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矿物精细加工 | 超细粉碎工艺设计与设备选型的原则及一般程序
来源:中国粉体技术网    更新时间:2017-11-22 14:15:15    浏览次数:
 
  1工艺设计与设备选型的原则
  
  l满足涉及产品纲领产品质量和数量
  这是工艺设计与设备选型首先要遵循的一条原则。产品纲领包括数量(年产量)和规格(质量),产品的质量要求包括产品细度(粒度大小和粒度分布)、颗粒形状、表面性质和纯度等。
  
  2节省投资
  投资额直接影响工厂将来的经济效益。因此,在满足前述设计产品纲领的前提下,应尽可能地节省投资。对于工艺设计来说,设备投资是投资额的主耍构成部分。因此,要在满足产品纲领及综合性能指标比较的基础上选择投资较省的工艺没备。
  
  3降低能耗
  能耗是超细粉体加工厂最主要的生产成本构成之一,直接影响未来产品的市场竞争力和企业的经济效益。因此,在确保产品纲领和投资、效益综合分析及比较的基础上要选择高效低能耗的设备并尽可能地简化工艺流程,以减少整条生产线的总装机容量(总装机功率),降低单位产品能耗。
  
  4减少磨耗
  超细粉体加上中,粉碎、分级设备的磨耗和研磨介质消耗是不可避免的。这些磨耗不仅要增加生产成本,而且污染物料,导致被粉碎物料的纯度下降,影响最终粉体产品的质量。因此,在超细粉碎工艺设计和设备选型中一定要注意尽量减少磨耗和研磨介质消耗。
  
  5满足环保法规
  环境保护法规和标准是强制性的,如大气污染防治法、水污染防治法、噪声污染防治法等。因此、在超细粉碎工艺设计和设备选型中一定要有环境保护措施,否则唯一的下场就是关停。
  
  6满足劳动安全和卫生法规要求
  劳动安全和卫生法规,如建筑设计防火规范和防雷规范、工业企业设计卫生标准和采光设计标准、采暖通风和空气调节设计规范等也是强制性的,因此,在超细粉碎工艺设计和设备选型中一定要同时考虑。
  
  2工艺设计与设备选型的程序
  
  1)工艺设计的一般程序

  确定产品纲领
  产品纲领一般由项目建设或投资方制定或提出,并以合同的方式作为设计单位或工程承包商进行工艺设计和设备选型的依据。确定产品纲领的依据是国内外生产现状、市场需求和发展趋势(预测)。
  产品纲领要详细列出设计产品的品种、规格和质量要求、产量等、作为超细粉体的规格和质量指标必须包括粒度大小和粒度分布,部分对粒形有特殊要求的超细粉体还包括颗粒形状(如针状、片状、球状等),对铁质污染要求较严的粉体物料,如精细陶瓷原料、优质高岭土、超细重质碳酸钙等还要包括超细加工中氧化铁的混入量(越少越好)。
  对于已有相关国家标准的粉体产品,在设计产品纲领时一定要符合或满足国家标准。
  
  制订工艺方案
  根据原料性质(结构、硬度、脆性或韧性、粒度大小和粒度分布、溶解性、氧化性、燃点、化学吸附和反应活性等)、产品纲领和产品质量要求制订工艺类型或路线和主要设备选型方案。
  该方案主要包括工艺类型-纯干法、纯湿法或干湿结合以及主要工艺设备类型的确定。
  
  确定工艺流程
  在工艺方案的基础上,根据原料性质数据、产品规格和产量、车间工作制度及设备的主要技术性能参数进行数质量流程和用水、用电、用气量等的计算,确定工艺流程结构-粉碎段数及粉碎和分级作业的组合、主要设备的型号规格、配套的辅助设备和设施及水、气管路和生产线装机容量等。
  
  ④绘制上艺流程、设备连接和车间设备配置图
  
  ⑤绘制生产线设备、电器、管路(水、气)等安装和施工图
  
  2)超细粉碎和精细分级设备选型程序
  在工艺方案确定之后,主要工艺设备选型的内容主要包括两个方面:一是设备的类型,即在不同种类的各类超细粉碎和精细分级设备中选择合适的设备类型;二是设备的型号规格,即在同种类型设备的各种不同型号规格中选择适当的设备型号或规格。面对众多的设备制造厂商,超细粉碎和精细分级设备类型及型号规格的选择和比较可按以下程序进行:
  
  ①能否满足设计产品纲领中要求达到的产品细度。如果被考察的设备满足不了这一要求,就无需再进行下一步的比较。
  ②能否满足设计产品纲领中要求达到的产量或规模。在满足第①条的基础上,要考察设备能否满足产量或规模设计要求。当然,产量与设备台数有关,但是,在一定的产量下,设备的台数应越少越好,也即设备的单台生产能力越大越好。
  ③比能耗或单位产品能耗(kW·h/t产品)是否最少。在上述①②条均满足的前提下,比能耗是设备选型的一个非常重要的关键因素。由于能耗或耗电是超细粉体产品生产成本的主要构成部分,比能耗越低,产品生产成本越低,产品的市场竞争力就越强,企业的经济效益也就越好。因此,应选择比能耗最低的设备。
  ④设备的磨耗是否最小。设备磨耗一是影响主要零部件的使用寿命或更换周期;二是影响产品的纯度或质量;三是增加产品成本。设备的磨耗是不可避免的,但应越小越好。在未经长期运转或测定磨耗数据的前提下,设备选型时可对设备易磨损部件的工作强度、材质等进行比较分析或对材质和使用寿命提出具体要求。
  ⑤质量监控手段是否完善。主要工艺设备配有较好的质量监控手段可以更好地稳定产品质量和提高粉碎和分级作业的效率。
  ⑥设备配套性能如何,工艺是否简单。在其他性能均好的前提下应选用综合配套性能好、工艺较简单的设备。
  ⑦能否满足国家环保和劳动、安全和卫生标准或要求。对于精细分级设备,还要比较和考察其分级效率,实际选型比较中,可用小于某一粒度细粉的提取率来衡量其分级效率的高低。
  细粉的提取率越高,分级效率就越高。一般以所要求的分级细度或产品细度d97所对应的粒度作为指定粒度。

  还须指出,对主要上艺设备进行科学和实事求是的选型比较的前提是至少对超细粉碎和分级设备的类型、性能特点、应用以及设备生产厂商有一定的了解。一般情况下应选择成熟的性能较好的工业设备,但对于新开发的新型设备在条件具备的情况下也应进行性能考察和试验比较,以免错过性能更好的设备。

  对于现阶段我国的超细粉碎和精细分级设备,选型之前的带料试验常常是十分必要的,但是面对众多的超细粉碎和精细分级设备生产厂家,一般情况下难以一一亲临进行试验,因此必须预先选择进行试验比较的设备的制造厂商,一般同一类型的设备可选择2-3家进行试验和选型比较,不同类型的设备原则上都应进行选型比较和试验,尤其是新型设备。但是,如果拟作选型比较的设备已有成功的生产实践,而原料性质及产品质量和数量要求又与之相同或相近,也可以不做试验。
  
  来源:非金属矿加工技术与应用手册,作者:郑水林、袁继祖
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