(中国粉体技术网/班建伟)非金属矿物粉体的加工设备很多, 按作业名称和产物细度可以分为破碎、细磨和超细磨。通常将粒度减小至2 0~1mm 的作业称之为破碎; 再细的粉碎作业(一般粒度范围为1 0 ~1000μm)称为细磨;加工10μm 以下粉体的作业称为超细磨矿或超细粉碎。
1 .粉碎加工设备现状
1.1 破碎
目前,在非金属矿物加工中的采用的破碎设备主要由颚式破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机、圆锥破碎机和辊式破碎机。这些破碎设备的性能及其应用如表1 。
非金属矿加工厂的粗碎作业一般选用颚式破碎机; 硬矿石和中硬矿石的中、细碎破碎设备一般采用圆锥破碎机和辊式破碎机; 脆性和易碎性矿物采用反击式破碎机和锤式破碎机。
辊式破碎机适于破碎脆性物料和避免过粉碎的物料, 它构造简单、容易制造, 但滚筒易磨损、处 理量不如圆锥破碎机大。
反击式破碎机和锤式破碎机适用于破碎中硬物料、特别是易碎性物料,如石灰石、方解石、滑石、高岭石、石棉等。具有体积小、构造简单、破碎比大、能耗低、处理量大、产品粒度均匀、选择性破碎作用强等特点, 但设备易磨损、噪声大。
1.2 细磨
细磨是矿石经破碎机破碎之后的继续粉碎作业, 主要用于加工150~800 目(15~100μm)的粉体产品, 这种细度的粉体产品既可直接用作粒度要求无需超细的塑料、橡胶、油漆涂料、造纸、陶瓷、耐火材料、胶粘剂、油墨、玻璃、机械等工业领域的填料或颜料, 也可作为下续超细粉碎作业的原料。
常用设备是各类干法磨粉机, 如雷蒙磨、立式磨、机械冲击磨、旋磨机、振动磨、干式球磨机、涡流磨、锤磨机、辊压磨等。从是否使用研磨介质来说,这些设备又可分为两类:一是无研磨介质磨机,包括雷蒙磨、立式磨及旋磨机,涡流磨、锤磨机、辊磨机、机械冲击式磨机等; 二是介质研磨机, 包括干式球磨机、振动磨、行星磨、干式搅拌磨等(详见表2 )。图1 所示为常用的球磨机、棒磨机、雷蒙磨(悬辊式盘磨机)、辊磨机、涡流磨、广义磨、振动磨等磨粉设备的示意图。配套的分级设备大多是空气离心式分级机。
1.3 超细粉碎
目前非金属矿物粉体加工业中所用的超细粉碎设备主要有气流磨、高速机械冲击磨、搅拌球磨机、研磨剥片机、砂磨机、振动球磨机、旋转筒式球磨机、塔式磨、旋风磨、辊(滚) 磨机、胶体磨等。其中气流磨、高速机械冲击磨、旋风磨、辊(滚)磨机等为干式超细粉碎设备;研磨剥片机、砂磨机、胶体磨等为湿式粉碎机; 搅拌球磨机、振动球磨机、旋转筒式球磨机、塔式磨等既可以用于干式也可以用于湿式超细粉碎。表3 所示为上述各类超细粉碎设备的粉碎原理、给料粒度、产品细度及应用范围。
(a)球磨机;(b )棒磨机;(c )悬辊式磨粉机(雷蒙磨)系统;(d )辊磨机外形;(e )辊磨机内部结构;(f )拉杆式磨粉机;(g )H W V旋风磨;(h )Q W J 涡旋磨;(i )销钉磨;(j )C W M 涡流磨;(k )C W J 粉碎机;(l )广义磨;(m )柱磨机;(n )单筒振动磨:(o)双筒振动磨
依靠内分级功能和借助外置分级装置,气流磨机可加工d97= 2~5μ m 的粉体产品产量从每小时几十公斤到几吨。目前气流磨机主要有扁平(圆盘) 式、循环管式、对喷式、流化床逆向喷射式、旋转冲击式和靶式等几种机型和数十余种规格(图2)。在国内超细粉碎设备制造厂商中, 流化床气流磨机的生产厂家最多。这些气流磨主要用于滑石、石墨、硅灰石、锆英石、重晶石等非金属矿物的超细粉碎加工。
机械冲击式超细磨机是国内非金属矿行业选用较多的超细粉碎设备, 广泛应用于煤系高岭土、重晶石、方解石、大理石、滑石、叶腊石等中等硬度以下非金属矿物的超细粉碎加工, 产品细度一般可达到d97= 1 0~3 0μm ,配以高性能的精细分级机后可以生产d97= 5~1 0μm 的超细粉体产品,产量从每小时几百公斤到几吨。
近两年, 国内自主研发的L H J 型机械粉碎机以其较大的单机生产能力和较低的单位产品能耗及操作方便等性能在重晶石、滑石、煤系硬质高岭土的干法超细粉碎加工中得到了广泛应用。图3 所示为用于非金属矿物填料和颜料超细粉碎的机械冲击式磨机。
介质超细研磨机包括搅拌球磨机、振动球磨机、旋转筒式球磨机、研磨剥片机、塔式磨、砂磨机等几种类型。依搅拌机构的不同, 搅拌球磨机有轴棒式、圆盘式、螺旋式及棒盘复合式等几种机型,图4 所示为目前工业上应用的几种大型搅拌磨机; 这种搅拌球磨机已广泛用于高岭土、重质碳酸钙、云母、滑石、各种等的生产; 其中湿式搅拌磨的产品细度可达d 9 7= 2μm 左右,配置分级机后干式搅拌磨的产品细度可达d 97= 3μm 左右;立式螺旋搅拌球磨机和塔式磨既可湿式粉碎也可干式粉碎, 湿式粉碎产品细度可达d90= 2μm 左右,干式粉碎产品细度可达d97:5 ~10μm 。
超细振动球磨机有单筒、双筒式等机型(图5 ),已应用于石墨、石英、方解石等非金属矿的细磨和超细磨;湿式振动球磨机的产品细度可达d97=3μm 左右,干式振动磨可达d97=10~20μm左右。用于超细粉碎的旋转筒式球磨机(图6 ),使用球或钢段作研磨介质, 在生产中常与分级机构成闭路粉碎作业, 这种球磨机—分级机干式闭路作业应用于超细重质碳酸钙的生产, 给料粒度≤5m m ,产品细度可在d97= 5~45μm 之间进行调控。
研磨剥片机主要有20、80、300 和500(升)等几种机型(图7 ),采用多级串联配置、连续湿法研磨方式, 产品细度可达d97= 2μm 左右。
砂磨机主要有卧式和立式两种机型(图8),产品细度可达d97= 1~2μm 左右,砂磨机主要用于重质碳酸钙、高岭土、云母等的超细粉碎。
辊磨机和滚轮磨是利用碾( 挤) 压作用和摩擦作用使物料粉碎, 再配置精细分级设备生产超细粉体的设备, 目前在工业上应用的机型主要有VRM 型滚轮磨和环辊磨(图9)。这类磨机特别用于方解石、石灰石的细磨和超细磨, 生产400~1250目的产品。其中,VRM型滚轮磨的单机超细粉体(800~1250 目)生产能力可达5t/h;HLM内分级离心环辊磨的单机超细粉体生产能力可达1 . 5 t / h 。
►欢迎进入【粉体论坛】
|