب گلوله‌ای سرعت سیلندر است. هرچند به موارد دیگری مثل تعداد دور دستگاه، قطر و طول سیلندر و بزرگی مواد نیز بستگی دارد؛ اما سرعت چرخش سیلندر بر عمل خرد شدن و مصرف انرژی تاثیر مستقیم دارد. در عمل آسیاب کردن پارامتری به نام سرعت بحرانی وجود دارد که اگر سرعت سیلندر از آن محدوده بیشتر بالا برود، طبق قانون گریزازمرکز مواد به بدنه سیلندر چسبیده و عمل نرم ‌کردن کمتر شکل می‌گیرد. اگر سرعت دستگاه کمتر از حد معمول تنظیم شود، مواد بیش از حد فرسوده خواهد شد.

نتیجه‌گیری

عمل بالمیلینگ یکی از متداول‌ترین نمونه‌های خردایش مواد است. اگرچه این روش، روش سنتی و قدیمی است؛ اما گذر سال‌ها و ورود تکنولوژی به این عرصه سبب شده است تا بالمیل کردن به شکلی منسجم‌تر و علمی‌تر انجام شود. امروزه جنس بدنه نسبت طول به قطر سیلندر همگی براساس مشاهدات علمی و کارهای آزمایشگاهی انتخاب می‌شود. امید است اگر قصد خرید یا اقدام به نصب دستگاه‌های بالمیل را دارید با شرکت‌هایی همکاری کنید که علاوه‌بر تجربه در فعالیت‌های علمی نیز شرکت کرده‌اند. فراموش نکنید همراهی علم با تجربه همیشه پیروز میدان خواهد بود.