Projektbearbeitung: Maximilian Tobaben
Fördergeber: DFG
Projektbeschreibung:
Die Zerkleinerung von Mehrstoffsystemen ist für zahlreiche industrielle Anwendungen von hoher Relevanz, beispielsweise in der Aufbereitung von Erzen und Recyclingmaterialien sowie bei der Herstellung von Kompositzementen. Im Gegensatz zur Zerkleinerung von Einzelstoffen wird das Prozessverhalten in Mehrstoffsystemen maßgeblich durch die Wechselwirkungen zwischen den beteiligten Komponenten bestimmt. Unterschiede in Materialeigenschaften, Partikelgrößen, Bruchverhalten und Konzentration können dazu führen, dass einzelne Komponenten bevorzugt oder verzögert zerkleinert werden und sich gegenseitig in ihrem Zerkleinerungsverhalten beeinflussen. Bei abrasiven Materialien können zusätzlich Mahlkörper- und Mühlenverschleiß als weitere Komponenten in das System eingetragen werden und dessen Verhalten beeinflussen.
Für Einzelkomponenten im submikronen Partikelgrößenbereich liegt bereits ein umfassendes Prozess- und Materialverständnis vor. Für Mehrstoffsysteme besteht dagegen weiterhin Forschungsbedarf hinsichtlich der Frage, wie sich die einzelnen Komponenten während des Zerkleinerungsprozesses gegenseitig beeinflussen und unter welchen Prozessbedingungen eine gezielte, selektive Zerkleinerung einzelner Bestandteile erreicht werden kann. Eine wesentliche Voraussetzung hierfür ist die stoffspezifische Erfassung der Partikelgrößenverteilungen, da nur auf dieser Grundlage das komponentenspezifische Zerkleinerungsverhalten und dessen zeitliche Entwicklung beschrieben werden können.
Im Rahmen des DFG-Projektes „Dynamische Simulation der Zerkleinerung von Mehrkomponentensystemen“ sollen daher insbesondere die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Komponenten systematisch identifiziert und quantifiziert werden. Untersucht werden soll, wie Materialeigenschaften, Zusammensetzung und Prozessparameter das Zerkleinerungsverhalten der jeweiligen Komponenten sowie die resultierende Selektivität beeinflussen.
Aufbauend auf diesen Erkenntnissen soll das Verhalten von Mehrkomponentensystemen modelliert werden. Ziel ist die Entwicklung beziehungsweise Erweiterung von Prozessmodellen, mit denen die komponentenspezifische Zerkleinerung und die zugrunde liegenden Wechselwirkungen beschrieben und vorhergesagt werden können. Die Modelle sollen anschließend dazu genutzt werden, geeignete Prozessbedingungen zu identifizieren, unter denen die Selektivität der Zerkleinerung gezielt maximiert werden kann.