Kalkstein

Zur Demonstration einer Trockenmahlung wurde von uns ein Teil der Probe wunschgemäß (ohne Zugabe einer Flüssigkeit) gemahlen. Bereits nach der ersten Minute wurde die Probe so fein zerkleinert, dass die Probe zu kleben begann.

Ab einer Feinheit von (in der Regel) d50 < 20-30 µm werden Kräfte zwischen einzelnen Partikeln größer als deren eigene Gewichtskraft. Partikel lagern sich aneinander an und werden im weiteren Verlauf der Mahlung durch die Kugeln nur noch verpresst. In solch verpressten Clustern finden sich auch gröbere Partikel, welche dadurch ebenfalls nicht weiter zerkleinert werden.

Im Verpressten Material finden sich immer noch einige Fragmente bis ca. 4 mm Länge. Ein kleiner Teil der Probe wurde zur Demonstration von uns separat abgepackt. Für eine weitere Zerkleinerung der Probe empfehlen wir die Mahlung in Suspension (siehe weiterführende Mahlergebnisse).

Nach einer Minute Trockenmahlung in Ergebnis 1 wurde von uns 190 ml Wasser zugegeben und die Probe für insgesamt 10 Minuten weitergemahlen.

Um einen Überdruck während der Mahlung zu vermeiden wurde die Mühle auf Zyklen mit 3 Minuten Mahldauer und 9 Minuten Pausenzeit programmiert. Nach mehreren Zyklen sollte die Außentemperatur des Mahlbechers kontrolliert werden (bei Wasser < 80 °C), und gegebenenfalls die Programmierung der Mühle angepasst werden. Dies gilt auch für alle weiteren in Suspension durchgeführten Mahlversuche.

Nach einer Mahldauer von insgesamt 10 Minuten wurde die Feinheit von uns mittels Laser-Partikelmessgerät ANALYSETTE 22 NanoTec plus überprüft. Es findet sich ein d50 < 5 µm mit 100 % < 60 µm.

Um das Mahlergebnis noch weiter zu verbessern empfehlen wir einen Kugelwechsel auf 5 mm Ø Zirkonoxid (siehe Ergebnis 3).

Auch hier wurde eine kleine Portion (~ 2 ml) zur Demonstration separat abgepackt.

Nach einer Mahldauer von 10 Minuten wurden weitere 130 ml Wasser zugegeben um die gestiegene Anzahl an Partikeln entsprechend zu benetzen und eine motorölartige Viskosität herzustellen (für ein optimales Mahlergebnis).

Die Mahlkugeln wurden auf 5 mm Ø gewechselt.

Nach weiteren 10 Minuten (Mahldauer insgesamt 20 min) wurde die Feinheit nochmals mittels Laser-Partikelmessgerät ANALYSETTE 22 NanoTec plus überprüft. Bereits 30 % des Materials sind < 1 µm zerkleinert worden.

Nach insgesamt 20 Minuten ist die Probe sehr breiig und sollte für eine weitere Mahlung weiter verdünnt werden. Da das Probevolumen bereits fast bis zur Oberkante des Mahlbechern gestiegen ist müsste vorab Probe entnommen werden um diese durch Wasser zu ersetzen. Es wurden von uns 180 g des Breies ( ≙~ 93 g trockene Probe) entnommen.

Für eine spätere Mahlung empfehlen wir nicht mehr als 250 g Probe pro Mahlbecher einzusetzen.

Nachdem in Ergebnis 3 bereits ~ 180 g des Proben-Breies entnommen wurde (~ 93 g trockener Probe) wurden ca. 80 ml Wasser zugegeben um die Suspension ausreichend zu verdünnen.

Die Mahlung wurde jetzt für weitere 40 Minuten fortgesetzt. Bereits d50 < 350 nm wurde nach insgesamt 60 Minuten erreicht. Die gewünschte Feinheit ist bereits weit unterschritten worden. Die Mahlung wurde unterbrochen und die zerkleinerte Probe abgepackt.

Wir rechnen damit, dass bei 250 g Probe und ca. 310 ml Wasser als optimale Füllung des Mahlbechers die gewünschte Feinheit von d50 < 1 µm nach ca. 30-40 Minuten erreicht sein müsste.

Neben Zirkonoxid kommen noch andere Materialien für Mahlkugeln und Mahlbecher infrage. Metallische Werkstoffe würden die helle Probe jedoch rasch grau einfärben. Andere keramische Werkstoffe sind leichter als Zirkonoxid und würden weniger Schlagenergie entwickeln, was eine kleinere Aufgabegröße erforderlich machen und die Mahldauer aufgrund des geringeren Energieeintrags auch verlängern würde.