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| 攪拌磨超細(xì)粉碎技術(shù)的發(fā)展歷程 |
| 來源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時間：2015-08-05 08:38:21 瀏覽次數(shù)： |
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1 攪拌磨
攪拌磨的細(xì)磨作用是通過攪拌器把動力直接施加于研磨介質(zhì)上而實(shí)現(xiàn)。與球磨機(jī)相比，普通球磨機(jī)和振動磨需轉(zhuǎn)動或振動包括研磨介質(zhì)在內(nèi)的笨重的筒體；攪拌磨的全部輸入功率直接使用于攪動研磨介質(zhì)，能量利用率一般提高10～20 倍，從而達(dá)到高效率超細(xì)粉碎物料的目的。
在各種超細(xì)磨設(shè)備當(dāng)中，攪拌磨憑借其高效、低能耗、操作簡便以及能獲得平均粒徑小于 1μm、粒度分布均勻的超細(xì)粉體，成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。近幾年國外在超細(xì)粉碎設(shè)備中取得了很大的突破，比較典型的有：(1)前蘇聯(lián)的“依列粉碎機(jī)”；(2)西歐國家的 JIYU 粉碎機(jī)；(3)德國 Alpine 公司的流態(tài)化床逆向氣流磨(AFG)；(4)日本的MICROS 超細(xì)粉碎機(jī)、MF細(xì)磨機(jī)和 PJM氣流磨。這些設(shè)備在結(jié)構(gòu)和條件合理時，能使物料粉碎到 5μm 以下，甚至 2μm 的超細(xì)粉體，相應(yīng)的物料分級有干式(循環(huán)氣流分級、離心機(jī)械分級、選擇氣流分級)和濕式(水力旋流器、螺旋離心分級)分級。
2 攪拌磨超細(xì)粉碎技術(shù)的發(fā)展
1928 年 klein 和 Szegvari 提出攪拌磨的基本原理，在攪拌桶中加入天然砂粒，然后應(yīng)用人工研磨介質(zhì)(瓷球、玻璃球、鋼球等)，用攪拌器研磨物料，從而掀開了攪拌磨的歷史。他們用攪拌器和球形介質(zhì)完成了細(xì)粒濕磨，用于涂料工業(yè)，并成立了UP公司(UnionProcess lnc)，專門從事攪拌磨的設(shè)計(jì)制造和推廣應(yīng)用。
1939年美國礦山局設(shè)計(jì)了一種研磨機(jī)，用于浮選之前清理礦物表面。該研磨機(jī)由安裝在一個立式圓筒內(nèi)的轉(zhuǎn)子和定子組成，由轉(zhuǎn)子和定子之間的相對運(yùn)動產(chǎn)生顆粒之間的摩擦來清理礦物表面，后發(fā)現(xiàn)該裝置是一臺很有效的細(xì)磨設(shè)備。50 年代末至60年代初，美國礦山局對該研磨機(jī)進(jìn)行了大量的細(xì)磨研究，并用來大規(guī)模加工高嶺土和氧化鈦。
1948 年美國杜邦公司(DuPont)開發(fā)出了高速攪拌磨 Sandmill—砂磨機(jī)，主要用于生產(chǎn)油漆工業(yè)的顏料，并成為攪拌磨發(fā)展的重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)。50 年代由日本 KubotaTowerMill 公司的河端重勝博士開發(fā)出新型的攪拌磨—塔式磨，采用螺旋攪拌器，用于冶金、礦業(yè)中加工煤、水泥、硫化礦和多種工業(yè)礦物，并出口美國、澳大利亞。這種塔式磨在超細(xì)磨與化學(xué)處理領(lǐng)域已取得了顯著的效益(表1)。
表1 塔式磨加工的部分產(chǎn)品
| 用途 |
原料 |
產(chǎn)品與應(yīng)用效果 |
| 超細(xì)磨 |
金剛砂 |
20um |
| 鐵素體 |
0.4um |
| 礬土 |
0.5um |
| 滑石 |
1.9um |
| 錳鐵 |
用于生產(chǎn)電焊條的焊劑 |
| 化學(xué)處理 |
錳礦+硫酸鹽 |
在稀硫酸中研磨錳礦提取硫酸錳 |
| 金礦+氰化物 |
在氰化鈉中研磨，獲得較高的浸出率 |
1956 年 Szegvari 發(fā)明了另一類攪拌磨機(jī)，該磨機(jī)采用由細(xì)長鐵棒組成的攪拌器，并在機(jī)體外面裝有冷水套，磨礦是在垂直的圓筒形容器中進(jìn)行。給礦粒度由40μm～1mm，產(chǎn)品粒度可達(dá)10～20μm，磨礦介質(zhì)為不銹鋼、鎢碳鋼、陶瓷或者礫石，介質(zhì)尺寸 3～6mm 不等。連續(xù)作業(yè)的 Szegvari 細(xì)磨機(jī)于 1964年獲得了專利。1965～1967 年，Engels 將攪拌磨的開頂改為封閉式，有利于進(jìn)一步提高攪拌磨的轉(zhuǎn)速。1970 年，Wilhelm 增加了攪拌磨介質(zhì)分離器，能處理磨礦粘度達(dá)到 5Pa·s 的物料。
70 年代初瑞典 MatterPartnerAG 公司開發(fā)了TRZK(干)和 NRZK(濕)式攪拌磨，主要用于加工水煤漿。70 年代中期，改進(jìn)了攪拌磨的排礦裝置，使攪拌器轉(zhuǎn)速不斷提高，于 1976 年由 Durr 發(fā)明了臥式攪拌磨。這種攪拌磨的能量高度集中，磨損降低，磨礦效率得到了很大程度的提高。
1979年美國MPSI公司引進(jìn)了日本的塔式磨專利產(chǎn)品，生產(chǎn)出立式攪拌磨，并應(yīng)用于鉛鋅礦、金礦等工業(yè)部門。
80 年代，德國Fryma公司開發(fā)了雙錐形砂磨機(jī)，改進(jìn)了攪拌器；美國 Attritor 攪拌磨的開發(fā)，在陶瓷原料加工中獲得廣泛應(yīng)用。
90年代初，美國Aquaflne公司和英國Joy公司研制出了槽式水平攪拌磨；瑞典Sala 公司的新型底部給料攪拌磨，節(jié)能60%。近年來日本三井三池株式會社、美國 UP 公司、德國NETZSCH 公司和英國 Torrance ＆ Son公司生產(chǎn)的間歇式、循環(huán)式攪拌磨，已廣泛應(yīng)用于精細(xì)陶瓷、磨料、粉末冶金、硬質(zhì)合金、磁性材料、油漆和非金屬礦等領(lǐng)域，產(chǎn)品細(xì)度可達(dá)1μm。
表2 攪拌磨加工的部分產(chǎn)品
| 行業(yè) |
粉末產(chǎn)品 |
| 農(nóng)業(yè) |
農(nóng)藥、殺蟲劑、殺真菌劑 |
| 油墨 |
印刷油墨、燃料、紡織品油墨、顏料 |
| 食品 |
咖啡、奶油巧克力、花生醬、芝麻 |
| 電子工業(yè) |
高級陶瓷、電子元件氧化物、永磁鐵氧體 |
| 礦物 |
石灰石、非金屬礦、工業(yè)填料、貴金屬 |
| 涂料、油漆 |
初級涂料、油漆填料、散體填料 |
| 化學(xué)品、藥物 |
各種粉末產(chǎn)品 |
目前，國外已將攪拌磨應(yīng)用于顏料、陶瓷、造紙?zhí)盍霞皬?fù)雜礦物處理。表 2 是經(jīng)攪拌磨加工的產(chǎn)品。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，逐漸認(rèn)識了超細(xì)粉體的重要地位，其需求量日益增大。
我國從 80年代起借鑒國外技術(shù)開始攪拌磨的生產(chǎn)，鄭州東方機(jī)器制造廠、蘇州非金屬礦工業(yè)設(shè)計(jì)研究院、長沙礦冶研究院等一些單位相繼研制了各式攪拌磨，并在化工、非金屬礦、涂料和粉末冶金行業(yè)得到了初步應(yīng)用。但從整體上來看，品種少、結(jié)構(gòu)有待改進(jìn)，基礎(chǔ)工作遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外水平。由于應(yīng)用的需要，對于攪拌磨超細(xì)粉碎的基礎(chǔ)研究工作主要集中在濕法細(xì)磨上，這是因?yàn)榕c干法相比，濕法超細(xì)粉碎具有能連續(xù)進(jìn)行、易實(shí)現(xiàn)自動化、分散性好、防止粉塵污染等優(yōu)點(diǎn)。
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