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ミルとは、固体材料を粉砕、破砕、または切断によってより小さな断片に砕く装置であり、多くの場合、構造物、機械、または台所用品である。このような粉砕は、多くのプロセスにおいて重要な単位操作である。ミルにはさまざまな種類があり、ミルで処理される材料の種類も多岐にわたる。歴史的に、ミルは手動または動物（例えば、手回しクランク）、使役動物（例えば、馬車）、風（風車）、または水（水車）によって動かされていた。現代では、ミルは通常、電気によって動かされている。
固体材料の粉砕は、内部結合力を克服して構造を破壊する機械的な力によって行われます。粉砕後、固体の状態は変化し、粒径、粒径分布、および粒径形状が変化します。
粉砕とは、骨材（例えば鉱石）を分解、分離、サイズ分け、または分類するプロセスも指します。例えば、建設目的で均一なサイズの骨材を製造するための岩石の破砕や粉砕、あるいは構造物の埋め立てや土地再生活動のために岩石、土壌、または骨材を分離することなどが挙げられます。骨材粉砕プロセスは、骨材や土壌から汚染物質や水分を除去または分離し、輸送や構造物の埋め立て前に「乾燥した埋め戻し材」を製造するためにも使用されます。
研削加工は、工学分野において以下のような目的で使用されることがあります。
破砕スキームの分野では数多くの研究が行われてきましたが、技術的な研削作業と研削結果を結びつける公式は知られていません。鉱山技師のピーター・フォン・リッティンガー、フリードリヒ・キック、フレッド・チェスター・ボンドはそれぞれ独立して、必要な研削作業と生成される粒径を関連付ける方程式を作成しました。4人目の技師であるRTHukkiは、これら3つの方程式はそれぞれ狭い範囲の粒径を記述する可能性があると示唆し、 Hukki関係として知られるようになったものを記述する単一の曲線に沿ってそれらを統合することを提案しました。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
撹拌ミルでは、Hukkiの関係は適用されず、代わりに、関係を決定するために実験を行う必要があります。[ 4 ]
粉砕結果を評価するには、原料（1）と粉砕後の原料（2）の粒度分布が必要です。粉砕度は、粒度分布における粒径の比率です。この特性値にはいくつかの定義があります。
材料加工において、グラインダーは、粒径レベルでの摩耗と圧縮力によって微粒子サイズを縮小する機械です。より大きな粒子を生成するメカニズムについては、クラッシャーも参照してください。一般的に、粉砕プロセスには比較的多くのエネルギーが必要です。このため、異なる機械での粉砕中に局所的に使用されるエネルギーを測定する実験方法が最近提案されました。[ 5 ]
自生粉砕機（オートジェニックミル）は、鉱石が自力で粉砕されることからその名が付けられました。回転するドラムが鉱石の大きな塊をカスケード状に投げ込むことで、大きな塊は衝撃で砕かれ、より細かい粒子は圧縮粉砕されます。動作原理は後述するSAGミルと似ていますが、ミル内部に鋼球は使用しません。ROM（原鉱）粉砕とも呼ばれます。
微粉砕機の代表的なタイプはボールミルです。わずかに傾斜した、または水平に回転する円筒に、通常は石または金属のボールが部分的に充填されており、回転するボールとの摩擦と衝撃によって材料を必要な細かさに粉砕します。ボールミルは通常、約30%のボール充填率で運転されます。ボールミルは、直径が（比較的）小さく、長さが長いのが特徴で、長さは直径の1.5～2.5倍であることが多いです。供給口は円筒の一端にあり、排出口はもう一方の端にあります。ボールミルは、ポルトランドセメントの製造や鉱物処理の微粉砕段階で一般的に使用されています。工業用ボールミルは、直径が最大8.5m （28フィート）で、22MWのモーターを搭載し、[ 6 ]世界の総電力の約0.0011%を消費します（電力消費量別国一覧を参照）。ただし、小型のボールミルは、品質保証のためにサンプル材料を粉砕する目的で研究所で使用されています。
ボールミルの動力予測では、通常、ボンド方程式の次の形式が使用されます。[ 7 ]
どこ
高圧粉砕ロール（HPGRまたはローラープレスとも呼ばれる）は、同じ寸法の2つのローラーが互いに同じ周速で回転する構造になっています。ホッパーを通してバルク材料を特殊な方法で供給することで、2つのローラーの間に材料層が形成されます。一方のローラーのベアリングユニットは直線的に移動でき、スプリングまたは油圧シリンダーによって材料層に押し付けられます。材料層内の圧力は50 MPa（7,000 PSI）を超え、一般的には100～300 MPaに達します。これにより、材料層は圧縮され、固体体積比率は80%以上になります。
ローラープレスは、粉末を圧縮するためのローラークラッシャーやローラープレスとある程度の類似点があるが、目的、構造、および操作方法は異なる。
極度の圧力により、圧縮された材料層内の粒子がより細かい粒子に破砕され、粒径レベルでの微細な破砕も発生します。HPGRは比較的新しい技術であるため、ボールミルほど普及していませんが、ボールミルと比較して比エネルギー消費量が30～50%低くなっています。
同様の中間破砕機としてエッジランナーがあり、これは円形のパンの中に、ミューラーと呼ばれる2つ以上の重い車輪が回転する構造になっている。破砕する材料は、取り付けられたプラウブレードを使って車輪の下に押し込まれる。
回転ドラムによって岩石の小石と鉱石粒子との間に摩擦と摩耗が生じる。鋼球からの鉄による製品汚染を避けなければならない場合に用いられる。入手が安価であるため、石英またはシリカが一般的に使用される。
回転するドラムによって、鋼棒と鉱石粒子との間に摩擦と摩耗が生じる。しかし、「ロッドミル」という用語は、鉄やその他の金属の棒を製造するスリッティングミルの同義語としても使われる。鉱物の粉砕には、ロッドミルはボールミルほど一般的ではない。
粉砕機で使用される棒は、通常は高炭素鋼で、長さと直径の両方が異なる場合があります。ただし、棒が小さいほど総表面積が大きくなり、したがって粉砕効率が高くなります。[ 8 ]
SAG は semi-autogenous grinding の頭文字をとった略語です。SAG ミルは、ボールミルと同様に粉砕ボールを使用する自生ミルです。SAG ミルは通常、一次または第一段階の粉砕機です。SAG ミルは 8 ～ 21% のボール充填率を使用します。[ 9 ] [ 10 ]最大の SAG ミルは直径 12.8 m (42') で、28 MW (38,000 HP) のモーターで駆動されます。[ 11 ]直径 13.4 m (44')、出力 35 MW (47,000 HP) の SAG ミルが設計されています。[ 12 ]
粉砕ボールと鉱石粒子との摩擦により、より細かい粒子が粉砕されます。SAGミルは、ボールミルに比べて直径が大きく、長さが短いのが特徴です。ミル内部にはリフティングプレートが並んでおり、ミル内部の材料を持ち上げ、プレートから落下させて残りの鉱石の上に落とします。SAGミルは主に金、銅、プラチナ鉱山で使用されていますが、鉛、亜鉛、銀、アルミナ、ニッケル産業でも使用されています。
タワーミルは、垂直ミル、攪拌ミル、または再粉砕ミルとも呼ばれ、より小さな粒子サイズの材料を粉砕する効率的な方法であり、粉砕プロセスでボールミルの後に使用できます。ボールミルと同様に、攪拌ミルには鉱石の粉砕を助けるために粉砕用（鋼）ボールまたは小石が追加されることがよくありますが、これらのミルには、材料を持ち上げて粉砕するために垂直に取り付けられた大きなスクリューがあります。タワーミルでは、標準的な粉砕ミルのようなカスケード動作はありません。攪拌ミルは、生石灰（CaO）を石灰スラリーに混合するためにもよく使用されます。タワーミルには、低騒音、エネルギー使用効率、低運転コストなど、いくつかの利点があります。
VSIミルは、垂直軸上で回転する回転中心から岩石や鉱石の粒子を振り出し、摩耗板に衝突させることで粉砕します。このタイプのミルは、VSIクラッシャーと同じ原理を使用しています。
