IMRAM

Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

東北大学
多元物質科学研究所

LAST UPDATE 2021/05/07

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    久志本築 Kizuku KUSHIMOTO
    助教 Assistant Professor
  • 所属
    Professional Affiliation

    東北大学多元物質科学研究所
    Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

    金属資源プロセス研究センター 機能性粉体プロセス研究分野
    Center for Mineral Processing and Metallurgy, Powder Processing for Functional Materials
  • 研究キーワード
    Research Keywords

    粉体工学
    コンピュータシミュレーション
    湿式ボールミル
    粉砕
    Powder Technology
    Computer Simulation
    Wet ball milling
    Grinding
研究テーマ
Research Subject
湿式ボールミル内砕料粒子の運動および破壊挙動の解析
Analysis for dynamic and breakage behavior of particles in wet ball milling

研究の背景 Background

湿式ボールミルはスラリー中で媒体ボール同士を衝突させることで砕料粒子を粉砕する方法であり,粉砕性能と汎用性が高いという特徴がある.しかしながら,本装置による粉砕の制御は困難とされており,これは粉砕限界,再凝集,コンタミネーションの3つの制御が難しいためである.こうした課題の解決には,砕料粒子の運動および破壊挙動の把握がまず重要となるが,それら挙動を観察および解析することも困難であるのが現状である.そのため,湿式ボールミル内砕料粒子挙動の新規シミュレーション方法の開発が必要といえる.

Wet ball milling is a method for grinding particles by colliding balls in liquid, and its features are high grinding ability and versatility. However, controlling the grinding is quite difficult due to grinding limit, re-aggregation and contamination. Although it is important to understand the dynamic and breakage behavior of particles first, it is difficult to analyze or observe the behavior. Thus, the development of a new simulation method for the behavior is required.

研究の目標 Outcome

本研究では,湿式ボールミル内砕料粒子の粉砕挙動をシミュレーションにより観察および解析し,砕料粒子の運動および破壊挙動の把握を行うとともに,粉砕の制御方法の確立を目指す.液体中で接近する媒体ボール間の砕料粒子挙動のシミュレーション方法を新規に開発し,その運動および破壊挙動に関する解析を行う.その結果をもとに,湿式ボールミルにおける課題である粉砕限界の突破,再凝集の抑制,コンタミネーションの抑制を実現する湿式ボールミル制御方法を確立する.

In our study, we aim to understand the dynamic and breakage behavior of particles and to establish the controlling method for the wet ball milling by observing and analyzing the behavior with the simulation. A new simulation method for the behavior of particles in the wet ball milling is developed, and the dynamic and breakage behavior is analyzed. On the basis of the analysis results, controlling method for the wet ball milling is established in order to break through the grinding limit, suppress the re-aggregation and decrease the contamination.

研究図Research Figure

Fig.1. Simulation system for observing and analyzing the dynamic and breakage behavior of the particle in liquid.  

Fig.2. Comparison of the load-displacement curves of the particle in order to determine the strength and toughness parameters for the particle in the simulation.

Fig.3. Snapshots of the breakage behavior of the particle in the experiment and simulation.

文献 / Publications

Kizuku KUSHIMOTO, Shingo ISHIHARA, Junya KANO, “Development of ADEM-CFD model for analyzing dynamic and breakage behavior of aggregates in wet ball milling,” Advanced Powder Technology, 30 (2019) 1131-1140.

研究者HP