1. 前言
当前全球对非金属矿粉体的需求日益旺盛，仅仅对重钙的消费在过去的10年内从3500万吨需求量增长到现在的接近9000万吨，年平均增长率近9.5%。据相关机构预测在未来的10年内，全球对非金属矿粉体的年需求量仍将保持高的增长率。目前，在追求产品质量稳定、粒径分布均匀的同时，市场对非金属矿粉体产品加工的节能降耗也要求迫切，这也就对生产设备提出更高的要求。按照现代大工业对产品品质的要求和国家节能减排的发展思路，非金属矿工业的生产装备，必须采用大型节能和精细化的设备，使超细产品生产节能规模化和产品质量精细化。
用于粉磨非金属矿的ATL新型超细立磨，应用料层高压超细研磨粉碎的超细立磨和涡流超细分级原理分级机相结合的创新工艺，在满足客户对超细微粉品质产量和对高可靠性粉磨设备的需求的同时，由于其显著的高效节能的特性，在非金属矿生产超细微粉行业正越来越受到客户的青睐。
本文以在广西贺州某粉体公司的ATL1100超细立磨生产运转为例，论述ATL新型超细立磨生产工艺的价值和性能，展望ATL超细立磨在非金属矿的应用前景。
2. 超细非金属矿生产设备的现状
中国规模化或工业化的超细粉体加工及超细粉碎与精细分级设备始于改革开放后，迄今为止，中国超细粉碎技术与装备经历了从引进国外技术、装备与国内仿制到具有知识产权或发明专利的演变。其设备的处理能力、单位产品能耗、耐磨性、工艺配套和自动控制等综合性能显著提高，与国外先进技术和设备综合性能的差距逐渐缩小。
目前，我国的非金属矿干法超细粉碎研磨工艺设备主要有雷蒙磨、搅拌磨、振动磨、环辊磨、球磨机和立式磨等，其中雷蒙磨是加工325目以下粉体产品的主流设备；振动磨和搅拌磨配分级机可以用于加工600-2500目产品，但是能力偏小，能耗较高。主要用于硬度比较特殊的物料加工；球磨机加超细分级机可以一次性加工600-2500目的超细粉体，单机的生产能力很大，性能稳定可靠，但能耗稍高，是目前加工非矿超细粉体的主流设备之一。
近年来，非矿粉体产品市场竞争日趋激烈，价格战打得如火如荼；另外，因国家也在大力推行节能减排政策，这使得粉体加工行业迫切需求节能降耗的设备。环辊磨脱颖而出，主要用于加工600-1500目产品，具有投资价格低、能耗低的优势，目前小微企业大多采用这种设备加工诸如重钙类的非矿超细产品。但是因为其单机生产能力不够大，且生产1250目以上粉体时有时会发生粉体质量波动的情况。
根据立式磨在水泥行业卓越的性能表现，立磨或许可以成为比较理想的非矿加工设备之一，因为它可以很好地满足产品加工所要求的运行可靠、产量大、产品质量稳定、节能显著等性能（较球磨节能30%-40%）。近年来，立磨在非矿行业也得到了一些应用，但是我国目前普通立磨生产的重钙产品都在600目（D97>23μm）以下，满足不了市场对1250目（D97=10μm）超细粉体的规模化生产需求。目前台湾省的小型立磨设备可以一次性生产1250目超细非矿产品。自2000年以来，在非矿领域，台湾超细立磨在大陆市场一直处于垄断地位。
合肥水泥研究设计院超细微粉技术部在传统的水泥立磨基础上，提出立磨超细加工系统新思路，利用本单位在领先的分级技术优势以及在非矿超细加工中积累的丰富经验，将超细分级系统技术推广到立磨行业，将其与立磨研磨系统技术有机结合，成功研发立磨生产超细重钙工艺系统。2013年8月，应用合肥院分级系统技术的第一台ATL1100型超细立磨生产系统成功在广西贺州市某粉体厂投入运行。经过近2年的生产运行，生产的超细粉体产品，得到了客户的广泛认可，各项性能指标均达到或超过台湾同类超细立磨水平。
该超细立式磨生产系统可加工200-1500目的超细粉体，800目产品可以达到7t/h，能耗较低（800目产品能耗约为90kWh/t，而球磨机工艺能耗达120kWh/t）。
下面列举部分常用干法工艺能耗及产能，如表1所示。
表1 常用重钙干法加工系统能耗分析（目数，以D97通过率计）
| 设备类型 |
产品细度 |
吨产品电耗，kWh/t |
| 325目 |
600目 |
800目 |
1000目 |
1250目 |
| 雷蒙磨（自带分析机） |
100-600 |
28-33 |
/ |
/ |
/ |
/ |
| 振动磨（配分级机） |
800-2500 |
/ |
/ |
130 |
160 |
200 |
| 干式砂磨机（配分级机） |
800-2500 |
/ |
/ |
130 |
160 |
200 |
| 环辊磨（自带分级机） |
325-1500 |
30 |
60 |
90 |
115 |
140 |
| 超细立式磨（自带分级机） |
200-1500 |
28 |
60 |
90 |
110 |
136 |
| 球磨机（配分级机） |
325-2500 |
40 |
90 |
120 |
135 |
175 |
为了进一步说明，以生产1250目重钙为例，我们分别从给料粒度、最佳生产细度范围、粉碎机理、1250目吨产品电耗、1250目吨产品单机生产规模等生产技术性指标的角度，对不同干法工艺的实际运行参数进行比较，比较结果如表2所示：
表2 常用重钙生产设备产能比较表
| 设备类型 |
给料粒度D90 |
最佳生产
细度范围 |
粉碎机理 |
1250目单机
生产规模t/h |
备注 |
| 振动磨（配分级机） |
≤ 100目 |
800－6000 |
冲击与研磨 |
1.5-2.0 |
可以直接改性 |
| 干式搅拌磨（配分级机） |
≤ 325目 |
800－6000 |
低速研磨 |
1.5-2.0 |
可以直接改性 |
| 环辊磨（自带分级机） |
≤ 30mm |
600－1250 |
碾压与冲击 |
1.5-1.6 |
|
| 立式磨（自带分级机） |
≤ 30mm |
200－1250 |
碾压 |
4.0-6.0 |
可以直接改性 |
| 球磨机（配分级机） |
≤ 6mm |
600－2500 |
冲击与研磨 |
10-15 |
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通过表1和表2中可以看出，对上述几种干法工艺的比较可见：
（1）从超细产品的单机生产规模看，冲击磨、干式砂磨机和环辊磨的单机生产能力都偏小，相比较而言，球磨机和立式磨在同等情况下可以获得更高的产量，易于实现重钙规模化加工；
（2）超细立式磨在重钙超细加工时，最大特点是可以以较低的电耗（生产1250目以下产品时）、较大的规模生产重钙产品；
（3）球磨的单机产能最大，在生产1250目以上的产品时，性能更突出，这是立磨等其他设备无法比拟的。因此，评价重钙生产的各种工艺，它们各有优缺点，都不能全盘否定，需要根据企业产品需要和投资规模，选择合适的重钙生产工艺。
综上所述，立磨利用碾压粉碎原理，可以即时将达到粉碎到粒度要求的颗粒随气流带走，从而避免了如球磨机过研磨情况，从而达到了节能的目的。新型超细立式磨可以一次性生产1500目以下的粉体，尤其是在生产400—1250目重钙产品时节能效果比较明显。
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