1 Detritor 立式搅拌磨机
1. 1 结构和工作原理
由Metso 矿物公司制造的Detritor 立式搅拌磨机，是英国陶瓷黏土公司为高岭土磨矿而研制的一种立式棒式搅拌磨机( 见图3) 。该机由筒体、棒式搅拌器、传动装置和机架等组成。磨机有一个八边体外壳，用来支撑安装在磨机中心轴上的多层长棒搅拌器，磨矿筒体的高度与直径比大致为1∶1。工作时，Detritor 磨机筒体固定不动，筒内充满一定介质球( 钢球，锆球，刚玉球等) ，棒式搅拌器在电机驱动下以中高速度旋转，转速达550 r /min，其棒梢速度可达11 m/s。
磨机搅拌器采用旋转运动方式，利用棒式搅拌器旋转动能，带动筒体内介质球与料浆作多维循环转运动，使介质与料浆混合物近似流态化，物料在介质球间受到强大的冲击力和剪切力的作用下而被有效地粉磨。在精确控制给矿矿浆流量作业参数下，物料经过充分磨碎、自然沉降分级和离心力分级过程后，上升到磨机上端的细粒料浆，通过磨机上部备有的一套筛孔尺寸为300 μm 的筛网后，溢流出成为合格产品，球介质不能通过筛网而留在磨机中。
图1 Detritor 立式搅拌磨机示意图
Detritor 立式搅拌磨机在实际运行中，搅拌磨工作的过程参数控制非常重要。在磨机高功率强度输出条件下，为使磨机内的介质与高浓度矿浆完全混合，实现高效磨矿、有限磨损以及磨矿时所产生的热量迅速消散，得到所要求粒度的磨矿产品，磨机的处理量最大，及其能耗最小，磨矿过程参数需要优化。磨矿产品粒度与效果取决于介质粒度、磨机的转速、介质的装载体积、制造介质的材质和矿浆浓度等主要参数的优化与操控。工作时主要通过补充介质方式，以保持磨机所要求的功耗，从而达到所要求的处理量和产品粒度。依据工艺要求，可以串联布置多级磨机生产流程，以保证最终产品的粒度及粒度分布。
Detritor 立式搅拌磨机采用立式布置的优点在于，完全利用磨机本体来支撑动力和传动系统，使设备占地面积小、基础更加简单。此外，采用立式布置，还可节省料浆密封装置或降低给料口压力。Detritor 磨机规格从7. 5 kW 到1 100 kW 不等，据统计全球现有149 台在运行，总安装功率4. 5 万kW。其中355 kW 的Detritor 磨机是目前最成熟、市场应用最广泛的，其处理量约20 t /h。Detritor磨机在澳大利亚的应用情况如表1 所示。
2 立式盘式砂磨机
2. 1 结构与工作原理
砂磨机是一种高速搅拌磨机，根据使用性能大体可分为立式砂磨机、卧式砂磨机、篮式砂磨机。根据搅拌器结构形式可分为盘式和棒式砂磨机等。其中立式砂磨机主要用于矿石和陶瓷的研磨与加工。立式砂磨机装置见图4，主要由机体、磨筒、盘式搅拌器、底阀、电机、送料泵和冷却系统组成。
工作时，筒内装有一定数量的研磨介质—玻璃球或陶瓷珠，物料由送料泵吸料，经研磨筒底部送入研磨筒内，主电机通过主轴带动盘式搅拌器高速旋转，其转速可达1600～2200 r /min。研磨介质、物料经由盘式搅拌器的高速转动，赋予研磨媒体以足够的动能，与被研磨的颗粒发生强烈的冲击、剪切、挤压和摩擦作用，对物料进行粉碎和研磨。经磨碎产生合格粒度的物料，通过筒体上部的介质分离装置与研磨介质分离，从出料口排出。由于采用连续进料—研磨一出料，整个生产过程都是连续进行的。
图2 砂磨机原理图2. 2 技术性能与应用
立式砂磨机采用搅拌器的高速回转使研磨介质和物料在整个筒体内不规则地翻滚运动，使研磨介质之间产生强烈的剪切、冲击和研磨作用，使物料得到很好的磨细效果。通过合理选择研磨片的转速，提高设备的研磨和分散效率以及防止选择过高的转速使能耗增加，造成浪费; 设计新颖的盘式搅拌器结构，在靠近轴心部位开设通流面积较大的通槽，使磨矿介质和物料能够较为顺畅地作轴向流动以补充轴心部位的真空，使物料在磨腔中央区域能得以磨细，提高磨机容积与能量利用率; 合理确定研磨筒的长径比为3. 5～4，提高磨矿介质的压强，实现高的磨细效率; 加强对磨矿介质系统的研究以适应产品细度不断提高的要求。因此立式砂磨机具有生产效率高，砂磨产品细度高，连续性强、成本低等优点; 磨机操作简单，运行平稳，结构合理，易于维护保养，适应连续生产。由于圆盘搅拌器高速旋转，筒壁磨损严重，发热大，外壳须设冷却夹套。
立式砂磨机已广泛应用于油漆、化妆品、食品、油墨、药品、磁铁氧体等工业领域的高效研磨工作中。工作时，根据物料产品细度要求选取0.2～3mm 磨矿介质，研磨介质与物料相互以10～16 m/s 的剪切速度运动，可将200μm 的物料研磨至1～2μm。随着科研工作者对砂磨机的基础理论、设备结构的系统优化研究，使腔体内的研磨能量密度更加均匀，可以获得产品粒度更细、粒度分布更窄和单位产品能耗更低的研磨效果。
3 结语
1) 立式搅拌超细磨机在微细矿物解离方面，不仅具有能效优势，而且能够提高目的矿物的单体解离度，将成为微细矿物再磨关键设备。与普通球磨机相比，它能够通过搅拌器及提升器输能，使磨机内有极高的功率密度，从而保证供给小球以足够的能量，研磨时间大大缩短。产品粒度细且粒度分布较窄，磨矿效率高，其能耗比普通磨矿机降低40% ～ 60%以上。
2) 各类超细磨机技术性能表明，不同的磨机具有不同的适用场合和应用范围。立式螺旋磨矿机属中低速运转，具有较高的介质充填率，螺旋搅拌器在细磨时能量利用率高。立式螺旋磨矿机可将给料磨至P80 = 20～40μm 左右。但要进行超细磨时，应选用如Detritor 磨机和Isa 等砂磨机，磨机采用较小的磨矿介质可以将物料磨得更细，高速搅拌磨比立式螺旋磨能耗更低，更具有优势。细分磨机适用领域，不断强化其功能特性，将更有利于实现矿石粉磨过程的高效与节能。
3) 加强搅拌磨粉碎过程的基础理论研究，开展以适用不同矿物集合体细粒物料的力学性能与磨碎机械结构、作用力方式研究; 筒体内腔、搅拌装置以及磨矿介质等易损件的新材料研究; 开展以降低矿石粒子内部( 表面) 结合能和消除细粒间团聚影响研究; 改进设备结构、完善设备生产工艺，提高单机处理能力，细磨产品粒度更细，粒度分布特性更窄、更合理。
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