【企画講演】学会長期テーマプロジェクト－第2期のスタートアップと第1期のフォローアップ ［9/12(木) PM 第5会場］

[3507-19-06] 球面調和関数によるボールミル媒体形状の設計

○上田 高生¹ (1. 産業技術総合研究所)

司会：小池 克明（京都大学）

キーワード：ボールミル、媒体形状、球面調和関数、粉砕効率

選鉱等の粉砕工程では、全世界の消費エネルギーの約2%を消費している。一般的に粉砕機の効率は低く、代表的な粉砕機であるボールミルは1%以下と言われており、粉砕効率向上が望まれている。通常ボールミルでは、球形の媒体同士又は媒体とミル内壁で対象物を挟み込むことで粉砕する。発表者は、一度の衝突でより多くの対象物を挟み込む媒体形状を設計すれば、ボールミルの粉砕効率向上が可能であると考えて研究を進めてきた。フーリエ級数の３次元版に相当する球面調和関数の組み合わせにより、様々な３次元形状を生成し、その接触状況を解析することで、楕円体を軽くつぶしたような歪な形状（開発形状）を見出した。開発形状の媒体を試作してボールミル実験を行ったところ、粉砕効率が球形媒体より約10%向上することを確認した。これは想定を上回る向上率であり、そのメカニズムは解明されていない。このメカニズムを解明することで、新たな媒体形状の設計や形状設計手法の改良に繋がることが期待される。今回は、メカニズム解明のための研究の進捗について報告する。