DE1283657B

DE1283657B - Ball mill for fine grinding of ductile metals

Info

Publication number: DE1283657B
Application number: DEM68183A
Authority: DE
Inventors: Dr Hermann Clasen
Original assignee: HERMANN CLASEN DR
Current assignee: HERMANN CLASEN DR
Priority date: 1966-01-29
Filing date: 1966-01-29
Publication date: 1968-11-21

Description

Kugelmühle zur Feinvermahlung duktiler Metalle Die Erfindung bezieht sich auf die Feinvermahlung und Aktivierung duktiler Metalle.Ball mill for fine grinding of ductile metals The invention relates focus on the fine grinding and activation of ductile metals.

Es ist bekannt, duktile Metalle, wie Aluminium und Blei, durch Mahlen fein zu zerteilen und chemisch zu aktivieren. Wegen des großen Zeitbedarfs, der Notwendigkeit von Hilfsstoffen, die meist unerwünscht sind und stören, sowie nicht zuletzt wegen der nicht erzielten Reproduzierbarkeit der Korngrößenverteilung und des Grades der chemischen Aktivierung haben die bisher für diesen Zweck eingesetzten Mahlvorrrichtungen nicht befriedigen können.It is known to produce ductile metals, such as aluminum and lead, by grinding them to be finely divided and chemically activated. Because of the large amount of time required Necessity of auxiliary materials, which are usually undesirable and disturbing, and not lastly because of the unachieved reproducibility of the grain size distribution and the degree of chemical activation have those previously used for this purpose Grinding devices can not satisfy.

Es wurde nun gefunden, daß die sogenannte Indigomühle, die früher zum Mahlen von Indigo verwendet wurde, besonders zur Feinmahlung und Aktivierung duktiler Metalle geeignet ist. Die Vermahlungszeiten zur Erzielung sehr feiner Produkte sind bedeutend kürzer als bei den bisher dafür eingesetzten Mühlen. Erstmalig lassen sich bestimmte Mahlergebnisse sicher reproduzieren. In der Indigomühle wurde erstmalig eine Mühle gefunden, mit der Aluminium völlig ohne Mahlhilfsstoffe sicher reproduzierbar gemahlen werden kann. Alle anderen Mühlen, die anfangs gute Mahlergebnisse zeigen, werden schnell sehr glatt und unwirksam, so daß Mahlhilfsstoffe notwendig werden.It has now been found that the so-called indigo mill, which used to be used to grind indigo, especially fine grind and activation ductile metals is suitable. The grinding times to achieve very fine products are significantly shorter than the previously used mills. Leave for the first time certain grinding results can be reliably reproduced. In the indigo mill was the first time found a mill with which aluminum can be reliably reproduced without any grinding aids can be ground. All other mills that initially show good grinding results, quickly become very smooth and ineffective, so that grinding aids are necessary.

Die Indigomühle besteht bekanntlich aus einem Mahlbehälter in Form etwa eines Rotationsellipsoides, dessen Achse schräg gestellt ist und der in Rotation versetzt wird. Diese Vorrichtung ist auch als mushroom mixer literaturbekannt. Der Behälter enthält als Mahl- und Mischwerkzeuge Kugeln.As is well known, the indigo mill consists of a grinding container in the form of a mill for example an ellipsoid of revolution, the axis of which is inclined and the one in rotation is moved. This device is also known from the literature as a mushroom mixer. Of the Container contains balls as grinding and mixing tools.

Die überraschende Wirkuna der fast in Vergessenheit geratenen Indigomühle für den Zweck des Mahlens duktiler Metalle ist darin zu sehen, daß die eigentümliche Bewegung der Kugeln in der Indigomühle sehr günstige Reib- und Scherkräfte für die Zerteilung duktiler Metalle erzeugt.The surprising effect of the almost forgotten indigo mill for the purpose of grinding ductile metals it is to be seen that the peculiar Movement of the balls in the indigo mill very favorable frictional and shear forces for the Division of ductile metals generated.

Als duktile Metalle sind z. B. Aluminium, Blei, Zinn, Cadmium, Kupfer und duktile Legierungen zu verstehen.As ductile metals, for. B. aluminum, lead, tin, cadmium, copper and to understand ductile alloys.

In an sich bekannter Weise kann die Mitverwendung von Flüssigkeiten günstig sein. Bei der Feinvermahlung von Metallen, die wie Aluminium im aktivierten Zustand mit Wasser chemisch reagieren, ist Wasser auszuschließen. Man verwendet organische Lösungsmittel.In a manner known per se, liquids can also be used be cheap. During the fine grinding of metals which, like aluminum, are activated in the If the state reacts chemically with water, water must be excluded. One uses organic solvents.

Die erfindungsgemäße Feinstvermahlung läßt sich auch in der Weise durchführen, daß in bekannter Weise feste Mahlhilfsmittel zugesetzt werden. Als an sich bekannte Mahlhilfsmittel, die das Zusammenschweißen der gemahlenen Partikel verhindern, können beispielsweise Silikate verwendet werden. Insbesondere eignen sich solche Mahlhilfsmittel, die als hart-spröde zu bezeichnen sind, wie Quarzsand, Natursand, Siliciumcarbid, Korund, Zirkonoxyd.The ultra-fine grinding according to the invention can also be carried out in the manner carry out that solid grinding aids are added in a known manner. as known grinding aids, which weld the ground particles together prevent, for example, silicates can be used. Particularly suitable such grinding aids, which can be described as hard-brittle, such as quartz sand, Natural sand, silicon carbide, corundum, zirconium oxide.

Das Verfahren ist geeignet, um in kürzester Zeit hochaktive Metallpulver oder Dispersionen in höchster Feinheit herzustellen. So läßt sich beispielsweise Aluminium in Form von Aluminiumgrieß von 0,2 bis 1 mm Korngröße innerhalb 16 Stunden zu einem Pulver mit einer Teilchengröße unter 5 jim unter Verwendung eines organischen Lösungsmittels wie Tetrahydrofuran und unter Zusatz von Bausand als Mahlhilfsmittel vermahlen.The process is suitable for producing highly active metal powders or dispersions of the highest fineness in the shortest possible time. For example, aluminum in the form of aluminum grit with a grain size of 0.2 to 1 mm can be ground to a powder with a particle size of less than 5 μm within 16 hours using an organic solvent such as tetrahydrofuran and with the addition of building sand as a grinding aid.

Die erfindungsgemäß hergestellten Pulver und Dispersionen besitzen eine große Anwendungsbreite. Sie sind in all den Fällen geeignet, in denen es auf die chemische Aktivität des Metalls ankommt, sei es für Zwecke der Synthese, für die Umsetzung in wäßrigen Systemen zur schnellen und dispersen Wasserstoffentwicklung oder für pyrogene Zwecke.The powders and dispersions prepared according to the invention have a wide range of applications. They are suitable in all the cases in which there is the chemical activity of the metal matters, be it for synthesis purposes, for the implementation in aqueous systems for rapid and disperse hydrogen evolution or for pyrogenic purposes.

In der Erzaufbereitung ist die sogenannte Birnenmühle gelegentlich noch im Gebrauch, die aus der Indigomühle hervorgegangen ist. Sie wird aus Gußstahl bis zu Durchmessern von vielen Metern hergestellt. Außer Stahl kommen auch andere Werkstoffe, z. B. Porzellan, in Betracht.The so-called pear mill is occasionally used in ore processing still in use, derived from the indigo mill. It is made of cast steel Manufactured up to diameters of many meters. Besides steel there are others Materials, e.g. B. porcelain, into consideration.

Die Erfindung wird an Hand des nachfolgenden Beispiels näher erläutert. Ausführungsbeispiel Eine Birnenmühle, deren ungefähr rotationsellipsoidisch geformter Gußstahlbehälter 1 einen größten Durchmesser von 600mm und ein Gesamtvolumen von etwa 501 aufwies, wurde mit 73 kg Stahlkugeln von 12 bis 1.5mm Durchmesser gefüllt. Der Kugelzwischenraum betrug etwa 61. In die Mühle wurden 1,95kg Aluminiumgrieß einer Körnung 0,2 bis 1 mm, 1,5 kg Grubensand als Mahlhilfe und 6 1 Tetrahydrofuran gegeben und 18 Stunden bei 60 Umdr./Min. gemahlen. Es wurde eine selbstentzündliche Dispersion hochaktiven Aluminiums erhalten. Eine wichtige Methode zur Beurteilung der Reaktivität des gemahlenen Aluminiums ist dessen Umsetzung in bekannter Reaktion zu Natriumaluminiumhydrid NaA1H4, und zwar mit Natriumhydrid und Wasserstoff unter Druck und Erwärmung. Mit der erfindungsgemäßen Dispersion konnten das Aluminium zu 83,% zu Natriumaluminium umgesetzt werden. Ohne die Verwendung des Mahlhilfsmittels wurde eine Mahldauer von 27 Stunden benötigt, um die gleiche Reaktivität des feinteiligen Aluminiums zu erzielen. Demgegenüber ergab die Vermahlung in einer gewöhnlichen zylindrischen, um die waagerechte Zylinderachse rotierenden Kugelmühle überhaupt keine nennenswerte Reaktivität des Aluminiums.The invention is explained in more detail with reference to the following example. EXEMPLARY EMBODIMENT A pear mill, whose approximately rotationally ellipsoidally shaped cast steel container 1 had a largest diameter of 600 mm and a total volume of about 501 , was filled with 73 kg of steel balls with a diameter of 12 to 1.5 mm. The space between the spheres was about 61. 1.95 kg of aluminum powder with a grain size of 0.2 to 1 mm, 1.5 kg of pit sand as a grinding aid and 6 l of tetrahydrofuran were placed in the mill and at 60 rpm for 18 hours. ground. A self-igniting dispersion of highly active aluminum was obtained. An important method for assessing the reactivity of ground aluminum is its conversion in a known reaction to sodium aluminum hydride NaA1H4, namely with sodium hydride and hydrogen under pressure and heating. With the dispersion according to the invention, 83% of the aluminum could be converted to sodium aluminum. Without the use of the grinding aid, a grinding time of 27 hours was required in order to achieve the same reactivity of the finely divided aluminum. In contrast, grinding in an ordinary cylindrical ball mill rotating about the horizontal cylinder axis did not result in any noteworthy reactivity of the aluminum.

Claims

Claim: Use of a ball mill whose grinding container (1) has the shape of an ellipsoid of revolution and rotates around its inclined axis (so-called indigo mill, pear mill, mushroom mixer) for fine grinding and activation of ductile metals. Considered publications-German Patent No. 531921; British Patent No. 788 155.