كرات أم قضبان: الوسائط هي التي تحدد المنتج، وليس الدقة وحدها

ضع طبقة واحدة من الحجارة المختلطة على لوح مستوٍ — توزيع جيد للأحجام دون أي فرز. ضع قضيبًا فولاذيًا بطول معين عبره واضغط عليه بالتساوي بكلتا يديك. راقب أي الحجارة تتشقق. ستكون الكبيرة فقط، لأن القضيب مستند عليها ولا يستطيع الوصول إلى غيرها. الآن كرر العملية بكرة محمل أو حصاة مستديرة، واضغط بها عند نقطة واحدة. أي شيء تحت تلك النقطة ينكسر، وما إذا كان حجرًا كبيرًا أو صغيرًا يعتمد تمامًا على المكان الذي تضع فيه يدك. هذه هي الخطوة كاملة، وتُنجز في دقيقتين بقضيب وكرة. كل ما يليها هو وضع أرقام عليها. نفّذ نسخة القضيب مرتين: مرة على طبقة واحدة ومرة على كومة بعمق طبقتين أو ثلاث. على الكومة يصبح الاختيار أضعف، لأن القضيب يستند الآن على سطح غير منتظم بدلًا من حجارة فردية. ولهذا السبب تُشغَّل مطاحن القضبان بشحنة رقيقة.

ثلاثة أرقام تصف شحنة الوسائط، وجميعها مهمة. **الملء.** نسبة حجم المطحنة التي تشغلها الشحنة، وعادةً ثلث الحجم أو أكثر قليلاً. إذا كانت الشحنة قليلة، فإن لديها مساحة كافية لتسقط أبعد من المنطقة السفلية، مما يضرب البطانة بدلاً من المادة. وإذا كانت كثيرة، لا تبقى مساحة حرة تندفع فيها الشحنة على شكل شلال، بل تتدحرج بدلاً من ذلك، فتتحول المطحنة بهدوء إلى آلة تسحق ببطء وتنتج نسبة أعلى من الدقائق. **التدرج.** الشحنة الجديدة ليست حجماً واحداً أبداً، بل هي توزيع، لأن المطحنة تحتاج إلى الوسائط الكبيرة للتغذية والوسائط الصغيرة لسطح الطحن، وهي الحجة نفسها التي تعالجها حجرات المطحنة الأنبوبية بطريقة مختلفة. **التعويض.** تتآكل الوسائط، ومع تآكلها تصغر، لذلك فإن المطحنة التي تُعوَّض بالحجم الأكبر فقط تنجرف نحو شحنة خشنة على مدى شهور. عوّض بخليط متدرج، وزن ما يُضاف. وأكثر أسباب الفشل البطيء شيوعاً في دائرة الطحن هو شحنة تُصان بالتقدير البصري.

يجب أن يحتفظ المطحن ذو الدائرة المفتوحة بكل شيء حتى يصبح *أسوأ* جسيم ناعمًا بما يكفي، وهذا يعني أن متوسط الجسيم يُطحن إلى ما بعد نقطة الفائدة بكثير. هذا الطحن الزائد هدر للطاقة وإنتاج غير مرغوب من الدقائق الناعمة، وهو أمر يمكن تجنبه تمامًا. تضع **الدائرة المغلقة** غربالًا أو مصنفًا على مخرج المطحن وتُعيد الجزء الخشن إلى التغذية. يغادر كل جسيم الآن بمجرد أن يصبح صغيرًا بما يكفي. المادة الخشنة التي تعود تُسمى **الحمل المتداول**، وفي الدائرة الجيدة التشغيل يكون غالبًا أكبر من التغذية الجديدة، بمقدار ضعفين أو ثلاثة، وأحيانًا أكثر، وهو ما يفاجئ الناس عند رؤيتهم هذا الرقم لأول مرة. هذا الرقم ليس علامة على وجود خلل. فالحمل المتداول المرتفع يعني أن المادة تُزال بسرعة، وهذا تحديدًا هو الهدف. لكن تكلفته هي سير تغذية مطحن أكبر ومصنف أكبر وضخ أكثر، ولذلك يوجد مستوى مثالي وليس حدًا أقصى. إن مرحلة الفصل الغربالي هي ما يقوم به المصنف، ومنحنى الفصل الخاص به هو السبب في أن الحمل المتداول لا يمكن أن يكون حادًا أبدًا: فكل مرور يُعيد بعض المادة التي كانت ناعمة بما يكفي بالفعل، ويمرر بعضًا مما لم يكن كذلك.

**براءة الاختراع الأمريكية 1,538,620، "مطحنة الكرات والقضبان"، فرديناند مورا كاندا من كروم، نيوجيرسي، قُدّم الطلب في 19 فبراير 1924، ومُنحت في 19 مايو 1925.** تتعلق المطالبات ببطانة المطحنة، وهي "قشرة أو غلاف معدني، وسلسلة محيطية من ألواح فولاذية صلبة هشة مثبتة بمسامير على القشرة، ووسيط مرن ممتص للصدمات موضوع بين الألواح والقشرة"، وتغطي العنوان كلا الوسيطين في نفس الوقت، لأن هيكل الآلة لا يهتم بما يوجد داخله. يستحق هذا التفصيل في المطالبة الانتباه. بحلول عام 1924 لم تعد المطحنة نفسها هي الاختراع؛ بل كان الصراع يدور حول كيفية تبطينها بحيث تنجو البطانات، وهذه علامة على آلة ناضجة. أصبحت مطاحن القضبان المرحلة الأولى القياسية للطحن في المنشآت المعدنية لمدة نصف قرن، تحديدًا بسبب قاعدة الاختيار في الخطوة 4: فالفصل بالجاذبية والتعويم يعملان بشكل سيئ على الطين الناعم، بينما كانت مطحنة القضبان تنتج منتجًا ضيق المدى دون أن تُنتج هذا الطين. وتراجعت عندما تولّت المطاحن الذاتية وشبه الذاتية مهمة الطحن الخشن، ليس لأن الفيزياء تغيرت. **الحدود الصادقة.** لا يمكن جعل مطحنة القضبان طويلة نسبةً إلى قطرها؛ فبعد نحو ستة إلى واحد تتشابك القضبان، والشحنة المتشابكة تحتاج إلى يوم كامل من العمل بالرافعة وكثير من السباب. تتآكل القضبان بشكل غير متساوٍ ويجب استبعاد التالف منها إلى جانب إعادة تعبئتها. ولا تطحن مطحنة القضبان ناعمًا: فقاعدة الاختيار التي تحمي الحبيبات الدقيقة من الطحن الزائد هي نفسها التي تمنعك من الوصول إلى منتج ناعم أصلًا، ولذلك كانت شبه كل مطحنة قضبان في التاريخ يليها مطحنة كرات. وكلاهما مطاحن وسائط، لذا يستهلكان الفولاذ باستمرار؛ ففي المنشآت الكبيرة قد تتجاوز فاتورة الوسائط فاتورة الطاقة.