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| 超細(xì)攪拌磨的類型和作用特點(diǎn) |
| 來源：中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-01-30 09:43:32 瀏覽次數(shù)： |
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（中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）近年來，隨著易選礦石資源的不斷消耗，礦產(chǎn)資源普遍趨于貧、細(xì)、雜，難選礦的開發(fā)利用比例逐年增加。同時(shí)，隨著我國(guó)選礦技術(shù)水平的不斷提升，開發(fā)利用微細(xì)粒嵌布難處理金屬礦和選礦廠尾礦成為可能。
因此，要實(shí)現(xiàn)目的礦物的有效分選，必須對(duì)其進(jìn)行細(xì)磨或超細(xì)磨以使其充分單體解離。攪拌磨是一種高效的細(xì)磨和超細(xì)粉磨設(shè)備，與普通臥式球磨機(jī)相比，該機(jī)有一個(gè)固定的磨礦室，應(yīng)用更小的磨礦介質(zhì)，借助高速旋轉(zhuǎn)的攪拌器能以更少的能量消耗獲得更高的磨礦效率和更大的處理量，在選礦領(lǐng)域越來越引起人們的關(guān)注，給微細(xì)粒嵌布難處理金屬礦的分選帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
1 攪拌磨機(jī)工作原理
攪拌磨機(jī)主要是由筒體、攪拌裝置、傳動(dòng)裝置和機(jī)架構(gòu)成，通過攪拌軸的旋轉(zhuǎn)，攪動(dòng)筒體內(nèi)充填的磨礦介質(zhì)( 鋼球、氧化鋯球、瓷球、剛玉球和礫石等) 和物料，使其在筒體內(nèi)作多維循環(huán)運(yùn)動(dòng)及自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。被研磨物料主要受研磨( 剪切和擠壓) 和沖擊作用: 沖擊力由磨礦介質(zhì)在筒體內(nèi)連續(xù)不規(guī)則撞擊作用產(chǎn)生，剪切力由徑向方向不同半徑上作圓周運(yùn)動(dòng)的磨礦介質(zhì)和物料相互作用產(chǎn)生，擠壓力由攪拌軸旋轉(zhuǎn)作用下物料和磨介同轉(zhuǎn)螺旋產(chǎn)生。攪拌磨機(jī)具有能量利用率高、排料新生比表面積大等特點(diǎn)。
2 攪拌磨的類型及作用特點(diǎn)
攪拌磨機(jī)有多種分類方式: 從安放方式分可為立式( 也叫塔式攪拌磨機(jī)) 和臥式; 從攪拌器幾何形式可分為圓盤式、棒式、環(huán)隙式等; 從工藝方式可分為間歇式、連續(xù)式、循環(huán)式; 從工作環(huán)境分為干式、濕式。
2.1 從安放方式分類
立式攪拌磨的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是配有水力分級(jí)機(jī)，直立的筒體內(nèi)充填磨礦介質(zhì)，物料在攪拌軸帶動(dòng)磨礦介質(zhì)沖擊、剪切和擠壓作用下被細(xì)磨或超細(xì)磨。細(xì)磨或超細(xì)磨后的細(xì)粒級(jí)物料由筒體溢流進(jìn)入水力旋流器分級(jí)后，粗顆粒物料向下沉降，經(jīng)由砂泵返回機(jī)體再磨。
臥式攪拌磨重心較低，運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)，能耗更低，使用直徑為1.5～5 mm 的鋼球?yàn)槟サV介質(zhì)。近年來國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)臥式濕法攪拌磨的研磨機(jī)理、影響研磨效果和能量利用率的因素進(jìn)行了DEM 模擬、驗(yàn)探究和優(yōu)化。在諸多超細(xì)臥式攪拌磨機(jī)中，國(guó)內(nèi)外研究最多、應(yīng)用最廣并且使用效果最好的是臥式砂磨機(jī)與艾薩攪拌磨( IsaMill)。
2.2 從攪拌器幾何形狀分類
圓盤攪拌器的圓盤中鑲嵌孔、槽、狹縫等，通過攪拌軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)磨礦介質(zhì)和物料在筒體內(nèi)運(yùn)動(dòng)使物料粉碎，由于圓盤式攪拌器旋轉(zhuǎn)速度高，筒體內(nèi)壁磨損較為嚴(yán)重，發(fā)熱量大，外殼須安裝冷卻裝置; 棒式攪拌器主要通過攪拌力使磨礦介質(zhì)和物料運(yùn)動(dòng)，在相同轉(zhuǎn)速條件下，棒式攪拌磨的功率密度比圓盤式攪拌磨更大，因此磨礦效率更高；環(huán)隙式攪拌器在攪拌磨機(jī)中應(yīng)用最廣泛，包括單錐、雙錐式和單柱、雙柱式等類型，通常和棒式攪拌器聯(lián)合使用，以期獲得最大的磨礦效率。值得注意的是，環(huán)隙攪拌磨機(jī)內(nèi)磨礦介質(zhì)在排礦前容易產(chǎn)生累積和阻塞，會(huì)對(duì)正常磨礦作業(yè)產(chǎn)生不利影響。
2.3 從工藝方式分類
(1) 間歇式攪拌磨。主要由筒體、攪拌器和循環(huán)卸料裝置組成。循環(huán)卸料裝置既可以保證物料在研磨過程中循環(huán)混合，又可以確保最終產(chǎn)品及時(shí)排出，主要應(yīng)用于精細(xì)陶瓷、電子材料、粉末冶金等行業(yè)。當(dāng)配備大容積循環(huán)罐和多臺(tái)攪拌磨串聯(lián)使用時(shí)，可以分別用于循環(huán)磨礦和連續(xù)磨礦。
(2) 循環(huán)式攪拌磨。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是筒體直徑較小，循環(huán)罐的容積較大，并且筒體上部裝有濾網(wǎng)。工作過程是物料在筒體和循環(huán)罐內(nèi)快速循環(huán)，直至產(chǎn)品粒度合格。這種攪拌磨的特點(diǎn)是礦漿連續(xù)快速通過研磨介質(zhì)層和濾網(wǎng)，合格細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品能夠及時(shí)排出，能有效避免因過磨而產(chǎn)生的粉體團(tuán)聚，磨礦效率高; 循環(huán)罐還具有混合與分散功能，工作時(shí)在循環(huán)罐內(nèi)添加分散劑。此外，由于礦漿在研磨筒內(nèi)停留時(shí)間短，從循環(huán)筒內(nèi)泵入的礦漿足以平衡研磨筒內(nèi)的溫升，無需安裝冷卻裝置，節(jié)能高效。
(3) 連續(xù)式攪拌磨。常采用圓盤式攪拌器，其工作過程是礦漿物料從筒體下部給料口泵入筒體，在高速攪動(dòng)磨礦介質(zhì)的剪切、擠壓、沖擊作用下，物料被粉碎，粉碎后的細(xì)粒漿料經(jīng)過出料口從上部的溢流口排出。通過控制給料速度的快慢控制物料在筒體內(nèi)的停留時(shí)間，給料速度越慢，停留時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)品粒度就越細(xì); 反之，產(chǎn)品粒度就越粗。該機(jī)可單機(jī)使用外，還可以多級(jí)串聯(lián)使用。多級(jí)串聯(lián)使用時(shí)，研磨介質(zhì)尺寸從大至小，產(chǎn)品粒度由粗至細(xì)。
2.4 從工作環(huán)境分類
目前，以濕式攪拌磨為主，已廣泛應(yīng)用在陶瓷、涂料、化工和微生物等行業(yè)，在濕式攪拌磨中還可同時(shí)實(shí)現(xiàn)物料的粉碎、浸出和萃取。干式攪拌磨機(jī)借助旋風(fēng)分離器和鼓風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)粉碎產(chǎn)品的分級(jí)。干式攪拌磨超細(xì)粉碎時(shí)，由于物料顆粒粒度減小，其表面能劇增，自發(fā)團(tuán)聚現(xiàn)象增加，致使物料處于粉碎與團(tuán)聚的動(dòng)態(tài)平衡中，排料粒度比同類型濕式攪拌磨粗;同時(shí)，在連續(xù)剪切和沖擊作用力下，熱量積聚，筒體內(nèi)溫度升高，會(huì)導(dǎo)致磨礦效率下降，因此干式攪拌磨也需配設(shè)冷卻裝置。
干式攪拌磨主要應(yīng)用于石灰石、白云石和滑石等非金屬礦的超細(xì)粉碎。
3 工藝參數(shù)對(duì)攪拌磨效果的影響
影響磨礦效率的工藝參數(shù)主要有礦漿濃度、攪拌速度、球礦比、磨礦介質(zhì)尺寸等。
(1) 礦漿濃度即礦漿中固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)，只有在適宜的礦漿濃度下，磨礦效率才能達(dá)到最佳值，這是因?yàn)檫m當(dāng)增大礦漿濃度，磨礦介質(zhì)和物料之間相對(duì)碰撞、研磨的機(jī)率增加，有利于物料的粉磨。而當(dāng)濃度過大時(shí)，物料在磨機(jī)內(nèi)流動(dòng)緩慢，被磨時(shí)間延長(zhǎng)，容易發(fā)生過粉碎。另外，濃度較大的礦漿中粗粒不易下沉，易隨礦漿流走，造成“跑粗”; 礦漿濃度較小時(shí)，物料流動(dòng)速度快，研磨時(shí)間縮短，亦會(huì)造成“跑粗”，同時(shí)密度大的礦粒易沉積于礦漿底層，產(chǎn)生過粉碎現(xiàn)象。因此，要選取適宜的礦漿濃度，一般粗磨為75%～85%，細(xì)磨為65%～75%。
(2) 攪拌速度。增大轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，攪拌磨內(nèi)磨礦介質(zhì)運(yùn)動(dòng)加劇，磨礦介質(zhì)對(duì)物料的沖擊和研磨作用加強(qiáng)，也使得單位時(shí)間內(nèi)，磨礦介質(zhì)對(duì)礦漿物料的作用次數(shù)增加，在較高的轉(zhuǎn)速條件下，磨礦效率更高。但過高的轉(zhuǎn)速使得攪拌器與筒體內(nèi)襯磨損加劇，磨礦介質(zhì)消耗增加，同時(shí)，攪拌器高轉(zhuǎn)速運(yùn)行會(huì)增加磨機(jī)的能耗。因此，在實(shí)際操作過程中，為保證設(shè)備穩(wěn)定高效運(yùn)轉(zhuǎn)，攪拌器的轉(zhuǎn)速應(yīng)該適中。
(3) 球礦比( 磨礦介質(zhì)與被研磨物料的質(zhì)量比)小，磨礦介質(zhì)撞擊、研磨作用于物料的機(jī)率也小，粉磨效果差; 反之，則粉磨效果好。當(dāng)球礦比過大，磨礦介質(zhì)的量達(dá)到阻礙攪拌器有效驅(qū)動(dòng)時(shí)，介質(zhì)撞擊、研磨的機(jī)率及強(qiáng)度隨之降低，導(dǎo)致研磨效率降低。
(4) 研究表明，磨礦介質(zhì)尺寸對(duì)研磨效率的影響與物料的細(xì)度密切相關(guān)。粉磨粗顆粒物料時(shí)，主要用到?jīng)_擊力的作用，采用直徑較大的磨礦介質(zhì)的磨礦效率高; 粉磨細(xì)粒級(jí)物料時(shí)，需要有較強(qiáng)的研磨(剪切力、擠壓力) 作用，直徑較小的磨礦介質(zhì)磨礦效率高，且不易造成過粉碎。
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