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网赌真人发牌揭秘视频国内外超细磨矿和分级设备进展

时间:2020-06-13 14:44

  (北京矿冶研究总院100044)摘要超细粉体技术是一门多学科交夏的综合技术,随着其研究和应用的迅速发展,与其有关的设备的研制也取得了很 大的进展,本文着重就国内外最近几年出现的一些新型或改进型的,有发展前途的超细粉磨和分级设备及其在新的应用领域 的发展情况作以介绍,和大家共同探讨。 关键词超细粉磨设备超细分级设备 概述 随着科学的发展和技术的进步,超细粉体的应 用范围越来越广,发展也十分迅速。对超细粉体技 术的研究涉及到化工、材料、食品、生物工程、电子、 航天、机械、控制、物理、化学、力学等等诸多学科和 领域,因此,超细粉体技术是一门多学科交叉的综 合技术,也是材料科学的一个重要组成部分。由于 其发展是近几十年的事情,且是先从应用再到研究 的过程。并没有相关的教科书或国家标准对其一些 基本概念或名词术语进行严格的统一定义。国外 有以粒径<lum,也有以<3um、<lOpm、<lOOpm等 定义为超细粉体。用“ultrafine”或“superfine”来表 示。国内的定义也是非常混乱,今年4月在北京召 开的第七届粉体工程学术会议上,经与会专家代表 讨论。对其定义达成了共识(至于能否推广还得看 其影响力了):亚微粉,0.1pm一1/an;微粉,lpm~ lOpm;超微颗粒,<0.1岬;超细粉,<lpm;纳米颗 粒,2rim—lOnm;原子团,<2rim。 对超细粉体技术的研究包括其制备技术、分级 技术、分离技术、干燥技术、混合改性技术、粒子复 合技术、检测技术等等。其中最重要,也是最基础 的就是制备和分级技术。粉体的制备已经有很悠 久的历史了。可以追溯到16世纪以前,那时候就有 古老的粉碎机、磨机和分级机出现,但直到70年代, 大多设备也只能做到把物料粉碎到325目以下,超 细粉体的制备和分级技术的发展也就是近三十年 来的事情。其研究方向集中在四个方面:1.研究薪 的粉碎理论和设备,傲到设备能力更高,制备的粉 体更细;2.研究通过物理的和化学的方法与机械法 相结合来制备超细粉体的新工艺和新设备;3.研究 新的分级理沦和设备。并趋向于把磨机与分级机或 干燥机等作成一个整体设备来达到降低能耗和生产 成本,提高生产效率的目的;4.对传统的超细粉磨设 备和分级设备进行改造以提高生产能力。本文将着 重就国内外最近几年出现的一些新型或改进型有发 展前途的超细粉磨和分级设备作以介绍,和大家共 同探讨。 1超细粉磨设备 对超细粉体技术的研究最初比较注重的就是制 备技术和设备的研发,经过近几十年来的发展,以美 国、日本、德国、俄罗斯等发达国家为代表先后研制 成功了一系列超细粉磨设备:1)冲击式磨机:如机械 冲击式磨机、各种类型的气流磨、液流粉碎机等;2) 介质型研磨机:如立式搅拌磨、卧式搅拌磨、振动磨 等;3)其它由传统粉磨设备改进的辊磨或球磨设备, 基于电磁、超声、冷冻、高压膨胀等原理制成的超细 碎设备等。国内超细粉体技术的研究虽然起步较 晚,但近十几年来发展十分迅速,改变了八十年代进 口设备统领市场的局面,各种冲击型、介质型超细磨 机,国内都有生产和应用。总体来说,超细粉体的加 工设备技术和应用都已相当成熟,采用机械法可以 将物料粉碎到<1pm的粒径。下面将介绍几种新型 磨机或其在新的应用领域的拓展情况。 1.1机械冲击式离心粉碎机 图1—1为长沙矿冶研究院研制的离心粉碎机 的结构图,它主要由传动部件、筒体机架部件、旋转 粉碎轮部件、鼓风轮排料部件等组成。主要结构特 点是采用水平内回转体。轴向给料、周边切向排料方 189 式。粉碎轮的叶片具有一定的轴向扭角,可形成轴 流旋转风压,分级轮叶片呈径向布置,形成旋转气 流。入料经给料口进入第一粉碎室,随气流旋转的 物料相互闻碰撞、冲击,同时受离心力的作用被甩 向内衬板和反击板,再次受到撞击剪切。若物料受 到的离心力大于轴向吸力,则滞留在第一粉碎室A 内被连续粉碎。反之则通过锥形喉道随气流进入第 二粉碎室.再次受到冲击、碰撞而进一步被粉碎。 粉碎后的合格物料随气流进入排料鼓风室而被排 出机外。其回转轴的转速为1880r/min,粉碎轮叶片 线Kw。工业试验物料为 硝酸铵,人料粒度为0.2—0.3rran。产品粒度为小于 0.1mm占90%,处理量2.5—3t/h。实际消耗功率28 —3lkW。 图1—1长沙矿冶研究院离心粉碎机结构图 1.2超细雷蒙磨 雷蒙磨是传统的初级粉体加工设备,产品细度 在100—325目之间,近年来有许多单位为了适应市 场需要,拓宽其使用范围,而对其进行一系列的改 造,收到了一定的成效。如清华大学材料系粉体技 术开发部对4R雷蒙磨改造,用单转子超细分级机 替代分析器,改良大旋风除尘器,配合布袋除尘器 组成新的系统,用于800目微细粉的生产,生产方解 石微细粉的产量为600一S00Wh。 辽宁朝阳超细粉体公司经过对雷蒙磨的改进, 研制出可生产1250目以下超细粉的新型超细雷蒙 磨机,它主要进行了以下几个方面的改进:减小 人磨粒径,使人磨粒度小于15wan;采用自动反馈 控制系统,检测和控制进料量和进入分级机的粉尘 浓度,设置控制范围,实现最佳工艺匹配;改进主 传动的参数和结构,提高磨辊装置的重量和主轴的 转速,并在辊子下端增加配重,提高粉磨强度;增 大辊碾表面积,确保磨辊与磨圈表面的精度和光洁 度,增大接触面积。改善碾磨效果;改进分级系 统,应用大直径叶轮分级机取代扇叶分析器,提高 190 分级能力;改进风送和风选系统,叶轮分级机的风 选原理是分级粒径与流量的平方根成反比,因此须 减小通过叶轮的风量,克服风选叶轮的阻力,选用小 流量和高风压的鼓风机;改进收粉系统。用小直径 多筒组合式旋风收尘器来代替原来的大直径单筒旋 风收尘器,旋风收尘器的细粉收尘效率与旋风筒的 直径有关,直径越小,效率越高,但处理能力下降,所 以须采用多筒组合。另外,可用反吹风布袋收尘器 取代原来的小旋风收尘器,来收取10%一15%的超 细余粉,同时配备更高风压的小型引风机,来保证布 袋收尘器的正常运行,且使整个风道系统在各种工 况下都能维持负压运行,防止粉尘外溢。存在的问 题是磨辊与磨圈会发生直接接触而产生强烈的振动 和噪音。加快相关部件的磨损。 表1新型超细雷蒙磨的生产性能指标 加工状况 设备型号 。删一4R 产量电耗 产量 电耗 kWh/tkg/h kWh/t 325 2200 45 4600 39 800800 80 1800 58 1250 420 125 1000 100 325 484800 42 800850 86 1900 70 1250 450 120 950 3252000 46 3,5800 700 100 1600 60 1250400 900120 1.3 Maxxi11(干湿两用偏心搅拌球磨机) 由德国Eirieh公司研制,它拓宽了搅拌球磨机 的应用范围.人料粒度可以达到几个毫米,并且可以 连续进行干式和湿式作业。图1—3为MaxxMill的 结构图。主要由电机(7)驱动的转筒(1),电机(8)驱 动的搅拌器(2),带有进料管的固定刮壁器(3)构成。 搅拌器相对转筒偏心布置,转向可以相同或相反。 研磨筒内装入3—10mm的介质,充填率80%。物料 通过刮壁器中的管(5)与载体(空气或水)一起进入 磨机。在磨机中物料与充当粉碎介质的球强烈混 台,细粒从介质的上部通过产品出口被吸出,而介质 因为重所以不会被吸出,用于高粘度物料时,可安装 一个筛子阻挡介质。它基本上是作为粗磨设备来使 用的,磨后产品再进入常规搅拌球磨机细磨。最主 要的优点是单位能耗低,能量分布好,设备小而处理 能力大,没有粉磨死角,可以自磨。用磨腔容积为 160升的小型Maxx磨机处理>0.2rran含量为8— 10%的泵送石灰浆料时,处理量达3矗,h,产品“为 63/Jm。它主要用于超细粉体加工的预磨设备,磨后产 品浆料直接给人下一级超细磨机进行终磨。 图l一3为M啪mm的结构图 图1—4塔磨机KD一1,KD一2。KD一3结构图 1.4塔磨机 日本KD一1干式塔磨已经发展改型为KD一2, KD一3新型塔磨机,如图1—4,KD一1类似普通的 实验室塔磨机,其粉碎和分级均在同一柱内,新生 成的颗粒与鼓风机产生的循环气流混合并被传送 到旋风收尘器中。该磨机不能控制过量的气流速 度。KD一2的粉磨室类似KD一1的结构而它的分 级柱为了减少气流速度而进行了放大,结果引起分 级柱内气体的涡旋。在产品中最大颗粒仍象KD—l 存在。KD一3是KD一2的改进型,分级拄倒置,另 外。该室内装有筛网以减少气流的涡旋,细颗粒通 过筛网流到旋风收尘器里,而粗颗粒沉降在分级室 的底部。用于收集作业的旋风收尘器有不同的类 型,KD一1和KD一2使用常规的旋风收尘器,KD一3 采用具有常规旋风收尘器一半直径的具有中问螺 旋片的双旋风收尘器,具有更好的气一固分离效 果。处理粒度0.42—3.36ram,密度为2.7的石灰石 时,产品中dIrm为8.2tan,dS0为1.03蛐。 1.5偏心振动磨 振动磨在工业上用于细磨和超细磨已有40多 年的历史,早期形式为双筒型,70年代开始出现多 筒,特别是三筒振动磨,90年代末,由德国Siebtech— nik有限公司生产的单筒偏心振动磨出现,并在工业 上得到应用。图1—5.1为振动磨的发展过程。与 传统振动磨相比,偏心振动磨可产生椭圆、圆形和直 线三种振动形式。当磨机筒轴线在半径为R的圆上 振动时,主动端的筒壁在一个升高的长轴(垂直)为 2R,短轴(水平)为R的椭圆轨迹上振动,而在另一 端。筒壁作水平往复直线运动,从主动端到另一端, 半径长度逐渐减少,直至变成直线运动。采用模块 化设计。可根据实际需要增减简体容积,如图l一5. 2,为其模块化结构图。表2为用双筒振动磨和 ESM506—2型偏心振动磨对某种矿物进行磨矿的对 比结果,产品粒度一29m含量大于60%,由表看出, 偏心振动磨的单位能耗低45%,单位筒体容积的处 理能力为双筒振动磨的3倍以上。在相同的磨矿条 件下。与三筒振动磨相比,生产能力提高30%,单位 能耗降低50%以上(详细数据从略)。 图1—5.1振动磨从双筒多筒到单筒的发展过程图 表2双筒振动磨和ESM506—2型 偏心振动磨的磨矿对比数据衰 ESM506—2型 单位 双简振动磨 偏心振动磨 磨机简体直径 O.5 0.483 磨机简体长度 6.0 2.460 简体容积v 1.3570.46 振动体净重G 4.6501.918 WG O.2920.24 生产能力 0.1550.18 单位电耗 kV吖h 11l 61 1)激振频率1000min?1,振动圆直径2R=12ram; 2)给料:一201tin含量98.5%,产品一2胛含量 60%。 191 图l一5.2偏心振动磨模块化结构图 1.6 PM卧式搅拌球磨机用于自磨 搅拌球磨机在超细磨矿中应用的十分普遍,但 多采用介质磨矿方法。对自磨的研究和应用甚少。 德国AmoKwade博士对于在卧式搅拌球磨机中实 现半自磨和全自磨,减少介质对物料的污染做了深 入的研究。 试验采用德国曼海姆Draiswerke的PM型磨机, 并根据需要进行了改造。如图1—6为该机结构图。 磨腔容积为5.541,搅拌器由六个孔盘固定在搅拌轴 上构成,并装有测扭距和速度的仪表;矿浆由泵给 入;自磨介质由螺旋给料机给入,在磨腔出口被一 旋转的分隔缝隙(宽度大约400t一)阻回磨腔。在给 料为石灰石,粒度分布20—100/an,介质采用> 200/ml的粗石灰石颗粒时,产品的平均粒径可以达 到1.5—2.0/an或更细。至于能耗,与用玻璃球作介 质的磨矿方法相当。 PM型磨机结构图1.7大型双槽高强度搅拌磨 由北京矿冶研究总院研制成功的GJ52大型 湿式介质搅拌磨,是连续性细磨设备。其最主要的 特点是:设备规格大,生产能力高,能量利用率高。 结构特点为:磨腔为立方体双槽结构,两槽相连,各 有一套独立的驱动传动装置与各自的搅拌装置(叶 轮)联接,物料先进入第一槽预磨,再进入第二槽精 磨,然后从第二槽上部排出.无须物料冷却装置。 装机功率为75kW2,槽体容积为5x2订,给料粒 192 度325—400目,产品粒度可达到一2pm含量75%一 92%.生产能力1.5—4.0t/h。该机对山西某煤系硬 质高岭土进行的生产试验表明,入料粒度为325目, 其中一45tan含量为95%,一2pm含量为16.2%,生 产能力为1.8t/h时,产品中一2um含量为舯%,一 69m含量为99.1%,平均粒径0.7/.an。图1—7为该 机的外形图。 GJ52大型双槽搅拌磨外形圉1.8新型超细气流磨PMTSJ型 PMTSJ型气流磨是诸多形式的分级磨的一种, 是澳大利亚PMTZyklontecnik公司对传统的扁平式 气流磨(spiralje喇t1)的发展,spiral气流磨广泛使用 于轻的或层片结构的矿物,如石墨、云母、高岭土、硅 藻土等,为了尽可能保留此类矿物的结构性能,提高 处理能力,必须对其进行改进。改进后机型为PMT 8piralietmiUSJ50,该机用一简单的气力转换系统取 代了给料喷射装置.采用低速给料方式,使物料与高 速气流能达到最高的速度差,提高冲击强度,且不必 在给料上浪费能量,使能耗降低20%以上;内置独 特的分级转子,装在一垂直轴上,可装于磨机中间。 也可异型布置,通过自由支承高速轴承与电机联为 一体,称作转子动力体,由高强度铝合金制造,最高 圆周速度达160nds;粉磨区与传统不同,它采用尽 可能小的内部空间来防止颗粒外溢,而磨体上部又 比较高,以使更多的物料给人粉磨区;配特的喷 嘴位置设计,使气流把能量集中于更小的粉碎区,提 高了粉碎效率;自动给料系统可以根据磨机内部的 负荷情况调整给料量,根据与转子相连的测试系统 信息来调整转子速度.从而控制产品粒度。该机在 澳大利亚LeobenPMT自己的试验车问作了大量试 验,产品粒度最低可达到d蚰(0.5p.m。 1.9 EMM磨机(电一磁~机械磨机) EMM磨机由一个通用的三相旋转电磁场感应 器、一个dP86150ram的不导磁钢制成的工作磨腔、 一些大小为m1.515ram的铁磁性磨矿介质组成。 图1—9为EMM高能磨机的外形和研磨介质图。工 作磨腔是密闭的,固定安装在通用感应器的中心, 只有磨腔内的铁磁性磨矿介质与旋转磁场和谐一 致地旋转。被磨物料由磨矿介质带动,颗粒间相互 发生激烈地碰撞并与磨矿介质发生强烈碰撞而引 起粉碎。EMM磨机的其它技术参数如下:感应器尺 寸为中360300ram,工作腔内磁感强度0.22T,单位 能量高达1.5—2.2MW/nd。比常规磨机要高出许 多,磨矿能量被集中在旋转的磨矿介质区域。局部 压强高达IGPa,其它的力也被集中作用于粉磨的实 质上,通过提升粉体的内部化学能来加速其裂变分 散以达到粉碎的目的。由于其独特的粉碎机理,几 种高能量的场力,即电、磁、声、机械力的集中作用, 使磨矿过程非常强烈,所有这些都发生在磨腔中非 常小的活动空间中,使磨矿效率非常高,且磨矿时 间非常短,也就是几十秒钟的样子,如平均粒径 155ttm的Fe—Al—si粉经过120秒后粒径降至 8tm,25%以上的粒径小于1.3/.tm。特别硬的物料。 如SiC和B4C在EMM磨机中磨120秒后,粒径减少 30倍。而在球磨机、振动磨、行星磨中得到类似的 结果要数百倍的时间。该磨机用于其它场合,也可 以得到独特的效果,如:搅拌粉体和液体、硬物料的 干法或湿法磨矿、机械合金化、硬物质的表面活化 改性、机械法催化化学反应、制备乳剂、制备纳米粉 图1—9删高能磨机的外形和研磨介质图任它们与未达到要求的混在一起继续粉碎,势必造 成能量的浪费和过粉碎现象。超细粉体具有很大的 比表面积和很高的表面能和表面活性。极易团聚结 块,很难分散。所以对超细粉体分级的研究是十分 重要又难度很大的课题。国内外对这方面的研究也 非常多,尤其是近几十年来,涌现了基于各种原理的 分级机类型。如:旋流式分级机、干式机械分级机 (叶轮式、涡流式)、碟式分级机、卧式螺旋分级机等, 还有静电场分级、超临界分级方法及相关工艺和设 备。本文仅就近几年出现的新型或对传统分级机的 改进型式作以介绍。 2.1 KSF型新型超细分级机 KSF型新型超细分级机是日本KURIMOTO公司 开发出的新型超细分级机。该机也是一种叶轮式分 级机,分级转子为叶轮型或笼型。转子的转速很高, 其分级粒径是由转子所产生的离心力与气流的向心 力决定的。该机结构如图2一l所示。物料从下部 进入分级室内,在分级转子和分级叶轮之间被分散 并进行反复循环分级,细颗粒随气流进人上部经细 粉出口叶片排出,粗颗粒则从中部排出。据资料报 导,采用该机可获得粒径为0.3/an的超细产品,这 在干式机械分级机中是非常优秀的,目前KURIMO. TO公司巳有多种型号的KSF分级机。分级粒度为 0.3/am一50tan。处理量10—1000kg,功率为3.7—7. 5kW。 2分级设备进展 利用机械法生产的超细粉体,其粒度分布范围 较大。而在现代工业各领域的应用中,对粉体的粒 度范围又要求较窄。另外,在粉碎过程中,往往一 图2-1 K趼型新型超细分级机 部分粉体粒度先达到要求,如果不及时分离出去, 193 图2—2逆流离心机示意图和转子结构图 2.2逆流微细分级离心机 德国克劳斯塔尔工业大学矿物工程学院研制 的一种新型湿式逆流微细分级离心机,图2—2为其 示意图和转子结构图。分级发生在平台转子1中. 底部圆筒部分由六个转动节组成,它连接转子与周 边间的水流或矿浆流,水流或矿浆通过轴中空管进 出管子。给矿由喷嘴进入分级室,细粒经丽个出管 离开分级区;旋转轴垂直,楔型横截面的分级医竖 直拓宽,分级水进人外室并径向穿过特制阻隔块. 阻隔块孔径减至20/an以防止颗粒通过,粗颗粒沉 降在阻隔块前方,形成流床从有轴缝的管子排出, 分级区作成楔形为了使分离粒度与半径成正比,防 止粗粒进入溢流中去。该连续式新样机在给矿体 积浓度30%时,经连续运转细粒回收率达到90%, 分级精度达到0.83,分离粒度可达1.4/an。 2.3射流分级机 SLFJ一50A型射流分级机是由山东省建材学院 研制的新型射流分级机,样机经过试验,生产能力 150kg/h,分级粒度0.5tJm一‰(可调),性能与日 本EJ一30—3型机相当,但分级效率较高。图2—3 为射流分级机工作原理图 194 图2—3射流分级机工作原理图 特点:利用射流的附壁效应为主要影响因素,将 惯性力、离心力和悬浮力进行有效的组合,设计出新 颖的高效分级机;无运动部件,工作介质为高压空 气,分级粒度可以通过几个闸阀方便控制;利用高速 的引射喷嘴分散物料,引入的物料在主分级室中迅 速分级,避免了物料在分级室的二次团聚,提高了物 料的分级精度,经主分级室的一次分级后,粉料进人 悬浮式分级室中进行二次分级,把第一次分级不完 全的部分细粒再次分选出来。从而进一步提高分级 精度。 参考文献 1.剂排秧:转子式离心粉碎机及其回转轴转速的确定.矿 冶工程.18(4).1998,12:30—32; 2.吴学锋:超细类蒙磨的研制和实践.中国非金属矿工业 导刊.2001,1:26—28; 3.Dr.JensSaehweh:MaxxMill—DHand Wet Grinding Mill日.AUFBEREITUNGSTECHNIK.41(6).2000:278—283; 4.JellsSaehweh:Anecc删ca叶呼uaed hall mill dIy—m吨.Procdi。咿0fthe)InternationalMineralPro-c目面19Congre.2.1997:79—90; 5.SukeyukiMoil:Developmem 0f8tower耐nfor finegrlrlding, Proceedingsof the)。【InternationalMinezal Pmeesemg Con- gTess.2.1997:61—69; 6.Eberhard C-_0ck,Karl—EugenKnlTer:Eceemrievihmry mill —Industrialintroduction蠢arlev/eonstng60nseries.Proceed. 姆0f如)。【InternationalMineml胁自jngCm】g,2, 1997:267—276; 7.M.Becket,A.Kwade,J.Sehwedes:‰intensityin酬 medmmilhanditseffect011 speeiflcenergyrequ油aent.Int. 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