重质碳酸钙下称重钙粉磨设备的应用与发展趋势

重质碳酸钙下称重钙粉磨设备的应用与发展趋势

重质钙（下重量钙）是一种重要的有机材料。广泛应用于塑料、纸浆、橡胶、涂料、油漆、日用化工、食品、饲料、医药等行业。尤其随着塑料行业的迅猛发展,重钙需求愈来愈大。例如:在PVC中作为填料时,由于采用沉淀碳酸钙会大幅度增加加工机械的扭矩,允许的填充量远低于重钙。可以预测,重钙粉替代轻钙是必然的发展趋势。国外经济发达国家重钙与轻钙的使用比约为14～18∶1,明显高于我国。因此,随着相关行业的发展,到2002年,我国重钙与轻钙的用量比将达6～7∶1。重钙代替轻钙的关键,是超细和活性化。今后几年内,我国重钙粉的消耗量将大幅度地增加,且以800目～2500目的需求量增长最快。传统生产方式生产的产品粒径范围,主要是400～600目(如雷蒙磨系统)。目前,尽管国内有许多类型的超细生产工艺与流程(设备),但普遍存在问题是:规模小、产品粒度分布宽、能耗高,企业经济效益不佳。因此,在重钙粉生产中提高经济效益的唯一途径是:增加品种与生产规模、提高产品档次(控制最大粒径)和降低粉碎能耗。1砂磨机与球磨机重钙粉是以天然方解石、石灰石、白垩、大理石等为原料,经机械粉磨来达到所要求的细度,主要有湿法和干法两种工艺。现有的干法粉碎设备,主要有雷蒙磨、气流磨、砂磨机和球磨机等。雷蒙磨用于非金属矿等物料的粉碎,产品细度一般在325～600目。如果生产更细的粉料,设备的承受能力和经济上都不可行。气流磨在生产超细重钙粉时,能耗高,原因主要在于采用气流磨生产时总机械效率η很低,η=气流磨本身的效率(约35%)×空气压缩机的效率(约35%)≈10%。所以,采用气流磨生产填料级低产值超细碳酸钙,经济性不佳。干式砂磨机是近几年来才出现的,介于搅拌磨和湿式砂磨机之间的一种超细研磨设备。一般为立式结构,磨棒数目比搅拌磨的多,使用较小的研磨介质。它的缺点是散热差,搅拌器磨损严重,污染物料,使产品白度下降,产量规模相对较小。球磨机作为一种粉磨设备,仅适用于粉碎粒度为粗、中级的产品,同时存在铁的污染。因此,对粉碎重钙超细粉体来说,一般球磨机不适用。新型球磨机采用微型研磨介质及相关技术,解决了当物料被磨到一定细度时产生的聚集、粘糊介质和衬板的问题;通过改变磨内结构,解决了物料的顺利卸料问题;及采用耐磨材料,解决了研磨体级配的稳定性与磨耗的矛盾,从而满足了超细粉磨作业的要求,生产稳定,年利用率高,规模大;单位电耗和其他粉磨设备相比,有大幅度的降低;综合技经指标先进,维护简单,具有良好的发展前景。空气分级机是保证粉体质量的关键设备。目前分级机的种类很多,衡量一台分级机的分级质量,主要是看能否限制细粉产品中粗颗粒的含量和分级效率的高低,其次是分级机本身的机械特性,如振动、噪音、易损件的易换性,长期运转的可靠性等。超细粉收尘器的选择至关重要,由于粉细、含尘浓度高,若收尘效率不理想,不但增加生产能耗,更重要的是影响主风机的稳定工作及使用寿命。本工艺中选用了适于超细粉体收尘的新型收尘器。2工艺过程2.1cao/mno长兴县方解石微粉有限公司所用方解石,主要来源于公司所属矿山。方解石平均化学成份(%):CaO,55.01;Fe2O3,0.018;Al2O3,0.12;TiO2,0.028;SiO2,0.18;MgO,0.5;K2O,0.018;Na2O,0.16;MnO,0.012。白度,94～96。2.2设备的选择和生产工艺2.2.1球磨机规模的确定公司原有六条雷蒙磨生产线,共用4台颚式破碎机,生产能力为6t/h,产品粒度可满足雷蒙磨生产线入料粒度的要求。现扩建一条球磨机及分级机系统生产线,台时生产能力2.0～5t。由于入球磨机的颗粒粒径较入雷蒙磨的颗粒粒径小,需要二破。正常的工艺是采用颚破对来自于矿山的原料进行一段破碎,然后进入二段破碎,产品粒度大多<5mm,从而有利于入磨粒度变小,提高球磨机的台时产量、钢球消耗量减小。根据具体情况,为有效地利用已有设备和提高球磨机的产量,公司决定采用现有的雷蒙磨生产的80～150目粗粉直接进入球磨机,每台雷蒙磨粗粉产量约5t/h。从扩建生产线的规模来看,一条雷蒙磨的产量足够球磨机使用。粗粉通过输送到达球磨机的磨头仓中。2.2.2粗粉运输设备将现有雷蒙磨的粗粉回料3～5t/h一起进入LS200螺旋输送机,然后进入TD160斗式提升机,并提送到磨头仓。2.2.3电磁振动给料及计量在该生产工艺条件下,方解石粗粉属于粉状物料,在仓内易发生堵塞。为使下料顺畅,在仓内需配料仓减压锥,仓底设惯性振动给料机及单向螺旋阀门。仓内方解石粉受惯性振动给料机的活化后,经由单向螺旋阀门进入GZ1型电磁振动给料机,计量后喂入〉2.2×5.5m的球磨机。球磨机粉磨过的粉体由周边卸料进入气力输送管道。球磨机下料处采用〉200×300叶轮式给料机给料密封。2.2.4脉冲袋收尘器+空气过滤器高压机出磨机的方解石粉体经气力输送管道进入315型分级机,通过调节分级机的二次风量、转速,控制产品细度。分级后,粗粉经分级机底部下料管回到球磨机继续粉磨;细粉由空气携进脉冲式袋收尘器,含尘气体净化后经D290-9型鼓风机排入大气。由脉冲袋收尘器收下的微粉(产品)进入储存仓。由于微粉在脉冲袋收尘器底部堆积易发生堵塞,特选用振动给料斗,并由〉200×300叶轮式给料机卸料与密封。2.2.5仓底气动弹性给料机微粉储存仓要有一定的储存量,以保证整体生产的连续运行,本设备考虑仓容量为9m3。产品包装,由一台设在仓底的包装机来完成。存在仓内的粉体经仓底的惯性振动给料机活化后,经由〉200×300叶轮式给料机进入包装机。为防止粉尘污染,包装机上设置一台轴流风机,使包装机粉料进口处形成微负压,产品由JL包装机包装,袋口由自动缝袋机缝合,然后,输送到产品仓库存放。3系统生产能力的平衡超细粉磨车间的位置要便于矿石进厂,料流顺畅,且具有适于建设的地形和场地,良好的工程地质条件。在车间设计中,系统生产能力的平衡很重要。如各设备的能力匹配不当,则主机设备应有的能力发挥不出来。主机的生产能力一般为它的平均能力。由于入磨料的粒度和易磨性会有一些波动,主机生产能力也会有些变化,这就要求与之配套的输送设备和喂料设备应保持一定的富余能力,至少不小于130%～150%。粉磨车间的工艺布置,见图1。4工艺规模和重钙粉产品4.1d9710m粉末产品台时考核产量为2.7t,规模为年产2.0万t。综合电耗为172kWh/t左右,年运转率83%以上。4.2s11,5,6,6重钙粉主要产品(d97)及粒径(μm,≤):C41,4;C51,5;C61,6;C81,8;C101,10;C151,15;C201,20;C251,25。除上述指标外,还根据用户的特殊要求在上述指标范围内设计生产出合格的粉体颗粒。5实测粒度分布本超细粉磨生产线自2000年2月投产以来,所产重钙粉的各项性能指标稳定,达到了设计要求。其中1250目和2500目重钙粉实测粒度分布,如图2所