素材物性学雑誌 第11巻 第2号 21‑36(1998)
論 文
Worklndex相当数 による石灰石の微粉砕性評価
神 田 良 照,*小 竹 直 哉 *
A EvalllationofFineGrindingoH.imestone byA CorrespondingWorkIndex
by
YoshiteruKANDAIandNaoyaKoTAKE†
Comminutionistheoldestmechanicalunitoperationforsizereductionof solidmaterialsandanimportantstepinmanyprocesseswhereraw materials areconvertedintointermediateorfinalproducts. Limestoneisself‑sufficient mineralresourceinJapanandhasbeenusingasasampleforgrindingtests.
Recently,ademandforfineorultra‑fineparticlesisincreasing in many kindsofindustries.
Theenergyefficiencyofcomminutionisverylow andtheenergyrequired forcomminutionincreaseswithadecreasein feed orproduced particlesize.
Researchanddevelopmenttofindenergy‑saving comminution processeshave beenperformed. Then,itisnecessary to estimatethecomminution energy.
BondhadproposedWorkIndexanditisanimportantfactorindesignlngCOm一 minutionprocessesandhasbeenwidelyused. Themeasurementprocedureof WorkIndexiscloselydefinedbyJIS. Inapreviouspaper,theauthorspro‑
posedacorrespondingWorkIndexwhichisproportionalto theWork Index.
A correspondingWorkIndexcouldbeestimatedbytheexaminationofthezer0‑
0rderincreasing rateconstantofmassfraction lessthan a evaluating Size uslnganarbitraryballmill.
Ⅰnthispaper,ballmill,vibrationmillandplanetarymillgrinding,com‑
pressivecrushingofpowderbed,andautogenousgrindingwithastirredmill werecarriedoutonlimestone. Therelationshipsbetween thecorresponding WorkIndexandtheevaluatingsize(sievingsize)werestudied.
Asaresult,thecorrespondingWorkIndexhadtheminimum valuewhen theevaluatlngSizewasapproximatelythegrainsizeoflimestonein thefive kindsofmills.
KeyWoT･ds:FineGrinding,Limestone,GrainSize,WorkIndex,Comminution Energy
平成10年10月12日受付
*山形大学工 学部物質工学科 〒992‑8510米沢市城南4‑3‑16
IDepartmentofMaterialsScienceandEnglneerlng,YamagataUniverslty,4‑3‑16,Jonan,Yonezawa,992‑8510,Japan
21
1. は じめに
石灰石 は,我が国で自給で きる唯一の天然資源で あ り,セメン ト工場や鉄鋼業 に代表 されるように多 くの 工業で広 く使われている1)｡著者 らは, このよ うな理 由か ら,石灰石を代表的な試料 のひ とつ と して選 び, 物性の測定な らびに粉砕実験を行 って きている273)｡ そ
して, これまでの実験,研究結果 についてはまとめて 報告 した4)｡近年の科学技術,工業 の発展 とともに粉 砕で扱われ る固体原料の大 きさはメーター級 の塊か ら ナノメーター級のごく微小粒子 まで109オー ダーの広 が りを もつようになって きている｡粉砕 は,固体原料 に機械的エネルギーを加え,破壊,微細化 してい くさ わめて単純な単位操作であるが,扱われ る粒子径範 囲 の広が り,特 に最近の微粒子領域への広が りとともに 多種多様 な粉砕機の開発が行われて きて いる｡ また,
日本国内で処理 されている石灰石 は年間約2億 トンと 云われてお り,粉砕 プロセスに投入 されるエネルギー も膨大 になっているので,わずかな省 エネルギーの粉 砕機,プロセスの開発で も全体 としては相当量のエネ ルギーが節約で きることになる｡ これ らのことを考 え 合わせ るに,石灰石の物性 と粉砕操作 とのかかわ りを 実験,検討す ることは欠かす ことので きない研究課題 である｡
このような観点か ら,本研究 においては,代表 的な 微粉砕操作5種類を選 び,石灰石 の粉砕 に要す る仕事 量 について検討 した｡その結果を以下 に報告す る｡
2.石灰 石 の性質
我が国で産出す る石灰石 は方解石の結晶か らなる単 一鉱物の岩石で,不純物の少ない良質 のものが多い と 云われている｡ したが って,方解石の結晶サイズまで 細分 しなければ化学的,物理的にもきわめて均質,等 方的 と見て良い1)｡国内産石灰石 と一部 の外国産石灰 石の力学的性質 として,1)密度,2)圧縮強度,3)引 張強度,4)ヤ ング率,5)ポアソン比,6)縦波の速度, 7)ショア硬度,8)結晶状況,9)圧縮強度 と引張強度 の関係,10)圧縮強度 とヤ ング率 の関係,ll)引張強
他の物理的性質が成書1)に紹介 されて い るので参照 さ れたい｡
著者 らが これまで粉砕実験 に用いて きた石灰石 は主 に日鉄鉱業 (秩)井倉鉱業所産である｡測定 した力学的 物性値 と粉砕に関係す るであろう物性値をTablel5‑9)
に,また簡単な化学分析値をTable210)に掲 げた｡
なお, これ らの値 はこれまでに用いて きた石灰石 に ついてその都度測定 して きた値をまとめたものであり, 特 に本実験 に用 いた石灰石 について測定 した物性値で
はない｡
実験用試料 の調整 は,井倉鉱業所 よ り入手 した数 cmの大 きさの石灰石を人手 とジョークラ ッシャーで 粗砕後,JIS試験用ふ るいを用 いておおよそ手 ぶ るい を行 い,各粉砕操作用 に所定 の粒子径範隣に整粒 した｡
そ して ロー タップシェーカーを用いて再度ふるい分け, 実験 用試料 と した｡横枠 ミル用 の粒子径20.0‑13.0 mmの大 きい試料 につ いて は粒子表面 に付着 して い
Table1Propertiesoflimestone
DensityMoh′S Vicker′S Youngs Poisson′SCompreas)siveCompressiveShearingWork Hardgro●V1e● Percentage Grain
(kg一m3)ha(+rdnessha(kgrfd.nemm J2ss)mo(pad)ulus‑r+)at10 s(tPaengt)h ssド )tprheenrghoeb)f s(patre)ngthⅠ(nkdeWh.Xt‑1)GrⅠ(nde‑)lndaXbllty.odenefpleforrgy(asmattl%) SCion(I〟m)Ze
a)Cylindrics.pecimenwithadiameter2cm andaheight4cm b)Sphericalspecimenwlthadiameter2cm c)CublCSpeClmenWithalength2cm
Table2Composltionsoflimestone(wt%) CaO MgO 1g.loss
第 11巻 第2号 (1998) Worklndex相当数 による石灰石の微粉砕性評価
る微粉 を水で洗 い,乾燥後,実験用試料 とした｡
3. Worklndex相 当数 につ いて
著者 らは, これ まで に微粒域 における砕料 の粉砕性 を評価す る指標 と して,Worklndexll)(仕事指数)に 比例 す るWorklndex相当数 を提案 し12),粉 砕機13)あ るいは粉砕条件 12)の評価 に関す る問題 に取 り組ん で き た｡本論文 を進 め るにあた り,その説明が必要で あ る ため, ここで も述べ ることにす る｡
は じめに,Worklndexについて説明す ると,Work lndexは,1952年 にBondが提 出 した粉砕の仕事量 に 関す る第3理論 に示 されている砕料 の粉砕抵抗 (粉 砕 の しに くさ)を表 す指数 で あ り,Eq.(1) の係数W.
(kWh･t 1) で粉砕仕事量 の推算 に用 い られ る11)｡
ここで, W(kWh･tJl) は粉 砕仕事 量,F(pm),P (〟m)はそれぞれ砕料 の粉砕前,粉 砕後 の80%通 過 粒子径であ る｡Worklndexは,セメ ン ト工 業,鉱工 業で粉砕装置,粉砕回路 の設計 および粉砕工程 の管 理 など広 い範囲で利用 されてお り14‑16),一 定規格 の ミル を用 いて粉砕試験 を行 い,次式か ら算 出す る17,1㌔
1.1×44.5
wl‑p?23･Gt82･(芸 一昔 ) (2) ここで,Pl(〃m)は粉 砕 試 験 に用 い るふ る い の 目開 き,P′(〃m)はPl以下 の砕成物 の80%通過 粒 子径,Gtp(g･rev‑1)はボール ミル粉砕能である｡
Worklndexを求 め るとき, ボール ミル粉砕能 Gtp の測定 が 1番 の問題 となる｡Gb,紘, ミル1回転 当 た
りのふ るいの 目開 きPl以下 の生成質量であるが,G bp
を測定 す るためには,循環率が2.5にな るまで粉 砕 す ること,すなわちPl以下 の粒子 の生成 を,1/(1+2.5)
× 100≒ 29%にな るまで粉 砕 を行 わな けれ ばな らな い｡ この条件で は,例えば,乾式連 続粉 砕 でPlを シ ングル ミクロン,あ るいはサ ブ ミクロンオーダーで測 定す ることは極 めて難 しくな り19),微粉 砕,超 微粉 砕 領域 にお いて はWorklndexの測定 が不可能 にな る
ことを意味 している｡
そ こで,著者 らはボール ミル粉砕能 の代わ りに, 任 意粒 子 径以 下 の生 成 速 度 定 数 を 測 定 して 算 出 す る Worklndex相当数 を提示 した｡
23
これ まで のWorklndex測定 に関 す る調査 や研究 によれば,JISにな ってい るEq.(2)で求 め るWork lndexの値 と,Bondが最初 に提案 したEq.(3)ll)か ら 求 め られ る値 に大差 のない ことが報告 されている20)｡
W1‑ 1.1× 16(Pl/100)05G品082 (3) Eq.(3)は,Eq.(2)に比べて単純で あるので,著者 ら
はEq.(3)を基 に してWorklndex相 当数 を導 き定義 した｡
一般 に, ボール ミル粉砕 の初期 において, フィー ド 粒子径 に比べて十分 に細か い粒子 径xc以 下 の質量分 率Q町(‑) と, 粉砕 時 間t(min)との問 に次式 の0 次 の生成速度式 の成立が知 られてい る21‑23)｡
Li(ら
dt ‑h∬ (4)
ここで,h濫(min 1) は粒子径x｡以 下 の生 成速 度定数 である｡xc(〟m)は微粉 砕性 の評 価 に用 い る粒 子径 (評価粒子径)である｡
Eq.(4)は
Q芯‑ h氾t (5)
とな り,粉砕時間tにお け る粒子 径xc以下 の生成質 量W冗(g)はEq.(6)とな る｡
Wx‑ Q∬Ws‑ h光Wst (6) ここで,Ws(g)はフィー ド質量 で あ る｡
Eq.(6)の両辺 をtで除す と
WJt‑ huWs (7) W瓜/tは,単位時間当 た りのxc以 下 の生 成質量 で あ るので,Eq.(3)のボール ミル粉砕能Gb,(g･reV 1)と 比例関係が成 り立っ｡
Gb｡∝WJt‑hxcWs (8) さ らにPlは,粉砕試験 に用 いるふ るいの 目開 きで あ るので,Pl/100∝ x｡とお け,Eq.(3)とEq.(8)に よ り次式が導 ける｡
W,‑1.1×16(Pl/100)05G忘082∝ (pl/100)05Gb‑,082
∝ x25(h濫Ws)082 (9) こうして,WorklndexはEq.(9)に よ り簡 略化 す る ことがで きる｡Eq.(9)の右辺 はWorklndexに比 例 す る値であ るので,右辺 をW.,C(LLmO5･(g･min¶1)Am 2)
とおいてEq.(10)で表 わ し, Wl,CをWorkIndex相 当数 と定義 した｡
W.,C‑xS5(h芯Ws)tD82 (10) この指数 を用 いることによって,砕料,粉砕機 あ るい
は粉砕条件の微粉砕性の評価があ る程度可能 にな る｡
本研究では,代表的な粉砕操作 で あ る媒体 ミル粉砕, 自生粉砕,圧縮粉砕 について,5種類 の粉砕方法 (粉 砕機)により,石灰石の微粉砕性をWorklndex相 当 数 によって検討す る｡
4. 媒体 ミル による粉砕
媒体 ミルは,数多 くの種類があ り,大 きく分けると, 粉砕容器を駆動 させて容器内の媒体 (ボール, ロ ッ ド など)に運動を生 じさせ,砕料 を粉砕す るものと,容 器内部 に獲拝機構を備えて媒体 に運動 エネルギーを与 えることで粉砕す るものがある｡前者 には,容器 が回 転す る転動 ミルや円振動す る振動 ミル,自転す る容器 に公転運動が加わ る遊星 ミルがある｡また,後者 の穫 拝 ミルにおいて も様々な種類がある24)0
ここでは,最初 に容器駆動式の媒体 ミルを用いた結果 について述べ る｡
4.1実験装置
実験 に使用 した媒体 ミルは,転動 ミル,振動 ミル, 遊星 ミルの3種類である｡転勤 ミルは,Yamato(秩) 製の実験用 ミルで,回転速度 は108rpmである｡振動
ミルは,中央化工機 (秩)製MB一〇型 ミルであ り,振 幅が2×2.4mm,振動数が1440rpmの円振動形式で,
この ときの振動強度 (振動加速度/重力加速度) は 5.57である｡遊星 ミルは,Fritsch(樵)製p‑5であり, 支持盤 と ミル容器 との中心問距離 が124mm, ミル公 転速度291rpm,自転速度 は公転速度 の2.2倍 で, ミ ル容器 は支持盤の回転 (公転)にともない鉛直軸回 り に支持盤 と逆方向に回転 (自転)す る｡ このときの遠 心効果 (遠心加速度/重力加速 度) は11.7で あ る｡
1 Revolution
′1ー‑I
(108rpm)
■ GrindingMin Fig.1 Motionofballmill
GrindingMill
Fig.2 Motionofvibrationmill
Fig.3 Motionofplanetarymill
Figs.1‑ 3に, これ らの媒体 ミルの運動状態 の概略 を示す｡転勤 ミル,振動 ミルは装置の回転面 また は振 動面 に対 し正面か ら見た図であ り,遊星 ミルは装置全 体 と装置公転面 の真上か ら見 た もので あ る｡Table3 に用いた ミル容器および粉砕媒体 に用いたボールの寸 法を示す｡ これ らは,いずれ もアル ミナ製であ り,各 媒体 ミルの容器 は,内径 と長 さの比が一定 となる相似 形の ものを使用 した｡また,媒体径 は,転勤 ミルを基 準 に して ミル内径に対 して寸法比がで きるだけ近 くな
るように選択 した｡
第11巻 第2号(1998) worklndex相当数による石灰石の徴粉砕性評価
Table3 DlmenSionsofmillandsizesofmedlaused
Kindofmill VolupleOfmill Innerdiameter Innerlength Balldiameter (liter) (mm) (mm) (mm) Ballmil1 2.1 144 130 20 Vibrationmill 1.0 120 90 15 Planetarymill 0.26 72 65 10 4.2媒体 ミルの粉砕条件の検討
はじめに,粉砕条件の基本で あ るフィー ド粒 子径, フィー ド質量,媒体質量を検討 した｡粉砕機の能力は, フィー ド粒子径の大 きさと微粒子の生成量 により評価 で きる｡本実験では, この2つ の点 か ら, フ ィー ド粒 子径 xfはEq.(ll)のフイ‑ ド粒子 の質量分率 の減少 速度定数Klが最大 になる粒子径, フィー ド質量Ws, 媒体質量WBはEq.(12)の 目的物 の生成速度定数ho が最大を示す条件 とした｡
̲旦塁 df dWxc
dt
‑KIR
‑ ho
ここで,R(‑) はフ ィー ド粒 子 の質 量 分 率,Kl (mi nー1)は減少速度定数,W疋(g)は粒子径 xe以下の 生成質量,k｡(g･min1)は生成速度定数,i(mln) は粉砕時間である｡
Eq.(ll)は, これまでに砕料の単一粒子径成分の粉砕 時間による減少過程 として,各種媒体 ミルにおいて成 立が認め られている25‑2㌔ Eq.(12)は,転勤 ミル粉砕
の場合 に成立す ることが知 られてお り2ト23),振動,遊 星の両媒体 ミルについて も本実験で確認 し,粉砕条件 の評価 に用 いた｡
転勤 ミルの実験結果 の一例 としてFi9.4にフィー ド 粒子径 による減少速度定数の変化,Fig.5にフィー ド 質量 による生成速度定数の変化を示す｡転動 ミルのKl
および h｡は粉砕時間1,3,5分の3点で調べた｡両図 か らKlを最大 にす るフィー ド粒子径 とhlが最大 にな るフィー ド質量の条件を兄 いだす ことがで きる｡ ここ でhoの評価粒子径 は,特 に理 由 はないが,転動 ミル の粉砕能力を十分 に検討で きると考え, フィー ド粒子 径の約1/6に当たる150〟mで評価 した｡
次 に振動 ミルについて検討 した結果 の例 をFi9S.6, 7に示す｡振動 ミルについて は粉砕時間0.5,1,2分
の3点で調べた｡転動 ミルの結果 と同様 に,Kl,k｡
0.7
0.65 1一コ
'gO･6 ヽ̲ノ
t{ 0.55
/ へ ＼ ＼
W ‑1.B 8kg W ‑180gS
800 1000 1200 1400 Xf(pm)
25
Fig.4 RelationshipbetweenKlandfeedsize, xf(Banmill)
/ ヽ
x∫‑1000‑850llm W =1.B 8kg
150 160 170 180 190 200 210
Ws(g)
Fig.5 Relationshipbetweenkoandmassof feed,Ws(Ballmill,xc‑150〟m) が最大 になる条件 が認 め られ る｡振動 ミル粉砕 にお いては,転動 ミル に比 べ粉砕 が短 時間で進行 す るの で,hoの評価粒子径 は,転勤 ミルの場合 よ り細 か い 90〝mとした｡
700 800 900 1000 1100 1200
Ⅹf(um)
Fig.6 RelatlOnShipbetweenKlandfeedsize, xf(Vibrationmill)
5433(I.u!ul･2)0月 x‑1000‑850トLmf
W ‑2.B 1kg
340 360 380 400 420 440 460
WS(g)
Fig.7 Relationshipbetweenkoandmassof feed,Ws(Vibrationmill,xc‑90FLm)
Figs.8′9には遊星 ミルの実験結果 を示 す｡ 転勤 ミ ル,振動 ミルの場合 と同様 にKl,k｡が最 大 にな る条 件を兄 いだす ことがで きる｡遊星 ミルで は,前2者 の 媒体 ミルに比べ粉砕速度が速 いため,粉 砕 時間0.5分 の 1点で行 い,h｡の評価粒子径 は3種類 の媒体 ミルで 最 も微小 な約8〟mに した｡
この ように して決定 した転勤,振動,遊星 ミル にお ける最適条件 をTable4にまとめて示 す｡ ここで,J は ミル内容積 に対す る媒体 の見 か け充 てん率,Uは
I(T.u召)出
16 14
12 10
8
6
300 400 500 600 700
xf(um)
Fig.8 RelationshlPbetweenKlandfeedsize,
Ⅹf(Planetarymill)
ハ
x‑500‑425ト∫ tm W ‑0.B 22kg
20 22 24 26
W(冒)
Fig.9 Relationshipbetweenkoandmassof reed,Ws(Planetarymill,Ⅹ｡‑8.4〃m)
そのときの媒体 の空隙体積 に対す る砕料 の見か け充て ん率である｡Jの最適値 につ いて,転勤 ミル, 振動 ミ ルは,他 の研究者 の結果 に近 い値 (転勤 ミル は0.4‑
0.529),振動 ミルは0.8‑0.927)30,31))を示 している｡遊星 ミルで は,過去 の研 究 によ る値 (0.332),0.3433･34)) に 比べ,やや高 い値 にな っているが,遊星 ミルが加 速度 の大 きい転勤 ミル と考 え る と, 本実験 の結果 の よ う に両者 のJの最適値 が近 くな る こと も十分 予想 され る｡
第11巻 第2号 (1998) Worklndex相当数 による石灰石の微粉砕性評価
Table4 0ptlmum grindlngCOnditlOnS
Ballmlll 1000‑850 1.8 VlbratlOnmlll 1000‑850 2.1 Planetarym111 500‑425 0.22
4.3媒体 ミル粉砕 によるWorklndex相 当数 W.t の測定
4.3.1 実験方法
4.2で決定 した粉砕条件 によって,3種類 の媒体 ミ ルを用 いて,所定時間毎 に砕料 を用意 した完全回分 粉 砕を行 った｡粉砕時間 は,転勤 ミルは5‑60分 まで の 6点,振動 ミルは1‑30分 までの7点, 遊星 ミル は20 秒〜 3分 まで の9点であ る｡砕成物 の粒子径分布 の測 定 は,フィー ド筆立子径〜 75LLmまではロ‑タップシェー カーによる乾式ふ るい分 け,53‑20〟mまで は超音波 槽で試料 を分散 しなが らの湿式ふ るい分 けを行 った｡
20〝m以下 は分散媒 にヘキサ メ タ りん酸 ナ トリウム 0.2wt%水溶 液 を用 い, 試料 溶 液 を超 音波 槽 で分 散 させ た後, レーザ ー光 回折 散乱 法 (日機装 (秩 )製 MicrotracFRA)によって測定 した｡
4.3.2生成速度定数kxcの測定
Worklndex相当数 の算 出にはEq.(4)の生 成速 度 定数h児の測定 が重要である｡
Figs.10‑12に一例 として,粒子径 x｡が7.5〟mよ
0.5
0.4
( 0.3
l
l Ju
Cy o.2
0.1 0
0 20 40 60 80 t(min)
FIE.10 Relationshipbetweenmassfractionfiner thanxcandgrindingtime(Ballmill)
180 0.44 0.37 400 0.92 0.85 22 0.45 0,35 0.4 0.3
1 )｡ 0.ン′ 2
Cy
O.1
0
27
0 10 20 30 40
t(min)
Fig.ll Relationshipbetweenmassfractionfiner than x｡and grinding time (Vibration mill)
0.7 0,6 0.5
( 0.4
l
UL.: 0' 0.3
0.2 0.1 0
0 1 2 3 4
t(min)
Fig.12 Relationshipbetweenmassfractionfiner than x｡andgrinding time (Planetary mill)
り細 いときの xc以下の生成分率 と粉砕時間 の関係 を 転勤,振動,遊星 ミルの結果 につ いてそれぞれ示す｡
いずれの媒体 ミルにおいて も粉砕初期ではEq.(4)の 0次の生成速度式が適用で きることがわか る｡
4.3.3 Worklndex相当数 W .,tの測定
Fig.13には,3種類 の媒体 ミル につ いて前項 で測 定 したh征をEq.(10)に代入 して算出したWorkIndex 相当数 と評価粒子径の関係を示す｡Worklndex相 当 数 の評価粒子径 による変化 は,媒体 ミルの種類 に関係 な く,粒子径の減少 とともに減少 し,10数 〃m近辺 で最小値をとり, しだいに増加す る傾向にある｡ この とき,Worklndex相 当数 が最 小 にな る粒 子 径 は, Tablelに示 した石灰石の結晶粒子径 に非常 に近 い こ とがわか る｡同様な結果 は,鉄鉱石 について も得 られ ている｡石原14)はマ レー ･ヅングン産,今西35)はブラ
ジル産の鉄鉱石 について,Worklndexと粒子径 の関 係を調べ,結晶粒子径あるいはそれに近いと思われ る 粒子径を境 にWorklndexの急激 な増加 を指摘 して いる｡ この原因 として,結晶粒子径 より大 きい範 囲で は結晶粒界 に沿 った破壊 (粒界破壊)が容易に進行 す るが,結晶粒子径 より小 さい粒子径の領域では粒内破 壊が必要 になるため,粉砕抵抗が増大す ると考え られ ている｡ したがって,同様 な理由か ら,石灰石 の粉砕 性 も鉄鉱石のように結晶粒子径の近辺で粉砕抵抗が変 化す ることは十分 に推察 され る｡ さ らに,Flg.13の 結果 は,Sikongら36)が, 弾性理論 に基 づ き推定 した 粒子径 による脆性材料の破壊様式の変化 によって も考 察 される｡ これによると,石灰石の破壊様式 は,20‑
00ll
(zg01(T.u!tlI･B)so皇)｡.TJVi
0 :Ballmill l 口 0 □ :planetaryrnlll
A
口台 〇 〇 〇 〇〇 〇〇 〇 〇 ○ ○
10n 101 102
Xc(什m)
Fig.13 RelationshipbetweenW ,,candevaluating size,Ⅹ｡(Ballmill,VibratlOnmill,Plan‑
etarymill)
30〟mを境 に,脆性破壊か ら脆性破壊 に加え,蛮形破 壊 の加わる様式 に移行 し, この粒子径より小 さ くな る と弾性 ひずみよりも塑性ひずみの割合が相対的に大 き くなるので粉砕抵抗が増加 して くことを報告 しており, 本実験の結果 にもほぼ対応 している｡
つ ぎに,媒体 ミルの種類 による石灰石の粉砕性を詳 しく見 るために,Fig.14には, それぞれの媒体 ミル で測定 したWorkIndex相当数を,その最小値Ⅵ1 ,｡m m
によって無次元化 して表 した値wt.｡n(‑ WIJ Wl,叩m) の評価粒子径 による変化を示す｡ 石灰石 の粉砕性 は, 粉砕域全体では媒体 ミルの種頬 の影響 は小 さいように 見 られ るが,3〟m近辺以下 の微粉砕域 で は転動 ミル に比べ,振動 ミル,遊星 ミルが,よりす ぐれて い る様 子が うかがえ る｡
‑し101
こ U
巨 J'
10 0
o :Ballmilgrinding
A :Vibrationmillgrinding 日 日 :Planetarymiugrinding
△
uoA ロ
100 101 102
Xc(ドm)
Fig.14 RelationshipbetweenW 1,｡nandevaluatlng size,Ⅹ｡(Ballmill,Vibrationmill,Plane‑ tarymill)
5.捷拝 ミル による自生粉砕
自生粉砕 は,一般 に大 きさの異なる同一砕料 を粉砕 機 に装入 し,大 きい砕料を媒体 として利用 し,小 さい 砕料を粉砕す る方法である｡ 自生粉砕の利点 には, 同 一砕料を粉砕媒体 に用いるため,不純物 の混入が少 な いこと,砕料 の供給量を多 くで きることが挙げられる｡
穫拝 ミルは,前節 において述べたように,擾拝作用 によって媒体 に運動 エネルギーを付与 して砕料 を粉砕 す る方法が一般的な使い方である｡ しか し, ここで は 同体摩擦 による微粒子製造法37)の考え方を もとに,撹 拝 ミルを自生粉砕 に応用 し,比較的大 きい単一粒子径 の石灰石を用いて粉砕実験を行い,Worklndex相 当
