Kugeln oder Stäbe: Das Mahlmedium bestimmt das Produkt, nicht nur die Feinheit

Verteile eine einzelne Lage gemischter Steine auf einer flachen Platte – eine gute Mischung aus Größen, nichts sortiert. Lege eine Stange aus Stahl quer darüber und drücke mit beiden Händen gleichmäßig nach unten. Beobachte, welche Steine brechen. Es werden die großen sein, und nur die großen, weil die Stange auf ihnen aufliegt und nichts anderes erreichen kann. Wiederhole das nun mit einer Kugel oder einem runden Kiesel, der an einem Punkt gedrückt wird. Was unter dem Punkt liegt, bricht, und ob es ein großer oder ein kleiner Stein ist, hängt ganz davon ab, wo du deine Hand hinlegst. Das ist die ganze Stufe, in zwei Minuten erledigt mit einer Stange und einer Kugel. Alles Weitere besteht darin, dem Zahlen zu geben. Führe die Stangenvariante zweimal durch: einmal auf einer einzelnen Lage und einmal auf einem Haufen aus zwei oder drei Schichten. Auf dem Haufen wird die Auswahl schwächer, weil die Stange nun auf einer unebenen Oberfläche aufliegt statt auf einzelnen Steinen. Stabmühlen werden genau aus diesem Grund mit einer dünnen Beschickung betrieben.

Drei Kennzahlen beschreiben eine Mahlkörperfüllung, und alle drei sind wichtig. **Füllgrad.** Der Anteil des Mühlenvolumens, den die Füllung einnimmt, meist ein Drittel oder etwas mehr. Ist er zu gering, hat die Füllung Raum, weiter als der Fußbereich zu fallen, wodurch sie die Panzerung statt des Mahlguts trifft. Ist er zu hoch, fehlt der freie Raum, in den die Füllung kaskadieren kann, sodass sie stattdessen rollt und die Mühle unbemerkt zu einer Kaskadenmühle wird, die langsam mahlt und Feinanteile erzeugt. **Abstufung.** Eine neue Füllung besteht nie aus einer einheitlichen Größe. Sie ist eine Verteilung, denn die Mühle braucht große Mahlkörper für das Aufgabegut und kleine Mahlkörper für die Oberfläche – dasselbe Prinzip wie die Kammern der Rohrmühle, nur auf andere Weise gelöst. **Nachfüllen.** Mahlkörper verschleißen, und mit dem Verschleiß werden sie kleiner. Eine Mühle, die nur mit der größten Größe nachgefüllt wird, driftet daher über Monate zu einer groben Füllung. Mit einer abgestuften Mischung nachfüllen und die eingebrachte Menge wiegen. Der häufigste schleichende Fehler in einem Mahlkreislauf ist eine Füllung, die nach Augenmaß gewartet wurde. Den Füllgrad bei stillstehender Mühle messen: Die Sehne der Füllung zur Mantelfläche, mit einem Maßband gemessen, lässt sich direkt in einen Füllgrad umrechnen. Jedes Mal protokollieren. Ein driftender Füllgrad ist im Protokoll sichtbar und beim bloßen Hinsehen unsichtbar.

Eine Mühle im offenen Kreislauf muss alles zurückhalten, bis das *schlechteste* Partikel fein genug ist, was dazu führt, dass das durchschnittliche Partikel weit über den Punkt der Nützlichkeit hinaus gemahlen wird. Dieses Übermahlen ist verschwendete Energie und unerwünschtes Feingut, und es ist völlig vermeidbar. Ein **geschlossener Kreislauf** setzt ein Sieb oder einen Klassierer am Austrag der Mühle ein und führt die grobe Fraktion zur Aufgabe zurück. Jedes Partikel verlässt nun die Mühle, sobald es klein genug ist. Das zurückkehrende Grobgut ist die **Zirkulationslast**, und bei einem gut betriebenen Kreislauf ist sie oft größer als der frische Aufgabestrom – zwei- oder dreimal, manchmal mehr –, was Menschen beim ersten Blick auf diesen Wert überrascht. Diese Zahl ist kein Zeichen für etwas Falsches. Eine hohe Zirkulationslast bedeutet, dass Material zügig ausgetragen wird, und genau das ist der Zweck. Sie verursacht jedoch einen größeren Mühlenaufgabeförderer, einen größeren Klassierer und mehr Pumpleistung, daher gibt es ein Optimum statt eines Maximums. Die Siebstufe ist das, was der Klassierer leistet, und seine Trennkurve ist der Grund, warum die Zirkulationslast nie scharf sein kann: Bei jedem Durchgang wird etwas Material zurückgeführt, das bereits fein genug war, und etwas durchgelassen, das es nicht war.

**US 1.538.620, „Ball and Rod Mill“, Ferdinand Mora Canda aus Chrome, New Jersey, Anmeldung eingereicht am 19. Februar 1924, erteilt am 19. Mai 1925.** Die Ansprüche betreffen die Auskleidung der Mühle – „einen Metallmantel oder ein Gehäuse, eine umlaufende Reihe spröder, harter Stahlplatten, die am Mantel verschraubt sind, und ein elastisches stoßdämpfendes Medium, das zwischen den Platten und dem Mantel angeordnet ist“ – und der Titel umfasst beide Medien in einem Atemzug, denn der Körper der Maschine kümmert sich nicht darum, was sich in ihr befindet. Dieses Detail des Anspruchs ist bemerkenswert. Bis 1924 war die Mühle selbst nicht mehr die Erfindung; umkämpft war, wie man sie so auskleidet, dass die Auskleidungen standhalten, und das ist das Kennzeichen einer ausgereiften Maschine. Stabmühlen wurden über ein halbes Jahrhundert lang die Standardstufe der Zerkleinerung in metallerzverarbeitenden Anlagen, gerade wegen der Auswahlregel in Schritt 4: Schwerkrafttrennung und Flotation arbeiten bei Schlämmen schlecht, und eine Stabmühle lieferte ein enges Produkt, ohne sie zu erzeugen. Sie verloren an Bedeutung, als autogene und halbautogene Mühlen die grobe Mahlaufgabe übernahmen, nicht weil sich die Physik geändert hätte. **Ehrliche Grenzen.** Eine Stabmühle kann im Verhältnis zu ihrem Durchmesser nicht beliebig lang gebaut werden – jenseits von etwa sechs zu eins verheddern sich die Stäbe, und eine verhedderte Füllung bedeutet einen Tag Arbeit mit einem Kran und viel Fluchen. Stäbe verschleißen ungleichmäßig und müssen ausgesondert wie nachgefüllt werden. Eine Stabmühle mahlt nicht fein: Die Auswahlregel, die die Feinanteile davor schützt, übergemahlen zu werden, ist dieselbe Regel, die verhindert, dass man überhaupt ein feines Produkt erreicht; deshalb hatte fast jede Stabmühle in der Geschichte eine Kugelmühle nachgeschaltet. Und beide sind Mahlkörpermühlen, verbrauchen also kontinuierlich Stahl – in einer großen Anlage kann die Rechnung für die Mahlkörper die Stromrechnung übersteigen.