ボールかロッドか：製品を決めるのは粉砕媒体であり、微粉度だけではない

平らな板の上に、大きさがさまざまな混合石を一層に広げます。大きさをよく散らし、選り分けはしません。その上に鋼棒を一本渡し、両手で均等に押さえつけます。 どの石が割れるかを観察してください。割れるのは大きな石だけです。棒はそれらの石の上に乗っていて、他の石には届かないからです。 次に、ボールベアリングか丸い小石を使い、一点を押さえて同じことを繰り返してください。その点の下にあるものが割れます。大きな石が割れるか小さな石が割れるかは、完全に手をどこに置くかで決まります。 これが段階の全体で、棒とボールを使えば二分で終わります。以降のすべては、これに数値を当てはめていく作業です。 棒を使った実験を二回行ってください。一度目は一層の上で、二度目は二〜三層重ねた山の上で行います。山の上では選択性が弱まります。棒が個々の石ではなく、凹凸のある面の上に乗ることになるからです。ロッドミルが薄い装入量で運転されるのも、まさにこの理由によります。

メディアの充填量は三つの数値で決まり、そのどれもが重要です。 **充填率。** ミル容積のうち充填物が占める割合で、通常は三分の一かやや多めです。少なすぎると充填物がトーより遠くまで落下する余地が生じ、材料ではなくライナーを叩いてしまいます。多すぎるとカタラクトする自由空間がなくなり、代わりに転がるようになるため、ミルは知らぬ間にカスケード型の機械となり、粉砕が遅くなり微粉を生じます。 **粒度。** 新しい充填物が単一サイズであることはありません。供給材には大きなメディアが、表面の仕上げには小さなメディアが必要なため、充填物は粒度分布を持つものです。これはチューブミルの区画と同じ論理を、別の方法で解決したものです。 **補充。** メディアは摩耗し、摩耗するにつれて小さくなるため、最大サイズだけで補充されるミルは数か月かけて粗い充填物へと移行していきます。粒度配合で補充し、投入量は必ず計量してください。粉砕回路で最もよく起こる緩慢な不具合は、目視で維持されてきた充填物です。 ミルを停止した状態で充填率を測定します。テープを使ってシェルに対する充填物の弦長を測ると、直ちに充填率に換算できます。毎回記録してください。充填率の緩やかな変動はログでは見えますが、一目見ただけでは気づけません。

開回路の粉砕機は、*最も粗い*粒子が十分に細かくなるまですべてを保持しなければならないため、平均的な粒子は有用な点をはるかに超えて粉砕されてしまいます。この過剰な粉砕は無駄な動力と不要な微粉を生み出し、完全に避けられるものです。 **閉回路**では、粉砕機の排出部にスクリーンまたは分級機を設置し、粗い画分を供給側に戻します。これにより、各粒子は十分に小さくなった時点で排出されるようになります。戻される粗い材料は**循環負荷**と呼ばれ、適切に運転された閉回路では、しばしば新規供給量の2〜3倍、時にはそれ以上になります。初めてこの数値を見た人は驚くことがよくあります。 この数値は何か問題があることを示すものではありません。循環負荷が高いということは、材料が速やかに除去されていることを意味しており、まさにそれが目的です。ただし、その代償として、より大型の粉砕機供給コンベア、より大型の分級機、そしてより多くの送液設備が必要になります。したがって、目指すべきは最大値ではなく最適値です。 スクリーニングの段階は分級機が行っている作業であり、その分配曲線こそが循環負荷を明確に区切ることができない理由です。毎回の通過で、既に十分細かい材料の一部が戻され、まだ細かくない材料の一部が通過してしまうためです。

**米国特許 1,538,620「ボール・アンド・ロッド・ミル」、ニュージャージー州クロームのフェルディナンド・モラ・カンダ、出願1924年2月19日、登録1925年5月19日。** 特許請求の範囲はミルのライニングに関するもので、「金属製のシェルまたはケーシング、シェルにボルトで固定された、もろく硬い鋼板を周状に並べた列、そして鋼板とシェルの間に介在する弾性の衝撃吸収媒体」と記されている。タイトルは両方の媒体を一息で包含しているが、それは機械本体が中に何が入っているかを気にしないからである。 請求項のこの点は注目に値する。1924年までに、ミルそのものはもはや発明ではなくなっていた。争われていたのは、ライナーが持ちこたえるようにどうライニングするかであり、これは成熟した機械の特徴である。 ロッドミルは半世紀にわたり、金属鉱山工場における粉砕の標準的な第一段階となった。それはまさに、ステップ4の選別の法則のためである。重力選鉱と浮選はスライムに対してうまく機能せず、ロッドミルは、それらを損なうことなく狭い粒度分布の製品を供給した。それらが廃れたのは、自生式および半自生式ミルが粗粉砕の役割を引き継いだときであり、物理学が変わったからではない。 **正直な限界。** ロッドミルは直径に対して長くすることはできない。およそ6対1を超えるとロッドが絡まり、絡まった装入物は、クレーンを使った一日の作業と多くの悪態を要する。ロッドは不均一に摩耗するため、補充だけでなく間引きも必要である。ロッドミルは細かく粉砕することはできない。過粉砕から微粉を守る選別の法則が、そもそも細かい製品に到達させないのと同じ法則であるため、歴史上ほぼすべてのロッドミルの下流にはボールミルが置かれていた。さらに両者はともに媒体ミルであるため、どちらも鋼を絶えず消費する。大規模工場では、媒体の費用が電力費を上回ることもある。