1 Detritor 立式攪拌磨機(jī)
1. 1 結(jié)構(gòu)和工作原理
由Metso 礦物公司制造的Detritor 立式攪拌磨機(jī)，是英國(guó)陶瓷黏土公司為高嶺土磨礦而研制的一種立式棒式攪拌磨機(jī)( 見(jiàn)圖3) 。該機(jī)由筒體、棒式攪拌器、傳動(dòng)裝置和機(jī)架等組成。磨機(jī)有一個(gè)八邊體外殼，用來(lái)支撐安裝在磨機(jī)中心軸上的多層長(zhǎng)棒攪拌器，磨礦筒體的高度與直徑比大致為1∶1。工作時(shí)，Detritor 磨機(jī)筒體固定不動(dòng)，筒內(nèi)充滿一定介質(zhì)球( 鋼球，鋯球，剛玉球等) ，棒式攪拌器在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下以中高速度旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速達(dá)550 r /min，其棒梢速度可達(dá)11 m/s。
磨機(jī)攪拌器采用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方式，利用棒式攪拌器旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，帶動(dòng)筒體內(nèi)介質(zhì)球與料漿作多維循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使介質(zhì)與料漿混合物近似流態(tài)化，物料在介質(zhì)球間受到強(qiáng)大的沖擊力和剪切力的作用下而被有效地粉磨。在精確控制給礦礦漿流量作業(yè)參數(shù)下，物料經(jīng)過(guò)充分磨碎、自然沉降分級(jí)和離心力分級(jí)過(guò)程后，上升到磨機(jī)上端的細(xì)粒料漿，通過(guò)磨機(jī)上部備有的一套篩孔尺寸為300 μm 的篩網(wǎng)后，溢流出成為合格產(chǎn)品，球介質(zhì)不能通過(guò)篩網(wǎng)而留在磨機(jī)中。
圖1 Detritor 立式攪拌磨機(jī)示意圖
Detritor 立式攪拌磨機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，攪拌磨工作的過(guò)程參數(shù)控制非常重要。在磨機(jī)高功率強(qiáng)度輸出條件下，為使磨機(jī)內(nèi)的介質(zhì)與高濃度礦漿完全混合，實(shí)現(xiàn)高效磨礦、有限磨損以及磨礦時(shí)所產(chǎn)生的熱量迅速消散，得到所要求粒度的磨礦產(chǎn)品，磨機(jī)的處理量最大，及其能耗最小，磨礦過(guò)程參數(shù)需要優(yōu)化。磨礦產(chǎn)品粒度與效果取決于介質(zhì)粒度、磨機(jī)的轉(zhuǎn)速、介質(zhì)的裝載體積、制造介質(zhì)的材質(zhì)和礦漿濃度等主要參數(shù)的優(yōu)化與操控。工作時(shí)主要通過(guò)補(bǔ)充介質(zhì)方式，以保持磨機(jī)所要求的功耗，從而達(dá)到所要求的處理量和產(chǎn)品粒度。依據(jù)工藝要求，可以串聯(lián)布置多級(jí)磨機(jī)生產(chǎn)流程，以保證最終產(chǎn)品的粒度及粒度分布。
Detritor 立式攪拌磨機(jī)采用立式布置的優(yōu)點(diǎn)在于，完全利用磨機(jī)本體來(lái)支撐動(dòng)力和傳動(dòng)系統(tǒng)，使設(shè)備占地面積小、基礎(chǔ)更加簡(jiǎn)單。此外，采用立式布置，還可節(jié)省料漿密封裝置或降低給料口壓力。Detritor 磨機(jī)規(guī)格從7. 5 kW 到1 100 kW 不等，據(jù)統(tǒng)計(jì)全球現(xiàn)有149 臺(tái)在運(yùn)行，總安裝功率4. 5 萬(wàn)kW。其中355 kW 的Detritor 磨機(jī)是目前最成熟、市場(chǎng)應(yīng)用最廣泛的，其處理量約20 t /h。Detritor磨機(jī)在澳大利亞的應(yīng)用情況如表1 所示。
 2 立式盤(pán)式砂磨機(jī)
2. 1 結(jié)構(gòu)與工作原理
砂磨機(jī)是一種高速攪拌磨機(jī)，根據(jù)使用性能大體可分為立式砂磨機(jī)、臥式砂磨機(jī)、籃式砂磨機(jī)。根據(jù)攪拌器結(jié)構(gòu)形式可分為盤(pán)式和棒式砂磨機(jī)等。其中立式砂磨機(jī)主要用于礦石和陶瓷的研磨與加工。立式砂磨機(jī)裝置見(jiàn)圖4，主要由機(jī)體、磨筒、盤(pán)式攪拌器、底閥、電機(jī)、送料泵和冷卻系統(tǒng)組成。
工作時(shí)，筒內(nèi)裝有一定數(shù)量的研磨介質(zhì)—玻璃球或陶瓷珠，物料由送料泵吸料，經(jīng)研磨筒底部送入研磨筒內(nèi)，主電機(jī)通過(guò)主軸帶動(dòng)盤(pán)式攪拌器高速旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速可達(dá)1600～2200 r /min。研磨介質(zhì)、物料經(jīng)由盤(pán)式攪拌器的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，賦予研磨媒體以足夠的動(dòng)能，與被研磨的顆粒發(fā)生強(qiáng)烈的沖擊、剪切、擠壓和摩擦作用，對(duì)物料進(jìn)行粉碎和研磨。經(jīng)磨碎產(chǎn)生合格粒度的物料，通過(guò)筒體上部的介質(zhì)分離裝置與研磨介質(zhì)分離，從出料口排出。由于采用連續(xù)進(jìn)料—研磨一出料，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程都是連續(xù)進(jìn)行的。
圖2 砂磨機(jī)原理圖2. 2 技術(shù)性能與應(yīng)用
立式砂磨機(jī)采用攪拌器的高速回轉(zhuǎn)使研磨介質(zhì)和物料在整個(gè)筒體內(nèi)不規(guī)則地翻滾運(yùn)動(dòng)，使研磨介質(zhì)之間產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切、沖擊和研磨作用，使物料得到很好的磨細(xì)效果。通過(guò)合理選擇研磨片的轉(zhuǎn)速，提高設(shè)備的研磨和分散效率以及防止選擇過(guò)高的轉(zhuǎn)速使能耗增加，造成浪費(fèi); 設(shè)計(jì)新穎的盤(pán)式攪拌器結(jié)構(gòu)，在靠近軸心部位開(kāi)設(shè)通流面積較大的通槽，使磨礦介質(zhì)和物料能夠較為順暢地作軸向流動(dòng)以補(bǔ)充軸心部位的真空，使物料在磨腔中央?yún)^(qū)域能得以磨細(xì)，提高磨機(jī)容積與能量利用率; 合理確定研磨筒的長(zhǎng)徑比為3. 5～4，提高磨礦介質(zhì)的壓強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)高的磨細(xì)效率; 加強(qiáng)對(duì)磨礦介質(zhì)系統(tǒng)的研究以適應(yīng)產(chǎn)品細(xì)度不斷提高的要求。因此立式砂磨機(jī)具有生產(chǎn)效率高，砂磨產(chǎn)品細(xì)度高，連續(xù)性強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn); 磨機(jī)操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)合理，易于維護(hù)保養(yǎng)，適應(yīng)連續(xù)生產(chǎn)。由于圓盤(pán)攪拌器高速旋轉(zhuǎn)，筒壁磨損嚴(yán)重，發(fā)熱大，外殼須設(shè)冷卻夾套。
立式砂磨機(jī)已廣泛應(yīng)用于油漆、化妝品、食品、油墨、藥品、磁鐵氧體等工業(yè)領(lǐng)域的高效研磨工作中。工作時(shí)，根據(jù)物料產(chǎn)品細(xì)度要求選取0.2～3mm 磨礦介質(zhì)，研磨介質(zhì)與物料相互以10～16 m/s 的剪切速度運(yùn)動(dòng)，可將200μm 的物料研磨至1～2μm。隨著科研工作者對(duì)砂磨機(jī)的基礎(chǔ)理論、設(shè)備結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)優(yōu)化研究，使腔體內(nèi)的研磨能量密度更加均勻，可以獲得產(chǎn)品粒度更細(xì)、粒度分布更窄和單位產(chǎn)品能耗更低的研磨效果。
3 結(jié)語(yǔ)
1) 立式攪拌超細(xì)磨機(jī)在微細(xì)礦物解離方面，不僅具有能效優(yōu)勢(shì)，而且能夠提高目的礦物的單體解離度，將成為微細(xì)礦物再磨關(guān)鍵設(shè)備。與普通球磨機(jī)相比，它能夠通過(guò)攪拌器及提升器輸能，使磨機(jī)內(nèi)有極高的功率密度，從而保證供給小球以足夠的能量，研磨時(shí)間大大縮短。產(chǎn)品粒度細(xì)且粒度分布較窄，磨礦效率高，其能耗比普通磨礦機(jī)降低40% ～ 60%以上。
2) 各類超細(xì)磨機(jī)技術(shù)性能表明，不同的磨機(jī)具有不同的適用場(chǎng)合和應(yīng)用范圍。立式螺旋磨礦機(jī)屬中低速運(yùn)轉(zhuǎn)，具有較高的介質(zhì)充填率，螺旋攪拌器在細(xì)磨時(shí)能量利用率高。立式螺旋磨礦機(jī)可將給料磨至P80 = 20～40μm 左右。但要進(jìn)行超細(xì)磨時(shí)，應(yīng)選用如Detritor 磨機(jī)和Isa 等砂磨機(jī)，磨機(jī)采用較小的磨礦介質(zhì)可以將物料磨得更細(xì)，高速攪拌磨比立式螺旋磨能耗更低，更具有優(yōu)勢(shì)。細(xì)分磨機(jī)適用領(lǐng)域，不斷強(qiáng)化其功能特性，將更有利于實(shí)現(xiàn)礦石粉磨過(guò)程的高效與節(jié)能。
3) 加強(qiáng)攪拌磨粉碎過(guò)程的基礎(chǔ)理論研究，開(kāi)展以適用不同礦物集合體細(xì)粒物料的力學(xué)性能與磨碎機(jī)械結(jié)構(gòu)、作用力方式研究; 筒體內(nèi)腔、攪拌裝置以及磨礦介質(zhì)等易損件的新材料研究; 開(kāi)展以降低礦石粒子內(nèi)部( 表面) 結(jié)合能和消除細(xì)粒間團(tuán)聚影響研究; 改進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu)、完善設(shè)備生產(chǎn)工藝，提高單機(jī)處理能力，細(xì)磨產(chǎn)品粒度更細(xì)，粒度分布特性更窄、更合理。
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