（中国粉体技术网/班建伟）经过近年来的努力，我国已能生产各种类型的超细粉碎设备，基本上能满足我国非金属矿实际生产中的需要。随着富矿、易选矿石资源的不断消耗，难选矿石的比重越来越大，国内现有大量金矿、弱磁性铁矿、锰矿、磷矿、铝土矿等因为目的矿物及伴生矿物嵌布粒度太细而无法有效分选，矿产资源的矿物之间微细嵌布特性决定了必须对矿石进行超细磨，使其单体解离，方能实现矿物的有效分选。
在矿石细磨或超细磨作业中，当采用常规磨矿技术( 如球磨机) 单体解离矿石中的矿物时，磨矿能耗及生产成本是相当高的。即使磨矿细度能够使矿物得到单体解离，但产品过磨现象严重，使得许多有用矿物损失到矿泥中。超细磨技术已在化妆品和工业矿物等领域中应用了几十年，立式搅拌磨因适应大处理量的金属矿石超细磨矿作业要求而得到了广泛应用，立式搅拌磨矿技术的研究与应用为企业和国家带来了显著的经济效益和社会效益，其市场前景广阔。
1 立式螺旋搅拌磨机
1. 1 Vertimill 磨机
1. 1. 1 结构和工作原理
1928 年Klein 和Szegvari 最先提出了搅拌磨机概念，1952 年河端重胜博士发明塔磨机( TowerMill 即立式螺旋磨矿机)。第一台在矿物加工应用的立式螺旋磨矿机是由日本Kubota 公司制造的，Metso 矿物公司于1979 年取得该项技术，生产的磨机叫作Vertimill 磨机。磨机由垂直筒体、螺旋搅拌叶片、分级设备和驱动装置等部分组成。
湿式Vertimill 磨机及闭路生产系统图见图1。磨机垂直筒体内的主( 竖) 轴上装有螺旋搅拌叶片( 或搅拌器) ，由电动机的驱动装置带动它作旋转运动，以此强迫搅拌筒体内的研磨介质和被磨物料旋转，使物料受到研磨作用而粉碎。经过研磨的细粒产品上升至磨机筒体上部自流溢出，粉碎产品由磨机流入分级机，再经水力旋流器进行分级，溢流即为磨矿产品，粗粒通过管道返回磨机再磨。
 1. 1. 2 技术性能与应用
Vertimill 磨机的基本磨碎作用是由磨剥而不是冲击过程实现的，因此其给料粒度不能太大，一般为小于3 mm。磨矿筒体垂直安装主要基于下述考虑: ( 1) 介质在搅拌器作用下作多维连续循环旋转，而不是象卧式磨矿机内那种在垂直方向作用及抛物线运动，这样研磨介质不克服重力作功，从而节省能量; ( 2) Vertimill 磨机筒体直径小、高度大，从而增加了研磨介质间的压力，当磨矿介质转动时就增加了对物料的研磨力。
因此，这种设备适合于物料的细磨及超细磨。研磨介质的压力有一适宜范围，在此范围内磨矿效率高而功耗低; 当超出此范围时，磨矿效率就不再提高; 因此，这种磨机的高径比( H/D) 有一适宜值; ( 3) 磨机主要通过磨剥作用来实现细磨工作，该磨机螺旋外缘圆周速度为3 m/s左右，介质为12～30 mm 的钢球，作为超细磨时，研磨介质尺寸还应小些。允许的给料粒度较粗，产品粒度常在10～20 μm，多用于选矿再磨回路中。
实践证明，Vertimill 磨机是一种用途广泛的磨矿设备，可处理粒度小于6 mm 的矿石，主要用于粗磨、二段磨、再磨和细磨作业中，处理硬度较低的物料时，可研磨至小于20 μm 的产品。Vertimill磨机规格从11 kW 到2 240 kW，新近开发最大功率2 240 kW 的磨机其最大处理量可达2 000 t /h。磨机优点是能效高，一般提高30% ～ 35%，有报告称节能超过50%。同时介质消耗低，维护保养要求低，使用寿命长，作业率高达98%; 设备基础简单、安装期短和安装成本低，占地面积小; 噪音通常低于85 db。
1. 2 JM 螺旋搅拌磨机
1. 2. 1 结构和工作原理
JM 立式螺旋搅拌磨机是上世纪八十年末长沙矿冶研究院研发的一种最具代表性的立式搅拌超细磨机。磨机结构如图2 所示。由传动装置、筒体、螺旋搅拌器和机架等组成，磨机筒体径高比为1∶5 ～1∶6。传动装置采用三角皮带和减速机减速; 筒体内衬材质有合金耐磨钢、不锈钢、聚氨酯或工程陶瓷;螺旋搅拌器采用合金耐磨钢、不锈钢、聚氨酯制作。
工作时，物料调浆后从筒体下部用泵打入，对较粗的物料或干磨物料从筒体上部给入。电机经减速机驱动螺旋搅拌器旋转，磨矿介质和物料在筒体内作多维循环运动和自转运动，介质和物料在筒体内上下、里外相互交换，在磨矿介质压力和螺旋回转产生的挤压力下利用摩擦、少量的冲击和剪切粉磨物料。磨机常与水力旋流器构成闭路磨矿分级作业。
 1. 2. 2 技术性能与应用
由于JM 立式螺旋搅拌磨机具有独特的结构和工作参数，具有如下显著特点:
(1) 磨剥离特性。粉磨作用以磨剥离为主。少量的冲击和剪切作用。摩擦研磨磨矿是细磨和超细磨矿作业中最有效的粉磨方式。充分利用能量有效研磨物料。
(2) 分层研磨特性。在磨矿区域内介质表面压力是由介质重量压力和离心运动产生的挤压力组成。介质表面压力从磨机筒体上部到下部逐渐增大，在介质充填的最底层磨矿作用最强烈。粗颗粒由于沉降在磨机筒体下部而得到有效磨矿。
(3) 内部分级磨矿特性。湿法磨矿时，在介质充填的筒体上部是搅拌分级区域，物料按自然沉降和离心沉降分级，减少了过粉磨。
(4) 高能效特性。磨机内独特的介质运动规律，即介质的多维运动和自转运动能够均衡地将螺旋器的能量弥散到各个部位，实现能量高效利用。
JM 立式螺旋搅拌磨机自研制以来，已成功地在黄金、磁材、锰业、化工、稀土和无机非金属等行业和领域的细磨作业中得到了广泛应用，应用数量达260 多套台。
由于矿山行业的再磨作业用于金银矿、铜精矿、铅锌矿、钼矿、镍矿铁矿再磨作业或者洁净煤的水煤浆制备、烟气脱硫( FGD) 生产石灰石浆等细磨作业，产品细度－400 目大于95%或更细，设备生产具有节能、占地面积小及噪音低等优点;
用于电解锰的超细磨矿。湿磨电解锰片制造四氧化三锰，贵州松桃锰矿、湖南特种金属材料厂等单位氧化锰厂用JM 立式螺旋搅拌磨机细磨电解锰片，给料粒度3 mm，产品细度－ 500 目大于95%。
稀土矿的超细磨矿。益阳稀土总厂、乐山普而美、上海君太公司和株洲硬质合金厂钽铌分厂独居石和稀土矿的细磨生产，给料粒度为80 目，产品细度－ 400 目大于95%的要求。
经过十多年的改良工作，该院在综合吸收塔式磨( JM 立式螺旋搅拌磨) 、搅拌磨、砂磨机和环隙磨等设备结构特点，利用这些年来从事超细粉碎设备的研究成果、经验和工艺技术继而研制成功了新型高效LXM 大型棒式( 或盘式) 搅拌超细磨机。新设备已应用在重钙、高岭土、碳化硅、石榴子石等非金属矿行业领域超细粉碎作业。用于国内多家纸业企业的研磨重质碳酸钙生产线的磨矿生产，年产量2 万t 至10 万t，给料－325 目≥97%，产品－2 μm 含量≥90% ～ 95%。取得了重碳酸钙湿法研磨设备大型化生产的突破，促进湿法研磨重钙的品质提高和生产成本的降低。
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