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非金属矿粉磨分级技术的现状和最新进展

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楼主 发表于:2012-05-21 17:18:45
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一、前言
    非金属矿主要有高岭土、重钙、滑石、硅灰石、石英、长石、云母、膨润土、石墨等工业矿物,由于现代科技水平的高速发展,例如:造纸、塑料、橡胶、新
材料等行业的发展,需要高纯超细并且要达到一定粒度分布的工业矿物粉体作为涂填料或颜料。
    为了获得不同用途的非金属矿超细粉体产品,将越来越需要超细粉磨新工艺
技术和专用型超细新设备。
二、非金属矿超细粉碎的特点及要求
1、非金属矿物材料的特性及要求
非金属矿物粉体材料可作为功能材料、环境材料及其复合材料。
    非金属粉磨是制取非金属粉体材料的主要技术手段,超微粉体材料日益广泛应用于各行业的尖端技术领域。
非金属矿物粉体材料主要是对物质成分、结构(晶格)、产品细度、粒形、粒度分布及其白度等有一定要求,这就决定了非金属矿超细粉磨设备的特点。
2、粉碎方式的选择及分析
物料的晶格形式不同,粉碎受力方式不同,粉碎产品的形貌各异。在现有粉
碎设备中,施力方式主要为挤压、冲击、摩擦和剪切四种方式和其组合方式。
根据非金属矿的矿物晶格特性,所需产品的要求和不同粉磨机器施加力方式不同来选取粉磨设备。
超细粉碎机分类及其施力方式

粉碎机类型
施力方式
普通球磨机
振动球磨机
冲击+摩擦
剪切为主+摩擦
行星球磨机
气流粉碎机
剪切为主+冲击+压缩
冲击+摩擦
搅拌磨机
高速回转粉碎机
摩擦+冲击
冲击+剪切
辊磨机
挤压+摩擦+冲击

根据非金属矿的矿物晶格特性,所需产品的要求和不同粉碎机施加力方式不同来选择超细粉碎机。
三、粉磨与分级设备研究现状
    目前,非金属矿超细粉碎加工的设备主要有雷蒙磨、立式辊磨机、高速机械冲击式粉碎机、气流磨机、立式搅拌磨机、球磨机、振动磨机等。
1、雷蒙磨机
主要为4R5R型,主要生产150目至400目细粉。现在经过分级机的改进和
磨环磨辊受力改进, 如增设弹簧, 可以生产600-1250目的超细粉体。新研制的广
义磨、柱磨机配以高效选粉机可经济地生产120-400目的细粉,例如石膏粉、石
粉。
国内雷蒙磨厂家主要有上海冶金矿山机械厂、广西桂林矿山机械厂、青岛矿
山机械厂和上海建设路桥公司的改进型雷蒙磨机。
2、辊磨机+干式分级机
辊磨机加分级机生产重钙,生产600--1250目比球磨机加分级机经济,但生产1250-2500目产品能耗较大。目前台资企业流行该超细工艺流程。(图略)
3、球磨机+干式分级机
球磨机已有一百多年的历史,以往认为球磨机不能用于超细粉磨。对于重钙、滑石这类附加值不高的工业矿物粉体细度一般要求在600--2500目,而对产量要求越大越好。
根据国内外经验,唯有球磨机配干式分级机是投资省、产量大、能耗省的加工工艺,现主要应用在重钙等行业,国内一些大型重钙加工行业,如四川微纳、安徽国风,东至等大型重钙生产基地应用该超细粉碎工艺技术。(图略)
4、高速冲击式磨机+干式分级机
高速冲击式磨机是我国近年发展较快的超细粉碎设备之一,部分国产设备在性能方面与国外同类设备相近,甚至还有其特点,但目前品种和机型还较少。
一些中小型企多应用该粉碎机粉碎重钙、滑石等,生产400--1250目产品。产品产量在200-300kg/h左右。
国内有福建龙岩亿丰和丰力公司生产的环辊磨、咸阳非金属研究所生产卧式高速冲击式磨机,浙江丰利粉碎设备有限公司和上海化机三厂生产的立式ACMZPS分级磨机等。
5、振动磨机+干式分级机
振动磨是利用研磨介质在做高频振动的筒体内对物料进行冲击、摩擦、剪切等作用而使物料粉碎的细磨与超细磨设备。目前在重钙、石英粉、石墨超细加工中应用。
浙江省化工研究院利用振动磨配以分级机,处理给料为400目重质碳酸钙,得到-10μm95.08%,产量70kg/h,电耗400 kWh/t
国内振动磨机生产厂家主要有温州矿山机械厂、北京虹鼎机械公司、哈尔滨林业机械厂等。
6、立式搅拌磨机+干式分级机
搅拌磨是所有超细粉碎设备中能耗最低的一种,磨矿效率较高,产品粒度较细,能够将物料粉磨至微米级。
Hosokawa 公司 ATR立式搅拌磨机配上ATP干法分级机可将重钙、滑石粉磨至-2微米达60—90%。国内徐州煤矿采掘机械厂作了设备的研制工作,对滑石粉生产积累了一定经验,1000升干法立式搅拌磨机,产品细度d50<5μm,处理能力1000kg/h,与QLM-630气流磨比较,电耗降低一倍以上,产量提高一倍。因此该种超细磨机在滑石行业大有前途。
近十几年来长沙矿冶研究院一直从事干式搅拌磨研制, 也取得了较好成绩,能生产1000升至3600升的大型干法超细搅拌磨机。(图略)
7、流化床式气流磨机+干式分级机
气流磨目前在干式超细粉碎中应用较早、技术较成熟。国内超细粉碎设备中,气流磨机型最全,生产厂家最多。
Hosokawa公司AFG流化床逆向喷射磨配上ATP分级机适合纤维状或片状物料的粉磨。因此,对于生产特殊品质的物料,如硅灰石、滑石、重晶石、云母等是很好的粉磨方式。广西大部分厂家在超细滑石粉生产中采用了国产FJW630型气流磨,生产出d98=μm2-10μm的产品,产品产量达150-1000kg/h
国内上海化机三厂、沈阳飞机公司、昆山密友超微粉碎机械厂等厂家生产该种设备。
8、干法超细分级设备
随着相关工业的技术进步,对粉体状的非金属矿物提出细度要求的同时,对粒度分布也提出了严格的限制。因此,在超细粉碎加工过程中超细分级就成为非常重要的一个环节。
另外,超细粉碎是一个高能耗过程,电耗成本在总加工成本中占有很大的比例。采用超细分级机组成闭路系统,对粉碎后的产品及时进行分选,合格的细粉产品进行收集,粗粉立即返回粉碎机再进一步进行粉碎,可以降低电耗20%以上。由于缺少这类超细分级设备特别是大型化的高细度分级机,国内非金属矿产品一直不能在合理的成本下达到较高的细度水平。国内一些厂家引进了ATP涡流超细分级机。
目前主要应用的有MS,MSS型和ATP型。国内一些单位进行了研制, 例如山东正远粉体,精华粉体、昆山密友、合肥水泥院、上海化机三厂、沈阳飞机公司等单位。(图略)
9、湿法搅拌磨机生产浆料
为了生产-2微米90%以上的超细重钙浆体、高岭土,可采用立式搅拌磨机或卧式搅拌磨机。国外采用的是大型搅拌磨机,一台或两台串联即可,用泵将物料慢慢打入设备底部,然后再逐渐上升到顶部溢流出来,物料在磨机内的停留时间由改变泵的流量来控制。
国内主要采用砂磨机、剥片机和搅拌磨机,设备型号较小,一般要由58台串联。现在-些厂家已研制出大型设备,采用一段即可生产-2微米90%以上的固含量70%-75%的浆体,将改变目前落后面貌。(图略)
四、今后发展
在非金属矿的超细粉碎中,今后将需要解决如下主要问题:
1、研制高效大型干法超细粉碎设备及其系统;
2效率高、性能好的干法微细分级机与高效干法粉碎设备配套;
3、研制高效大型干式超细搅拌磨矿设备;
4、研制性能好、处理量大的大型湿法粉碎设备;
5、研制专用型超细粉碎设备。

(网上转载)