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四川瑞馳拓維機(jī)械制造有限公司 2011-05-31 點(diǎn)擊4984次
1.前言
在粉碎設(shè)備的發(fā)展長(zhǎng)河中，球磨機(jī)家族占有非常重要的歷史地位，它的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，設(shè)備也非常成熟，直至現(xiàn)在仍是很重要的設(shè)備。然而隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對(duì)粉碎的要求也越來越高，傳統(tǒng)的球磨機(jī)已經(jīng)不能滿足其特定要求，因此，人們?cè)噲D尋找更高效、更節(jié)能的超細(xì)粉碎設(shè)備。在此背景下，開始了攪拌磨的發(fā)明和不斷完善的過程。1928年Klein和Szegvari提出攪拌磨概念和完成濕磨粉碎，1948年高速攪拌球磨機(jī)問世，1952年日本河端重勝博士發(fā)明塔磨機(jī)。直到20世紀(jì)60年代新材料的發(fā)展，各種攪拌磨機(jī)正式開始出現(xiàn)?，F(xiàn)在造紙、塑料、涂料等行業(yè)的發(fā)展，需要的顏料細(xì)度極細(xì)，例如重鈣涂布級(jí)要求-2um>=90%-95%,d50<=0.5-0.7um,而且產(chǎn)量較大，要求從2-5萬t/a甚至10萬t/a。因此研磨設(shè)備研究非?；钴S，國(guó)內(nèi)80年代末開始，從80L剝片機(jī)開始，出現(xiàn)了100L、300L和500L大型超細(xì)攪拌磨，設(shè)備質(zhì)量也在不斷提高，已從油漆、顏料行業(yè)的小型砂磨機(jī)正向金屬礦和有色金屬礦應(yīng)用的大型攪拌磨礦機(jī)發(fā)展。
長(zhǎng)沙礦冶研究院從20世紀(jì)70年代末就著手立式螺旋攪拌磨機(jī)(或簡(jiǎn)稱立磨機(jī)或塔磨機(jī))的研制，80年代先后在試驗(yàn)室和中試研制了JM-230，JM-260和JM-460立式螺旋攪拌機(jī)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了廣泛的工作參數(shù)和物料的細(xì)磨試驗(yàn)，在1989年12月JM-500型干式立式螺旋攪拌磨機(jī)通過了湖南省科委組織的鑒定，1990年JM-1000型濕式塔磨機(jī)通過了原冶金工業(yè)部和國(guó)家黃金管理總局組織的鑒定，1998年KJLM-400型超細(xì)攪拌磨機(jī)通過了江蘇省科委組織的鑒定，并先后獲4項(xiàng)國(guó)家專利。
自1990年黃金行業(yè)山東乳山金礦選礦廠應(yīng)用立式螺旋攪拌磨以來，長(zhǎng)沙礦冶研究院在推廣應(yīng)用時(shí)，不斷完善其結(jié)構(gòu)和改進(jìn)耐磨材質(zhì)，并利用長(zhǎng)期從事粉磨設(shè)備研制和選礦制粉工藝的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)出了具有自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的系列化立式螺旋攪拌磨，產(chǎn)品不斷更新，已在黃金、磁材、錳業(yè)、化工、稀土和無機(jī)非金屬等行業(yè)應(yīng)用260多對(duì)號(hào)套。最近又研制3600L型大型超細(xì)攪拌磨，在太陽(yáng)紙業(yè)高旭化工公司和廣東東莞立偉達(dá)(臺(tái)資)公司成功應(yīng)用，取得了重質(zhì)碳酸鈣濕法研磨設(shè)備大型化生產(chǎn)的突破，必將促進(jìn)濕法研磨重鈣的品質(zhì)提高和生產(chǎn)成本的降低。
2.設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理
大型超細(xì)攪拌磨的結(jié)構(gòu)由筒體、組合式攪拌器、傳動(dòng)裝置和機(jī)架等組成。筒體內(nèi)充滿一定的磨礦介質(zhì)(鋯珠、瓷珠或玻璃珠)。傳動(dòng)裝置帶動(dòng)攪拌軸以中等速度旋轉(zhuǎn)，通過優(yōu)化的攪拌器結(jié)構(gòu)強(qiáng)制帶動(dòng)介質(zhì)球和物料在筒體內(nèi)作多維循環(huán)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，物料在磨礦介質(zhì)和攪拌器回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的的擠壓力下利用摩擦和沖擊碰撞被有效地研磨。礦漿經(jīng)加料口泵送入磨腔內(nèi)，經(jīng)介質(zhì)之間強(qiáng)烈研磨、剪切和沖擊碰撞磨細(xì)，成品漿由上部篩網(wǎng)過篩溢出排入貯漿桶。 3.造紙涂布重鈣的要求 造紙涂布重質(zhì)碳酸鈣除了滿足其礦石的物理性能和化學(xué)成分外，還應(yīng)滿足如下要求?！ ?1)粒度及粒度分布要求：底涂級(jí)重質(zhì)碳酸鈣(GCC)-2um大于60%，而面涂級(jí)重質(zhì)碳酸鈣的粒度要求-2um大于90%。一般要求涂布重鈣白度大于90%或者更高?！ ?2)白度：白度是天然GCC的優(yōu)點(diǎn)，不同的礦源，白度不同，從石灰石、方解石到大理石，GCC的白度由86%到96%。一般要求涂布重鈣白度大于90%或者更高?！ ?3)流變性：泥漿狀的GCC有很好的流變性，面涂GCC固含量75%，細(xì)度-2um大于95%，粘度要求小于300mPa.s?！ ?4)磨耗：濕法GCC的磨耗，大于800m/min車速的磨耗值通常采用菲爾康磨耗儀測(cè)定，一般填料小于25mg，涂布料小于5mg。 國(guó)內(nèi)正在制定濕法研磨碳酸鈣產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)企業(yè)到時(shí)可以參照?qǐng)?zhí)行并高于標(biāo)準(zhǔn)。
4.大型磨機(jī)的設(shè)計(jì)及工藝 4.1磨機(jī)的設(shè)計(jì) 由于影響超細(xì)攪拌磨的磨礦過程因素很多，例如被磨物料的性質(zhì)和被磨物料所處的狀態(tài)、希望的產(chǎn)品細(xì)度以及機(jī)械結(jié)構(gòu)等因素，單純從理論上設(shè)計(jì)還不太可能。我們采取的方法是：進(jìn)行必要的理論分析，通過間歇式運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)室磨機(jī)實(shí)驗(yàn)，再借鑒已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)的磨機(jī)所獲得的經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，經(jīng)濟(jì)地確定最佳大型超細(xì)立式攪拌磨機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和參數(shù)，然后進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)。
簡(jiǎn)體：簡(jiǎn)體高度影響介質(zhì)表面壓力，介質(zhì)表面壓力隨筒體高度增加而逐步增大，當(dāng)超過一定高度后，變化極小。根據(jù)國(guó)外設(shè)備的情況及我們的經(jīng)驗(yàn)，筒體徑高比取1：5-1：6.筒體襯板采用耐磨不銹鋼、高分子材料襯板或剛玉襯，特殊行業(yè)可根據(jù)具體要求設(shè)計(jì)。筒體上須合理設(shè)置泵送給料口、漿料溢流口、排球口及清洗口等，考慮到發(fā)熱情況，筒體設(shè)計(jì)為夾套形式，實(shí)際證明冷卻效果良好。
攪拌器：攪拌器是該設(shè)備的關(guān)鍵部件，采用組裝圓盤結(jié)構(gòu)和葉片結(jié)構(gòu)，較好地解決了啟動(dòng)和磨損問題。在大量的試驗(yàn)研究基礎(chǔ)上，對(duì)其結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了正確的確定，不是簡(jiǎn)單、機(jī)械地仿造。確定原則是攪拌器外徑至筒體內(nèi)壁的間隙應(yīng)滿足不卡球，充分利用能是傳送給拿云握霧球運(yùn)動(dòng)和筒壁磨損低。該間隙大小還與轉(zhuǎn)速、介質(zhì)尺寸和攪拌器結(jié)構(gòu)等有關(guān)。葉片數(shù)量的選擇主要考慮了能量的輸送頻率、介質(zhì)填充量、功率輸入情況、磨礦停留時(shí)間，同時(shí)也考慮了攪拌體的受力情況及設(shè)備穩(wěn)定性?！ 鲃?dòng)裝置：采用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)行星齒輪減速機(jī)的組合，較好地達(dá)到攪拌器轉(zhuǎn)速工作范圍。 4.2磨機(jī)的工藝 濕法研磨碳酸鈣生產(chǎn)線基本工藝流程步驟為： (1)按擬定的磨礦條件(即原礦、水、助劑的配比)將原礦、水、助劑加入調(diào)漿池?cái)嚢枰欢ǖ臅r(shí)間使之均勻；
(2)用渣漿泵或齒輪泵將調(diào)漿池中的攪拌均勻的原礦漿打入緩沖桶中；、
(3)用隔膜泵將在緩沖桶中攪拌的原礦漿從磨機(jī)底部打入磨機(jī)中磨礦；
(4)隨著磨機(jī)中礦漿的逐漸增多，磨礦產(chǎn)品(即磨細(xì)后的礦漿)從磨機(jī)上部溢流口溢出，通過振篩機(jī)，順管道流入貯漿桶中。必要時(shí)設(shè)置多級(jí)振動(dòng)篩和分級(jí)設(shè)備，以確保產(chǎn)品最大粒徑及粒度分布?！ ∫陨狭鞒淌峭ㄟ^控制溢流的流量大小來控制礦漿在磨機(jī)中的停留時(shí)間，從而控制產(chǎn)品的細(xì)度以及產(chǎn)量的大小，屬于開路連續(xù)生產(chǎn)工藝流程?！ ?duì)于-2um大于60%-90%產(chǎn)品，可采用一段磨礦，對(duì)于-2um大于95%-98%產(chǎn)品或更高，建議采用二段磨礦?！?5.磨機(jī)在濕法研磨重鈣行業(yè)中的應(yīng)用 3600L大型超細(xì)攪拌磨已成功地應(yīng)用在山東某大型造紙企業(yè)。產(chǎn)品細(xì)度-2um含量大于68%的處理能力4.6t/h(固含量72%，按漿料計(jì))，能耗小于40-50kW.h/t。產(chǎn)品細(xì)度-2um含量大于90%的處理能力2.1t/h(固含量72%，按漿料計(jì))，能耗小于80-90kW.h/t?！ 」I(yè)大型超細(xì)攪拌磨生產(chǎn)的重鈣漿料達(dá)到國(guó)外某公司產(chǎn)品粒度，粒度d90小于2um，作為涂布顏料已應(yīng)用于造紙工業(yè)，滿足其工業(yè)要求?！ 〈笮统?xì)攪拌磨從2004年6月運(yùn)行以來，設(shè)備性能穩(wěn)定、噪音低、能耗省、操作簡(jiǎn)便。其研制成功，必將帶動(dòng)濕法研磨重鈣廠家的技術(shù)進(jìn)步，提高濕法重鈣產(chǎn)品品質(zhì)，大大降低能耗，降低生產(chǎn)成本。以10萬t/a亞微米重鈣漿料為例，每噸節(jié)省電費(fèi)20元，則一年節(jié)省電費(fèi)200萬元，效益相當(dāng)可觀。