湿法球磨工艺的优化

湿法球磨工艺的优化

1湿法球磨工艺的提出湿式研磨是中国大多数陶瓷厂采用的原料加工技术。该工艺的主要设备是球磨机。球磨机的运转需要消耗大量的电能,是陶瓷厂能耗大户之一。因此,如何降低球磨机的能耗一直是陶瓷工业节能工作的重点。林州兴盛陶瓷有限公司的主要产品是瓷质地板砖,原料破粹的主要设备也是球磨机。长期以来,我公司球磨机的能耗居高不下,为了解决这个问题,我们在所用原料和球磨介质不变的基础上,通过对坯体配方、料球水比例、球磨介质级配、磨机转速以及投料方式的综合研究,提出了一种优化湿法球磨的工艺。生产实践证明,此种优化工艺不但提高了球磨效率,而且对湿法球磨工艺的节能降耗也有显著的效果。2实验2.1磨耗的测定本实验天然球磨介质采用兰州河卵石,其化学组成见表1,物理性能见表2。磨耗的测定分级进行。实验采用25l流质摩擦传动球磨罐,一次装入15kg球石,10kg水,磨24h称量各种球石损耗,磨耗情况见表3。2.2粒度及表面粗糙度实验采用兴盛公司现用原料,其化学组成如表4,原料粒度如表5。各种原材料对电解质的适应性,我们采取100g料,75ml水,0.4g腐植酸钠,在1.5kg小球磨罐中磨20min来测试,其性能见表6。2.3球石密度的确定实验时,我们用QM3000×5000球磨机,一次投料15t。料配方如表7。根据生产经验,泥浆粘度在34′～35′时,泥浆在球磨晚期会使粗颗粒粘附球石上,达到要求后又能及时冲掉,这有利于提高球磨效率。另一方面,水分的减少能大大提高喷雾造粒效率和质量,也有利于节省煤气。我们确定水分为35～37%,在水分不变情况下,腐植酸钠加入0.4%可以满足泥浆粘度的要求。实验时根据混和料密度,混和球石密度来确定料球比,具体方法为:先加入混和料(干料),要求球磨内干净,转1min停机测料面高度h1(图1),则球石高度为3000-h1。通过多次测试,我们取h2=3000-h1在1300～1340mm之间。通过计算和试验按大中小之比为1∶4∶5的球石填充,球石量为23t,料∶球=1∶1.55,取料∶球∶水=1∶1.55∶0.56,采用如此料球水比,磨16h,筛余(万孔筛)为2.5,符合2.5～2.8要求。此时面高度为h0=350～400mm之间(图2)。在实验时,粘土类原料H1、H2入磨粒径较大,是早期球磨的任务,但中后期的研磨任务主要是石英、云母、长石等硬质原料的粉碎,粉碎方式主要为撞击。此时,小球石与中球石拥有较大的接触面积和接触机会,有利于小块料的剥离和研磨。考虑到中后期的球磨目的和球磨介质的运动规律以及填充密度,取球石级配为大∶中∶小=1∶4∶5。磨机转速考虑到总体颗粒比大生产降低,大生产4～12cm实验4～10cm,且小颗粒较多,我们把转速下调为12转/min,而大生产为13.5转/min。2.4球磨时间的影响1999年我们在原料车间3号磨机上开始进行工业生产实验。补加球石采用如下方法:每周三补充500kg中球石,每周一补充120kg大球石。3号磨机在球磨18h后分析的筛余情况,筛余在2.5～2.7之间。刚加入的新球石,由于表面较粗糙,接触面积相对较小,但在研磨过程中,逐渐光滑,接触面积相对增大,研磨效率也在提高,在加入补充球石后,当天效率有所下降,后几天基本持平,但终会较大幅度下降。图3就说明了这种情况。经过长达月余的实验,在筛余维持在2.5～2.7的情况下,球磨时间可维持在14～16h之间。此外,电流强度也有变化,3号磨机起动电流140～150A,正常工作电流为110A,可见研磨效率提高很大。2.5b组材料细度为5.分磨投料方式与二次投料方式不同,该实验将原料分为A组和B组。A组料主要为Q1、A1、A2、C1、T1入磨前这些料全部要过40目或20目筛,采取磨介粒径为2～4cm、4～6cm、6～8cm,磨机转速为11.5转/min,颗粒级配大中小之比1∶3∶6;B组料主要为H1和H2,入磨前原料粒径较大,其中50%在80mm～100mm之间,采取磨介粒径为4～6cm、6～8cm、8～12cm,磨机转速为13.5转/min,颗粒级配大中小之比为3∶3∶4。通过实验,A组10h细度达到要求,B组8h细度达到要求。通过实验我们认为,如果工厂采用高速搅拌机,将上述两种料在泥浆池里混合在一起成为生产泥浆,也具有一定的可行性。当然,这还需要进行大量的实验工作。2.6球磨时间的确定实验磨机与大生产磨机相比,研磨效率明显提高,节能效果明显,可操作性强。在大生产磨机18～20h球磨时间上通过调整配方,合理确定料球水的比例、球石级配以及磨机转速,球磨时间可以降至14～16h。若通过分磨投料方式更可以大幅度降低磨耗,具有很高的使用价值。3提供优质的原料,降低生产成本本实验通过优化湿法球磨工艺,使球磨时间和泥浆含水量有较大幅度的下降,不仅可以为生