超细搅拌磨矿机的研究

1、.：.；超细搅拌磨矿机的研讨张国旺1 2 黄圣生2 李自强1 赵湘1 (1 长沙矿冶研讨院选矿所 2 中南大学资源加工与生物工程学院 )发布时间：2003年12月31日 13时44分摘 要 搅拌磨是一种高效率的超细粉磨设备。本文引见了新型搅拌磨设备构造，工艺及其在工业矿物中的运用情况1 概述 搅拌磨是一种高效率的超细粉磨设备，已在油漆、油墨、颜料、造纸涂料、陶瓷釉料、磁性资料、塑料填料、功能资料和难处置金矿等行业中运用。随着新资料的迅速开展，越来越需求超细非金属工业矿物粉体，例如：造纸工业需求超细高岭土，超细碳酸钙-2m7090%；塑料工业需求超细重质碳酸钙和滑石粉、硅灰石粉、云母粉-10m2

2、0m；陶瓷行业需求超细硅酸锆釉料-5m；精细陶瓷行业需求超细SIC，超细Al2O3(-1m)等等。这些极大地刺激了超细粉磨设备的开展，特别是搅拌磨的开展。最近几年来，一些科研任务者对搅拌磨是一种高效率超细粉磨设备作了充分一定，进展了一些根底研讨任务123，制造了一些工业化设备45。但是，对如何提高搅拌磨设备本身的能量利用率和工业矿物不同详细用途的最正确细磨工艺研讨较少。长沙矿冶研讨院在80年代研制胜利立式螺旋搅拌磨矿机以来，经过10多年的改良和完善，已运用在金矿再磨、氧化铁红细磨、石墨剥片提纯、电解锰湿磨和高岭土细磨等行业。然后经过几年的实验研讨并综合吸收塔式磨立式螺旋搅拌磨、砂磨机、间歇式搅

3、拌磨和环隙磨等设备优点，又研制胜利了一种新型超细搅拌磨机，该设备已逐渐运用在重钙、高岭土、碳化硅、石榴子石、电解二氧化锰、铁氧体和铝粉浆等行业。 2 搅拌磨矿机的开展现状 2.1 搅拌磨种类 搅拌磨种类见表1。表1 搅拌磨的分类名 称典型机型粉碎机构及粉碎机理运用范围塔式磨矿机立式螺旋搅拌磨矿机KD干法KW湿法JM立磨机立式螺旋搅拌器，立式筒体。以中低速度搅拌介质。摩擦、冲击粉磨物料。矿物加工金、铅锌矿再磨、非金属矿、化工原料搅拌槽型AttritorBJMZJMSBM圆盘或搅拌棒，立式筒体。中速搅拌介质球。摩擦、冲击粉磨物料。铁氧体粉末冶金精细陶瓷资料电子资料流通管型SK砂磨机BP剥片机DyN

4、o-millLME圆盘或搅拌棒，立式或卧式搅拌筒体。高速强力搅拌介质球。冲击、摩擦、剪切、粉磨物料。造纸填料、涂料、油漆、染料、油墨、食品、药品、农药、生物细胞环隙型CoBall millCer-mill二重圆筒或二重圆锥内筒的高速旋转。在环隙中搅拌介质球。冲击、剪切、摩擦粉磨物料。高技术陶瓷、新资料、磨料 2.2 现有搅拌磨的分析 塔式磨如图1所示, 在1952年由日本河端重胜博士发明，现已运用在金矿、铅锌矿再磨作业，近年来也逐渐运用在非金属矿物加工行业。长沙矿冶研讨院进展了大量实验研讨任务，制造了立式螺旋搅拌磨矿机，该机特点是：中低速，较高的介质充填高度，螺旋搅拌器，在细磨或超细磨时能量利

5、用率高。但是该机筒体太高，维护和检修不太方便；另外要进展超细磨时，由于采用螺旋搅拌器，难以提高速度。 图1 塔式磨机原理图砂磨机剥片机如图2。又称为高速搅拌磨机，该种设备在油漆行业得到了广泛运用。但是，速度高，在筒体内能量密度分布不均匀；由于采用盘式搅拌器，玻璃珠或陶瓷珠在圆盘上受力是摩擦施力，能量损失大，比棒式搅拌器能量利用率低；高速旋转，圆盘，筒壁磨损严重，发热大，外壳须设冷却夹套。优点就是筒体高度适宜，总机分量轻，维护和检修方便。图2 砂磨机原理图 棒式搅拌磨，或称周期式搅拌磨，例如美国UP公司Attritor搅拌磨如图3，在精细陶瓷、电子资料、粉末冶金等行业运用。由于采用棒式搅拌构造，

6、磨矿效率较高；随着筒体直径增大，磨矿中心和搅拌棒顶端处的速度相差太大，因此传输给介质的能量是不相等的，在筒体内能量分布不均匀；另外，搅拌棒的数量太少，这样传送给介质的能量频率低。该机优点是构造简单，维护方便。配合外部循环泵的运用，能将物料磨至几微米。 图3 棒式搅拌磨机原理图环隙式搅拌磨,处理了能量密度不均匀问题，能量利用率高，其产品粒度均匀。但是有效容积变小，设备大型化困难。仅限于一些精细陶瓷、磨料和特种油墨和涂料等精加工行业中运用。而工业矿物粉体制备，需求处置量大的加工设备。因此, 研制产品粒度细、处置量大的大型超细搅拌磨机对于工业矿物粉体的深加工是当务之急。 3 新型高效超细搅拌磨机的研

7、讨开发 综合以上分析和根据我们长期的实验研讨和工业运用实际，设计了一种能量利用率高，操作维护方便，可以大处置量粉磨工业矿物的新型超细搅拌磨立式棒式搅拌磨机。如图4。该设备主要由螺旋棒式搅拌器、筒体、驱动安装和机架组成。搅拌器采用螺旋棒式构造，主轴直径较大，搅拌器上棒分布数量较多，这样添加了搅拌小介质球的时机。搅拌器可以采用合金钢、聚氨酯、陶瓷或硬质合金制造，筒体采用异形构造,可采用合金钢、聚氨酯、不锈钢制造，筒体外壳设置有冷却水套。介质球可以采用玻璃珠、陶瓷珠、钢球或硬质合金球，球直径在110mm，假设需求更细的球也可以。任务时，上部传动安装带动搅拌器以适宜的速度36m/s搅拌介质球，主要利用

8、球介质之间的摩擦、剪切和冲击粉磨物料。图4 新型超细搅拌磨矿机4 工艺设计 4.1 干磨工艺 干法工艺主要是消费600目2500目粒度的工业矿物粉体，主要有：重钙、滑石、轻烧镁粉等。消费中必需配用干法微细粒分级机，而且产品细度取决于分级机，典型工艺如图5。该流程运转费用低，电耗低，可以省去湿法中的枯燥设备，在磨矿时可以同时外表改性。但是还需处理：工业矿物磨细后聚会问题；搅拌器耐磨及防铁污染；磨矿时的热量散失问题。图5 干磨工艺1-提升机,2-搅拌磨机,3-分级机,4-搜集器,5-风机. 4.2 湿磨工艺 湿磨工艺主要消费超细工业矿物，例如高档造纸涂布重钙产品-2m90%，主要有一段式间歇式、多

9、段式、循环式和闭路磨矿磨矿+分级。最为理想的湿磨工业是闭路磨矿，该工艺保证了产品无过磨景象，提高了磨矿效率，保证了最终产品细度的稳定。但是目前还没有高效超细湿法分级设备，而且分级后细粒级浓度太释，需求设置大型浓缩池。湿法超细分级设备主要有小直径10旋流器，卧式螺旋分级机和蝶式分级机。循环式磨矿是一种很好的细磨工艺，如图6所示,特别是大处置量循环磨矿，细磨产品粒度分布窄，散热效果好，湿磨产品浓度可达6070%，可直接进入闪蒸枯燥，多功能枯燥等设备枯燥，减少了紧缩设备，该工艺投资较省。 图6 循环磨矿工艺 多段式磨矿是几台搅拌磨机串联, 如图7所示，根据磨矿细度，可以在每一段搅拌磨机内参与不同直径

10、的介质球，这样提高了磨矿效率，散热条件好，但是，该工艺投资大，顺应于大规模工业消费。另外工艺中任何一台设备发生缺点，消费线就得停下，影响正常消费。 图7 多段磨矿工艺小1-调浆桶, 2.4.7.10-泵,3.6.9-中间桶,5.8.11-搅拌磨机,12-筛子,13-贮浆桶.一段磨矿或间歇磨矿仅适用于产品粒度较细或处置量很小的场所，非金属工业矿物中运用较少。目前，闭路磨矿工艺和大处置量循环磨矿工艺是较为先进的湿磨工艺。5 工业矿物对细磨的特殊要求 工业矿物，例如重钙、滑石、硅灰石、云母、高岭土等，由于他们具有不同的纯度、细度、粒度分布、粒度外形和颜色等特点而产生了许多不同的用途，广泛地运用在塑料、造纸、油漆、化工、冶金、陶瓷行业中。因此对超细粉磨设备及其工艺提出了特殊要求，不是纯粹简单的粒度减小过程。例如制备珠光颜料的云母粉，需求径厚比大，外表光滑，不能有划痕，不能产生二次污染。这就需求搅拌磨转速不能太高，介质球外表光滑，一施加剪切，柔搓为主的方式剥离物料。硅灰石作橡胶、塑料填料，需求长径比大，产品粒度细，这样制造的资料具有较强的刚度和韧性。陶瓷粉末需具备超细-1m，高纯99.9%，高度分散，粒度分布窄