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| 非金属矿超细分级技术与设备的应用 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2014-12-12 10:03:49 浏览次数： |
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1 前言
非金属矿的开发利用取决于对其进行深加工的程度，包括超细粉碎、超细分级、精细提纯和表面改性等，其中有效的超细粉碎是进行各项深加工的前提和保证。因此，超细粉碎技术的发展在一定程度上决定了非金属矿产品的合理开发和综合利用效果。机械干法制备粉体因其成本低，能适应大规模工业化生产而倍受重视。而超细分级在粉体制备过程中起到了重要的作用，分级过程与粉碎过程的组合，可以给系统带来一些新的功能。分级技术的关键体现在以下四点：
①物料的充分分散：颗粒分散不好，凝聚的颗粒往往表现出粗颗粒的性质，旁路值就很高；
②稳定、有力的分级力场：是精确分级的前提；
③粗颗粒的及时排出：分级面往往都是受力的平衡面，粗颗粒如不能及时排出，就会产生干扰，使得分级精度降低；
④优异的细粉捕集装置。
2 超细粉体技术与设备
对球磨机和其他介质研磨超细粉碎的研究结果表明，最终的粒度分布与粉碎的工艺关系不大，主要与分级作业有关，即超细产品的特性不仅由粉碎决定，要想得到某一颗粒分布的超细产品，必须有超细分级组成闭路。另外在粉碎过程中，随着物料粒度逐渐变细，表面积急剧增加，高表面能的微细颗粒很容易互相团聚，颗粒越细其团聚的趋势越大；当颗粒细化到一定粒度后，出现粉碎与团聚的动态平衡，甚至因颗粒团聚变大而使粉碎工艺恶化。
解决这一问题的关键还是设置超细分级设备，与超细粉碎机配合成闭路，将合格细产品及时分离出来，粗粒返回再磨，以提高粉碎效率和降低能耗。由此可以看出，加入分级机使得粉体颗粒的产品粒度控制方便可靠，粒度范围变窄，提高粉体产品质量；同时还有明显节电功能，在粉体制备的过程中引入分级机不仅必要而且是必需，随着粉体细度的减小，在分级过程所需要的技术和经济投入会越来越多，甚至会超过粉碎所需要的技术和经济投入。
2.1 超细分级机—雷蒙磨生产800目微细粉体
雷蒙磨是非金属矿深加工的重要设备之一，因其工作稳定、产量大已被普及应用。但该设备结构形式较老，其产品细度受粗大颗粒的制约徘徊在300～400目之间。但用于方解石类软质矿物的粉碎，其产物中细粉的含量较高，若将粗颗粒除去可得档次较高的细粉。根据以往掌握的超细粉体分级技术，对上述问题采取如下方案：选用K型超细分级机替代原雷蒙磨的分析器，严格控制避免大颗粒进入产品，对选出的粗大颗粒自行返回粉碎区域进行再研磨。使新的雷蒙磨系统可直接从块状物料制取800目(15μm)细粉。
在某工贸有限公司用K型350超细分级机改造分析器，用于800目重质碳酸钙微细粉的生产，产量400kg/h。在1#磨改造完成后，又对2#、3#、4#磨陆续改造完成。雷蒙磨系统改造流程见图1。
2.2 球磨机—超细分级机加工生产
经球磨机粉碎的产品，其粒度分布多为双峰分布。在粉碎石灰石所得到的产品中，细粉含量
(≤10μm)大于30%，而且粗粒级含量也很高，如普通石灰石≥30μm也高达30%以上。如果按筛余来评价这些产品的细度显然是不科学的。闭路粉磨是一有效手段，但传统的选粉机已有几十年的历史没有得到改进，其基本原理决定了它无法控制小于2 0μm 的颗粒。
因此，工业界形成了这样一种误区，球磨机不能用于超细粉碎。而大型超细分级机与球磨机(特别是高细管磨机)的配合，可将系统的控制粒径降低到10μm以下，使用高细管磨机—超细分级机系统生产微米级超细粉体成为可能。
重庆某硅材料开发有限公司选用的Φ2.4m球磨行超细分级。入料粒度1 0 m m时，控制细度为325目，合格产品进入产品捕集系统，粗粉返回管磨机再次研磨。产量达到3000kg/h。
2.3 振动磨—超细分级机生产超细粉
振动磨是在球磨机的技术上发展起来的。因为在重力场下，球磨机的介质以重力加速度对物料进行冲击和研磨，当粉体细化到数微米的量级后必须用较小的介质对物料进行研磨，大介质的冲击对进一步的细化已无济于事。为强化介质的研磨作用，振动磨以较高的冲击加速度增强了同样大小介质的研磨作用。振动磨在超细分级机配合的条件下，比球磨机更能完成微米级超细粉碎的作业。在振动磨中可以选用较小的研磨介质在惯性力作用下对细小颗粒进行冲击和研磨，产品细度可达到球磨机所不能及的亚微米级，能量利用率相对高于球磨机。
实例: 某光电材料有限公司选用1台振动磨和1台分级机及两级收集装置组成闭路系统，生产1 250目硅微粉。合格产品进入产品捕集系统，粗粉返回磨机再次研磨。生产过程中不产生任何废物，整套系统负压操作，可消除粉尘弥漫的现象。本系统可用于各类超细非金属矿粉的生产。特点是投资小、细度高、电耗低、大颗粒控制严格。
3 结语
粉体行业做为多学科、多专业的横向交叉行业，其发展是明显的。在完善工艺配套的同时，更好地发展超细分级设备，使设备配套服务于生产要求，开发分级粒度细、精度高、效率高的分级设备，使我国的超细分级设备及技术达到一个新水平。
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