1. 前言
當前全球對非金屬礦粉體的需求日益旺盛，僅僅對重鈣的消費在過去的10年內從3500萬噸需求量增長到現(xiàn)在的接近9000萬噸，年平均增長率近9.5%。據(jù)相關機構預測在未來的10年內，全球對非金屬礦粉體的年需求量仍將保持高的增長率。目前，在追求產品質量穩(wěn)定、粒徑分布均勻的同時，市場對非金屬礦粉體產品加工的節(jié)能降耗也要求迫切，這也就對生產設備提出更高的要求。按照現(xiàn)代大工業(yè)對產品品質的要求和國家節(jié)能減排的發(fā)展思路，非金屬礦工業(yè)的生產裝備，必須采用大型節(jié)能和精細化的設備，使超細產品生產節(jié)能規(guī)模化和產品質量精細化。
用于粉磨非金屬礦的ATL新型超細立磨，應用料層高壓超細研磨粉碎的超細立磨和渦流超細分級原理分級機相結合的創(chuàng)新工藝，在滿足客戶對超細微粉品質產量和對高可靠性粉磨設備的需求的同時，由于其顯著的高效節(jié)能的特性，在非金屬礦生產超細微粉行業(yè)正越來越受到客戶的青睞。
本文以在廣西賀州某粉體公司的ATL1100超細立磨生產運轉為例，論述ATL新型超細立磨生產工藝的價值和性能，展望ATL超細立磨在非金屬礦的應用前景。
2. 超細非金屬礦生產設備的現(xiàn)狀
中國規(guī)?；蚬I(yè)化的超細粉體加工及超細粉碎與精細分級設備始于改革開放后，迄今為止，中國超細粉碎技術與裝備經歷了從引進國外技術、裝備與國內仿制到具有知識產權或發(fā)明專利的演變。其設備的處理能力、單位產品能耗、耐磨性、工藝配套和自動控制等綜合性能顯著提高，與國外先進技術和設備綜合性能的差距逐漸縮小。
目前，我國的非金屬礦干法超細粉碎研磨工藝設備主要有雷蒙磨、攪拌磨、振動磨、環(huán)輥磨、球磨機和立式磨等，其中雷蒙磨是加工325目以下粉體產品的主流設備；振動磨和攪拌磨配分級機可以用于加工600-2500目產品，但是能力偏小，能耗較高。主要用于硬度比較特殊的物料加工；球磨機加超細分級機可以一次性加工600-2500目的超細粉體，單機的生產能力很大，性能穩(wěn)定可靠，但能耗稍高，是目前加工非礦超細粉體的主流設備之一。
近年來，非礦粉體產品市場競爭日趨激烈，價格戰(zhàn)打得如火如荼；另外，因國家也在大力推行節(jié)能減排政策，這使得粉體加工行業(yè)迫切需求節(jié)能降耗的設備。環(huán)輥磨脫穎而出，主要用于加工600-1500目產品，具有投資價格低、能耗低的優(yōu)勢，目前小微企業(yè)大多采用這種設備加工諸如重鈣類的非礦超細產品。但是因為其單機生產能力不夠大，且生產1250目以上粉體時有時會發(fā)生粉體質量波動的情況。
根據(jù)立式磨在水泥行業(yè)卓越的性能表現(xiàn)，立磨或許可以成為比較理想的非礦加工設備之一，因為它可以很好地滿足產品加工所要求的運行可靠、產量大、產品質量穩(wěn)定、節(jié)能顯著等性能（較球磨節(jié)能30%-40%）。近年來，立磨在非礦行業(yè)也得到了一些應用，但是我國目前普通立磨生產的重鈣產品都在600目（D97>23μm）以下，滿足不了市場對1250目（D97=10μm）超細粉體的規(guī)?；a需求。目前臺灣省的小型立磨設備可以一次性生產1250目超細非礦產品。自2000年以來，在非礦領域，臺灣超細立磨在大陸市場一直處于壟斷地位。
合肥水泥研究設計院超細微粉技術部在傳統(tǒng)的水泥立磨基礎上，提出立磨超細加工系統(tǒng)新思路，利用本單位在領先的分級技術優(yōu)勢以及在非礦超細加工中積累的豐富經驗，將超細分級系統(tǒng)技術推廣到立磨行業(yè)，將其與立磨研磨系統(tǒng)技術有機結合，成功研發(fā)立磨生產超細重鈣工藝系統(tǒng)。2013年8月，應用合肥院分級系統(tǒng)技術的第一臺ATL1100型超細立磨生產系統(tǒng)成功在廣西賀州市某粉體廠投入運行。經過近2年的生產運行，生產的超細粉體產品，得到了客戶的廣泛認可，各項性能指標均達到或超過臺灣同類超細立磨水平。
該超細立式磨生產系統(tǒng)可加工200-1500目的超細粉體，800目產品可以達到7t/h，能耗較低（800目產品能耗約為90kWh/t，而球磨機工藝能耗達120kWh/t）。
下面列舉部分常用干法工藝能耗及產能，如表1所示。
表1 常用重鈣干法加工系統(tǒng)能耗分析（目數(shù)，以D97通過率計）
| 設備類型 |
產品細度 |
噸產品電耗，kWh/t |
| 325目 |
600目 |
800目 |
1000目 |
1250目 |
| 雷蒙磨（自帶分析機） |
100-600 |
28-33 |
/ |
/ |
/ |
/ |
| 振動磨（配分級機） |
800-2500 |
/ |
/ |
130 |
160 |
200 |
| 干式砂磨機（配分級機） |
800-2500 |
/ |
/ |
130 |
160 |
200 |
| 環(huán)輥磨（自帶分級機） |
325-1500 |
30 |
60 |
90 |
115 |
140 |
| 超細立式磨（自帶分級機） |
200-1500 |
28 |
60 |
90 |
110 |
136 |
| 球磨機（配分級機） |
325-2500 |
40 |
90 |
120 |
135 |
175 |
為了進一步說明，以生產1250目重鈣為例，我們分別從給料粒度、最佳生產細度范圍、粉碎機理、1250目噸產品電耗、1250目噸產品單機生產規(guī)模等生產技術性指標的角度，對不同干法工藝的實際運行參數(shù)進行比較，比較結果如表2所示：
表2 常用重鈣生產設備產能比較表
| 設備類型 |
給料粒度D90 |
最佳生產
細度范圍 |
粉碎機理 |
1250目單機
生產規(guī)模t/h |
備注 |
| 振動磨（配分級機） |
≤ 100目 |
800－6000 |
沖擊與研磨 |
1.5-2.0 |
可以直接改性 |
| 干式攪拌磨（配分級機） |
≤ 325目 |
800－6000 |
低速研磨 |
1.5-2.0 |
可以直接改性 |
| 環(huán)輥磨（自帶分級機） |
≤ 30mm |
600－1250 |
碾壓與沖擊 |
1.5-1.6 |
|
| 立式磨（自帶分級機） |
≤ 30mm |
200－1250 |
碾壓 |
4.0-6.0 |
可以直接改性 |
| 球磨機（配分級機） |
≤ 6mm |
600－2500 |
沖擊與研磨 |
10-15 |
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通過表1和表2中可以看出，對上述幾種干法工藝的比較可見：
（1）從超細產品的單機生產規(guī)?？矗瑳_擊磨、干式砂磨機和環(huán)輥磨的單機生產能力都偏小，相比較而言，球磨機和立式磨在同等情況下可以獲得更高的產量，易于實現(xiàn)重鈣規(guī)?；庸ぃ?br />
（2）超細立式磨在重鈣超細加工時，最大特點是可以以較低的電耗（生產1250目以下產品時）、較大的規(guī)模生產重鈣產品；
（3）球磨的單機產能最大，在生產1250目以上的產品時，性能更突出，這是立磨等其他設備無法比擬的。因此，評價重鈣生產的各種工藝，它們各有優(yōu)缺點，都不能全盤否定，需要根據(jù)企業(yè)產品需要和投資規(guī)模，選擇合適的重鈣生產工藝。
綜上所述，立磨利用碾壓粉碎原理，可以即時將達到粉碎到粒度要求的顆粒隨氣流帶走，從而避免了如球磨機過研磨情況，從而達到了節(jié)能的目的。新型超細立式磨可以一次性生產1500目以下的粉體，尤其是在生產400—1250目重鈣產品時節(jié)能效果比較明顯。
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