（中国粉体技术网/班建伟）近几十年来，伴随着高新技术和高新材料的迅猛发展，对矿物尤其是非金属矿物粉磨特性的要求越来越高，粉磨技术正朝着超细粉磨的方向迅速发展。超细粉体因具有颗粒缺陷少、溶解度大、活性高、比表面积大、反应速率快及填充性能好等优点，而被广泛应用于高性能陶瓷、微电子与信息材料、高级耐火材料及高性能润滑材料等相关领域。
因此，超细粉磨技术对现代高新技术、高新材料产业的发展具有极其重要的作用和意义。为了满足细磨、超细磨设备发展的需要以及市场的特殊要求，北京矿冶研究总院自 20 世纪 90 年代开始研发 GJM 型搅拌磨机，该磨机是一种结构简单、维护方便、能量利用率高、细磨效率高及产品粒度分布均匀的细磨、超细磨设备，最初应用于高岭土的剥片中，现已广泛应用于诸如高岭土、石墨、云母和重质碳酸钙等非金属矿物的细磨、超细磨以及相关领域中，取得了良好的应用效果。
1 结构分析
GJM 型搅拌磨机基本结构如图 1 所示。
GJM 型搅拌磨机主要由电动机、减速器、叶轮搅拌器、槽体、排料筛、橡胶衬板和电控柜等部分组成。GJM 型搅拌磨机有单槽型和双槽型两种结构 (见图 1)：对于单槽型搅拌磨机，矿浆从槽体底部泵入，在叶轮搅拌器的作用下，矿浆和研磨介质在槽体内做高速紊流运动，细磨后的矿浆经排料筛排出磨机；对于双槽型搅拌磨机，给料端槽体起到预研磨作用，排料端槽体起到细磨作用，且矿浆从给料端上部给入，在预研磨槽、细磨槽中与研磨介质相互作用，细磨后的矿浆经排料端槽体的排料筛排出磨机。两种规格的磨机槽体底部均设有卸料口和压缩空气入口，另外还设有用于清除死角矿物的泄污口。GJM 型搅拌磨机的主要参数如表 1 所列。
 GJM 型搅拌磨机在非金属矿应用的工艺流程较为简单，可以采用灵活的连接方式，由单台、2 台串联、3 台串联，或由 1 台和多台其他类型搅拌磨机串联而成。
2 非金属矿细磨的特点
非金属矿，如高岭土、石墨、云母和重质碳酸钙等，由于在不同的工业领域都有较为广泛的应用，且不同领域均有不同的粉磨特性要求，因此需要选用合适的粉磨方法才能达到非金属矿的特殊要求。
2.1 细度
细度是表明矿物颗粒粗细大小和类别的指标，由于非金属矿物经常应用于涂料、造纸和填料等特殊领域，故其细度是一个十分重要的指标。以高岭土为例，用作涂料时，要求 -2 μm 颗粒占 90% ~ 95%；用作造纸填料时，要求 -2 μm 颗粒占 78% ~ 80%。
2.2 纯度
非金属矿物的细磨粉体，一般都要求有较高的纯度，只有高纯度的非金属矿物在工业领域的应用才能发挥最佳性能。例如，对于石墨等非金属矿物，一般采用“阶段磨、阶段选”的工艺，可以使石墨含量达到 95% 以上。
3 在非金属矿的应用
3.1 高岭土
高岭土是一种以高岭石族黏土矿物为主的黏土和黏土岩，具有良好的耐火性和可塑性等物理、化学性质。其成分主要由高岭石、水云母、蒙脱石、埃洛石、伊利石以及长石、石英等矿物组成。高岭土具有十分广泛的应用，主要用于陶瓷、耐火材料和造纸等相关行业，其次用于橡胶填料、涂料、白水泥和搪瓷釉料等相关产业领域。
应用于高岭土行业的搅拌磨机主要为大型双槽高强度搅拌磨机，如用于山西某高岭土矿的 GJM10型双槽搅拌磨机。该矿高岭土为煤系硬质高岭土，由90% 黑料和 10% 白料混合而成，在给矿粒度 -45 μm占 90%、矿浆浓度为 45% 左右、处理能力为 1.2 ~ 1.5t/ h 的情况下，单机平均产品粒度可达 -2 μm 占 85%~ 90%，2 台串联平均产品粒度可达 -2 μm 占 94% 左右。现场应用情况如图 3 所示。
 3.2 石墨
石墨是一种重要的非金属矿物原料，通常产于变质岩中，是煤或碳质岩石受到区域变质后或岩浆侵入作用而形成的。石墨是一种较软的矿物，不透明而且触感油腻，形状呈鳞状、晶体状、层状或条纹状等，化学性质不活泼，具有耐腐蚀性。石墨广泛应用于风能、核能、航空航天以及硬质材料制造等国家支柱产业中。
应用于石墨行业的搅拌磨机有大型单槽/ 双槽高强度搅拌磨机，如应用于黑龙江某石墨矿的 GJM5 型单槽搅拌磨机和 GJM10 型双槽搅拌磨机。该石墨矿床为区域变质型晶质石墨矿床，搅拌磨机的给矿主要为浮选机浮选泡沫，其矿浆浓度在 20% 左右，产品为纯度 95% ~ 97% 的优质石墨，单台设备处理能力为2.0 ~ 3.0 t/ h。现场应用情况如图 4 所示。
3.3 云母
云母是一种造岩矿物，通常呈菱形或假六方的片状、板状和柱状晶体，主要包括黑云母、白云母、金云母、锂云母和绢云母等。白云母主要由 SiO2、K2O、Al2O3、H2O 等物质组成，在工业上应用十分广泛，主要应用于电绝缘、沥青纸、橡胶、塑料、建材、造纸和消防等化工工业。同时，细云母粉用作塑料、橡胶涂料和油漆等功能性填料，可增强附着力、强韧性、耐腐蚀性及抗老化力，提高机械强度。
应用于云母行业的搅拌磨机主要为大型双槽高强度搅拌磨机，如应用于河南某云母矿的 GJM10 型双槽搅拌磨机。在云母矿的入料粒度 D90 约为 406 μm，处理能力为 0.5 ~ 1.2 t/ h，矿浆浓度为 50% 左右时，磨机排料粒度 D90 可达到 100 μm 以下。现场应用情况如图 5 所示。
4 在非金属矿行业应用前景展望
GJM 型搅拌磨机在煤系高岭土、石墨和云母等行业的工业应用实践表明，该设备具有生产能力大、细磨/ 超细磨效率高、产品粒度细、可连续生产且节约能耗等显著优点，已在山西、黑龙江、河北、河南和福建等地推广应用几十台套。随着涂料、塑料、陶瓷、橡胶和造纸等相关行业的迅猛发展，以及对产品质量要求的提高，非金属矿业正在向大型化、现代化方向发展，因此对于高效、实用、低能耗且价格适中的处理量大、细磨/ 超细磨的 GJM 型搅拌磨机的需求将越来越多，GJM 型搅拌磨机必将为我国非金属矿业的发展做出应有的贡献。
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