（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）近幾十年來，伴隨著高新技術(shù)和高新材料的迅猛發(fā)展，對礦物尤其是非金屬礦物粉磨特性的要求越來越高，粉磨技術(shù)正朝著超細粉磨的方向迅速發(fā)展。超細粉體因具有顆粒缺陷少、溶解度大、活性高、比表面積大、反應(yīng)速率快及填充性能好等優(yōu)點，而被廣泛應(yīng)用于高性能陶瓷、微電子與信息材料、高級耐火材料及高性能潤滑材料等相關(guān)領(lǐng)域。
因此，超細粉磨技術(shù)對現(xiàn)代高新技術(shù)、高新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有極其重要的作用和意義。為了滿足細磨、超細磨設(shè)備發(fā)展的需要以及市場的特殊要求，北京礦冶研究總院自 20 世紀(jì) 90 年代開始研發(fā) GJM 型攪拌磨機，該磨機是一種結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、能量利用率高、細磨效率高及產(chǎn)品粒度分布均勻的細磨、超細磨設(shè)備，最初應(yīng)用于高嶺土的剝片中，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于諸如高嶺土、石墨、云母和重質(zhì)碳酸鈣等非金屬礦物的細磨、超細磨以及相關(guān)領(lǐng)域中，取得了良好的應(yīng)用效果。
1 結(jié)構(gòu)分析
GJM 型攪拌磨機基本結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。
GJM 型攪拌磨機主要由電動機、減速器、葉輪攪拌器、槽體、排料篩、橡膠襯板和電控柜等部分組成。GJM 型攪拌磨機有單槽型和雙槽型兩種結(jié)構(gòu) (見圖 1)：對于單槽型攪拌磨機，礦漿從槽體底部泵入，在葉輪攪拌器的作用下，礦漿和研磨介質(zhì)在槽體內(nèi)做高速紊流運動，細磨后的礦漿經(jīng)排料篩排出磨機；對于雙槽型攪拌磨機，給料端槽體起到預(yù)研磨作用，排料端槽體起到細磨作用，且礦漿從給料端上部給入，在預(yù)研磨槽、細磨槽中與研磨介質(zhì)相互作用，細磨后的礦漿經(jīng)排料端槽體的排料篩排出磨機。兩種規(guī)格的磨機槽體底部均設(shè)有卸料口和壓縮空氣入口，另外還設(shè)有用于清除死角礦物的泄污口。GJM 型攪拌磨機的主要參數(shù)如表 1 所列。
 GJM 型攪拌磨機在非金屬礦應(yīng)用的工藝流程較為簡單，可以采用靈活的連接方式，由單臺、2 臺串聯(lián)、3 臺串聯(lián)，或由 1 臺和多臺其他類型攪拌磨機串聯(lián)而成。
2 非金屬礦細磨的特點
非金屬礦，如高嶺土、石墨、云母和重質(zhì)碳酸鈣等，由于在不同的工業(yè)領(lǐng)域都有較為廣泛的應(yīng)用，且不同領(lǐng)域均有不同的粉磨特性要求，因此需要選用合適的粉磨方法才能達到非金屬礦的特殊要求。
2.1 細度
細度是表明礦物顆粒粗細大小和類別的指標(biāo)，由于非金屬礦物經(jīng)常應(yīng)用于涂料、造紙和填料等特殊領(lǐng)域，故其細度是一個十分重要的指標(biāo)。以高嶺土為例，用作涂料時，要求 -2 μm 顆粒占 90% ~ 95%；用作造紙?zhí)盍蠒r，要求 -2 μm 顆粒占 78% ~ 80%。
2.2 純度
非金屬礦物的細磨粉體，一般都要求有較高的純度，只有高純度的非金屬礦物在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用才能發(fā)揮最佳性能。例如，對于石墨等非金屬礦物，一般采用“階段磨、階段選”的工藝，可以使石墨含量達到 95% 以上。
3 在非金屬礦的應(yīng)用
3.1 高嶺土
高嶺土是一種以高嶺石族黏土礦物為主的黏土和黏土巖，具有良好的耐火性和可塑性等物理、化學(xué)性質(zhì)。其成分主要由高嶺石、水云母、蒙脫石、埃洛石、伊利石以及長石、石英等礦物組成。高嶺土具有十分廣泛的應(yīng)用，主要用于陶瓷、耐火材料和造紙等相關(guān)行業(yè)，其次用于橡膠填料、涂料、白水泥和搪瓷釉料等相關(guān)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。
應(yīng)用于高嶺土行業(yè)的攪拌磨機主要為大型雙槽高強度攪拌磨機，如用于山西某高嶺土礦的 GJM10型雙槽攪拌磨機。該礦高嶺土為煤系硬質(zhì)高嶺土，由90% 黑料和 10% 白料混合而成，在給礦粒度 -45 μm占 90%、礦漿濃度為 45% 左右、處理能力為 1.2 ~ 1.5t/ h 的情況下，單機平均產(chǎn)品粒度可達 -2 μm 占 85%~ 90%，2 臺串聯(lián)平均產(chǎn)品粒度可達 -2 μm 占 94% 左右?，F(xiàn)場應(yīng)用情況如圖 3 所示。
 3.2 石墨
石墨是一種重要的非金屬礦物原料，通常產(chǎn)于變質(zhì)巖中，是煤或碳質(zhì)巖石受到區(qū)域變質(zhì)后或巖漿侵入作用而形成的。石墨是一種較軟的礦物，不透明而且觸感油膩，形狀呈鱗狀、晶體狀、層狀或條紋狀等，化學(xué)性質(zhì)不活潑，具有耐腐蝕性。石墨廣泛應(yīng)用于風(fēng)能、核能、航空航天以及硬質(zhì)材料制造等國家支柱產(chǎn)業(yè)中。
應(yīng)用于石墨行業(yè)的攪拌磨機有大型單槽/ 雙槽高強度攪拌磨機，如應(yīng)用于黑龍江某石墨礦的 GJM5 型單槽攪拌磨機和 GJM10 型雙槽攪拌磨機。該石墨礦床為區(qū)域變質(zhì)型晶質(zhì)石墨礦床，攪拌磨機的給礦主要為浮選機浮選泡沫，其礦漿濃度在 20% 左右，產(chǎn)品為純度 95% ~ 97% 的優(yōu)質(zhì)石墨，單臺設(shè)備處理能力為2.0 ~ 3.0 t/ h?，F(xiàn)場應(yīng)用情況如圖 4 所示。
3.3 云母
云母是一種造巖礦物，通常呈菱形或假六方的片狀、板狀和柱狀晶體，主要包括黑云母、白云母、金云母、鋰云母和絹云母等。白云母主要由 SiO2、K2O、Al2O3、H2O 等物質(zhì)組成，在工業(yè)上應(yīng)用十分廣泛，主要應(yīng)用于電絕緣、瀝青紙、橡膠、塑料、建材、造紙和消防等化工工業(yè)。同時，細云母粉用作塑料、橡膠涂料和油漆等功能性填料，可增強附著力、強韌性、耐腐蝕性及抗老化力，提高機械強度。
應(yīng)用于云母行業(yè)的攪拌磨機主要為大型雙槽高強度攪拌磨機，如應(yīng)用于河南某云母礦的 GJM10 型雙槽攪拌磨機。在云母礦的入料粒度 D90 約為 406 μm，處理能力為 0.5 ~ 1.2 t/ h，礦漿濃度為 50% 左右時，磨機排料粒度 D90 可達到 100 μm 以下?，F(xiàn)場應(yīng)用情況如圖 5 所示。
4 在非金屬礦行業(yè)應(yīng)用前景展望
GJM 型攪拌磨機在煤系高嶺土、石墨和云母等行業(yè)的工業(yè)應(yīng)用實踐表明，該設(shè)備具有生產(chǎn)能力大、細磨/ 超細磨效率高、產(chǎn)品粒度細、可連續(xù)生產(chǎn)且節(jié)約能耗等顯著優(yōu)點，已在山西、黑龍江、河北、河南和福建等地推廣應(yīng)用幾十臺套。隨著涂料、塑料、陶瓷、橡膠和造紙等相關(guān)行業(yè)的迅猛發(fā)展，以及對產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，非金屬礦業(yè)正在向大型化、現(xiàn)代化方向發(fā)展，因此對于高效、實用、低能耗且價格適中的處理量大、細磨/ 超細磨的 GJM 型攪拌磨機的需求將越來越多，GJM 型攪拌磨機必將為我國非金屬礦業(yè)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻。
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