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上海矽諾國際貿(mào)易有限公司 2020-05-22 點(diǎn)擊4068次
EMD（電解二氧化錳）是制備錳酸鋰電池正極材料的重要原料之一。研究采用JHM 系列球磨式細(xì)磨機(jī)對(duì)EMD進(jìn)行了超細(xì)粉磨試驗(yàn)，用ICP、激光粒度儀分析了EMD產(chǎn)品的理化性能，結(jié)果表明：產(chǎn)品最大粒度為6μm，d50＝0.73μm，完全能夠滿足錳酸鋰正極材料電池用電解二氧化錳粒度的要求。
尖晶石型錳酸鋰正極材料用電解二氧化錳系其錳源的重要材料之一。尖晶石型錳酸鋰具有價(jià)格便宜、低溫性能好、安全性能高等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是制作鋰離子動(dòng)力電池最佳的正極材料之一[1]。
隨著市場對(duì)鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)品的需求不斷增長，各電化企業(yè)對(duì)于制備質(zhì)量更高的電解二氧化錳有了更新的要求，他們把制備超微細(xì)電解二氧化錳作為其生產(chǎn)中一個(gè)重要的工序。因此，選擇合適的超微細(xì)粉磨[2]設(shè)備尤其重要。經(jīng)過調(diào)研，國內(nèi)多家電化業(yè)在粉磨設(shè)備[3]都有類似的球磨在使用。通過試驗(yàn)和應(yīng)用表明，JHM 系列球磨式細(xì)磨粉碎機(jī)是制備超微細(xì)電解二氧化錳的理想設(shè)備。
1 設(shè)備簡介
JHM 系列球磨式細(xì)磨粉碎機(jī)磨主機(jī)采用碳鋼材質(zhì)，內(nèi)襯及介質(zhì)球可根據(jù)物料的特性來相配套。JHM 系列球磨式細(xì)磨粉碎機(jī)獨(dú)特、完善的粉磨機(jī)理，與傳統(tǒng)球磨機(jī)完全不同的進(jìn)出料方式，在較短的筒體長度（0.5m）和較大的筒體直徑（2.6m）內(nèi)，充分利用筒體兩端面與磨介的摩擦作用，改變筒體內(nèi)磨介間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，提高介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的混亂度。從而提高磨介與物料間的碰撞、擠壓、剪切、研磨作用，提高粉磨效率。在磨機(jī)腔體內(nèi)引入風(fēng)量可調(diào)的定向反吹風(fēng)，將達(dá)到一定細(xì)度的物料從混合體中分離、揚(yáng)起，引入帶“籠形”葉輪轉(zhuǎn)子的分級(jí)器，使被分離、揚(yáng)起的細(xì)粉得到及時(shí)分級(jí)提出，減少了
物料的過粉碎，提高粉磨效率。
JHM 系列球磨式細(xì)磨粉碎機(jī)主要由磨機(jī)筒體、可調(diào)進(jìn)風(fēng)管、出風(fēng)（料）口、進(jìn)料螺旋、靜止盤、滑動(dòng)座、軌道座、磨介、傳動(dòng)系統(tǒng)等幾部分組成。在磨機(jī)筒體一個(gè)端面的中心位置設(shè)置靜止盤，靜止盤和磨機(jī)筒體組成了完整的粉磨腔體。靜止盤的外圓與該端面的中心孔之間留有一定間隙，使磨介球不能漏出，又能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。加料口、定向反吹管和帶“籠形”分級(jí)葉輪的分級(jí)器設(shè)置在靜止盤上；靜止盤通過螺栓與滑動(dòng)座連接，固定在軌道座上；磨機(jī)筒體內(nèi)裝有磨介；磨機(jī)筒體的另一個(gè)端面通過軸端法蘭與傳動(dòng)系統(tǒng)連接，從而實(shí)現(xiàn)磨機(jī)筒體的傳動(dòng)。工作時(shí)，物料從進(jìn)料螺旋加入磨腔內(nèi)，隨磨介被旋轉(zhuǎn)的筒體提升到一定高度，由于介質(zhì)堆積表面的傾角超過自然堆角后而瀉落，在瀉落過程中物料與磨介相互碰撞、擠壓、剪切、研磨，實(shí)現(xiàn)物料的磨碎。出風(fēng)（料）口與抽風(fēng)裝置連接，使磨機(jī)腔體內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)；可調(diào)進(jìn)風(fēng)管上的多個(gè)定向噴吹管向腔體內(nèi)定向吹風(fēng)，把達(dá)到一定細(xì)度的物
料揚(yáng)起，在由遮流板和“籠形”葉輪轉(zhuǎn)子組成的相對(duì)穩(wěn)定的平面渦流分級(jí)流場中，物料得到及時(shí)分級(jí)。如圖1 所示。
其分級(jí)的原理為：經(jīng)過粉碎的物料在揚(yáng)起過程中進(jìn)入渦輪分級(jí)區(qū)，在分級(jí)渦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)下，物料既受到離心力又受到氣流粘性作用產(chǎn)生的向心力，當(dāng)粒徑受到離心力大于向心力時(shí)，即分級(jí)粒徑以上的粗粒子下落到粉碎區(qū)繼續(xù)粉碎，而粒徑的離心力小于向心力時(shí)，及為合格粒徑顆粒。達(dá)到要求的顆粒在負(fù)壓的作用下穿過“籠形”葉輪轉(zhuǎn)子排出機(jī)外，由旋風(fēng)收集器收集下來。由于渦輪轉(zhuǎn)速由變頻器控制，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，從而保證分級(jí)性能的可靠性及操作靈活性，同時(shí)根據(jù)要求生產(chǎn)出不同粒度要求的產(chǎn)品，物料在粉碎過程中能及時(shí)的分級(jí)，曾而有效地控制粒經(jīng)集中度。
試驗(yàn)條件
2.1 試驗(yàn)設(shè)備
本試驗(yàn)選擇JHM 內(nèi)分級(jí)式細(xì)磨機(jī)，設(shè)備型號(hào)：JHM2.6×0.5m，該型磨機(jī)集粉碎分級(jí)于一體，對(duì)物料的分級(jí)提取及時(shí)，減少了物料在磨機(jī)內(nèi)的過粉碎，消除了細(xì)粉夾雜其中阻礙粗顆粒繼續(xù)粉碎的現(xiàn)象，提高了粉磨效率。定向反吹風(fēng)的引入，降低了磨腔內(nèi)的溫度，可實(shí)現(xiàn)對(duì)熱敏性物料的粉碎、分級(jí)，極大地?cái)U(kuò)大了該磨機(jī)的應(yīng)用范圍。
2.2 試樣
試樣為國內(nèi)某知名電化企業(yè)提供的電解二氧化錳[5（] 國家輕工行業(yè)最新標(biāo)準(zhǔn)QB/T2629-2004）其電解二氧化錳抽樣參數(shù)情況如表1所示，試樣粒度經(jīng)篩分分析，粒度分布如表2所示。
2.3 磨礦條件
給料量2000kg。
磨礦濃度48%。
主機(jī)：運(yùn)行頻率50HZ，電流48A。
分級(jí)機(jī)：運(yùn)行頻率18HZ，電流4.5A。
引風(fēng)機(jī)：運(yùn)行頻率50HZ，電流76A。
試驗(yàn)采用間隙磨礦，磨礦時(shí)間4h，每1h 循環(huán)一次，每間隔1h 取樣。
2.4 磨礦介質(zhì)選擇
磨礦介質(zhì)球[4]的選用做過對(duì)比試驗(yàn)。為防止鐵污染，不能采用鋼球。采用氧化鋯球，磨礦效果優(yōu)良，無碎球現(xiàn)象，但鋯球價(jià)格昂貴，廠家多考慮成本問題而舍用；采用瓷球，磨礦效果很差，碎球現(xiàn)象嚴(yán)重；襯板采用材質(zhì)95 氧化鋁瓷磚，介質(zhì)球采用氧化鋁球，磨礦效果優(yōu)良，伴有少量碎球現(xiàn)象，這種球價(jià)格適中，因此試驗(yàn)選用氧化鋁球。
2.5 粒度測定
粒度測定采用Malvern2000 型激光粒度儀。
試驗(yàn)與結(jié)果分析
在磨礦過程中，分別在1h，2h，3h，4h 時(shí)取樣，經(jīng)Malvern2000 型激光粒度儀測試得到以下結(jié)果。
（1）粒度與時(shí)間關(guān)系如圖3 所示。
由圖3 可見，隨著磨礦時(shí)間的延長，產(chǎn)品粒度顯著變細(xì)，當(dāng)磨礦時(shí)間為4h 時(shí)，磨礦細(xì)度為d50＝0.73μm。
（2）磨礦4h 后產(chǎn)品的粒度分布如圖4 所示。
由圖4可見，磨礦時(shí)間為4h 時(shí)，產(chǎn)品粒度最大值為6μm，d50＝0.73μm，負(fù)累積產(chǎn)率可達(dá)50%。
4 結(jié)論
球磨式細(xì)磨機(jī)是一種高效的細(xì)磨設(shè)備，可將物料粉磨至1μm 或更細(xì)，產(chǎn)品粒度可調(diào)節(jié)，磨機(jī)集粉碎分級(jí)于一體，不僅使生產(chǎn)工藝簡單，占地面積小。而且由于減少了中間環(huán)節(jié)，大大減少了對(duì)環(huán)境的污染。對(duì)物料的分級(jí)提取及時(shí)，減少了物料在磨機(jī)內(nèi)的過粉碎，消除了細(xì)粉夾雜其中阻礙粗顆粒繼續(xù)粉碎的現(xiàn)象，提高了粉磨效率。通過采用JHM 系列球磨式細(xì)磨粉碎機(jī)磨電解二氧化錳的試驗(yàn)表明，當(dāng)磨礦時(shí)間為4h時(shí)，產(chǎn)品粒度最大值為6μm，d50＝0.73μm，完全能夠滿足用戶對(duì)錳酸鋰正極材料電池用電解二氧化錳細(xì)度的要求。磨粉效果良好，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常。隨著電池生產(chǎn)行業(yè)對(duì)錳酸鋰型電解二氧化錳需求的不斷增長，JHM 系列球磨式細(xì)磨粉碎機(jī)必將得到更大的應(yīng)用市場。
文章出自：大眾科支
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（廣西匯元錳業(yè)有限責(zé)任公司，廣西來賓546100）