超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣干法加工工藝與設(shè)備比較
我國的重鈣研磨加工設(shè)備種類繁多，它們與超細(xì)分級(jí)機(jī)配合組成超細(xì)加工系統(tǒng)，一般都可以達(dá)到超細(xì)生產(chǎn)的效果。但是采用哪種生產(chǎn)工藝和設(shè)備更加合理則需要依據(jù)市場(chǎng)對(duì)重鈣的細(xì)度要求和企業(yè)的利潤*大化，客觀地評(píng)價(jià)各種工藝和設(shè)備。
目前我國重鈣市場(chǎng)上主流需求的是600～1500目的重鈣產(chǎn)品；重鈣產(chǎn)品的附加值增值率偏低(與滑石、重晶石、高嶺土等相比)，規(guī)模是影響效益的主要因素之一。要滿足市場(chǎng)要求及企業(yè)利潤這二個(gè)條件，在選擇重鈣加工工藝和設(shè)備時(shí)原則上要達(dá)到：技術(shù)成熟、設(shè)備運(yùn)行可靠、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、噸產(chǎn)品投資少、產(chǎn)品能耗低。
1、重鈣干法工藝與設(shè)備簡(jiǎn)述
重鈣干法超細(xì)加工設(shè)備主要由研磨和分級(jí)設(shè)備組成。成熟的研磨設(shè)備主要有雷蒙磨、振動(dòng)磨、環(huán)輥磨、干式攪拌磨、立式輥輪磨和球磨機(jī)等。分級(jí)設(shè)備主要是采用強(qiáng)制渦流原理制造的葉輪式超細(xì)分級(jí)機(jī)。下面主要從研磨設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)，進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。
1.1、重鈣工藝及設(shè)備技術(shù)性能簡(jiǎn)介
(1) 雷蒙磨+分級(jí)機(jī)工藝。
雷蒙磨屬于碾壓粉碎，以電機(jī)帶動(dòng)磨輥，以離心力施壓物料在低速狀態(tài)下相互擠壓、摩擦和剪切粉碎，伴有間斷沖擊粉碎作用。生產(chǎn)400目以下的產(chǎn)品，無論在投資還是能耗方面，雷蒙磨都有很大優(yōu)勢(shì)。但是，碾壓粉碎原理決定了雷蒙磨產(chǎn)生的微粉量相對(duì)較少，例如，在400目的細(xì)粉中，＜10μm的微粉只占到36%左右。通常將雷蒙磨進(jìn)行改造，或外加超細(xì)分級(jí)系統(tǒng)，也可以生產(chǎn)800～1250目的超細(xì)產(chǎn)品。
但是，因?yàn)槲⒎酆康�，用雷蒙磨生產(chǎn)800目以上超細(xì)重鈣粉，其生產(chǎn)能力偏小。
(2) 干式攪拌磨+分級(jí)機(jī)工藝。
干式攪拌磨也稱為攪拌式球磨機(jī)，磨體為立式筒體，中間有攪拌軸，帶動(dòng)物料和介質(zhì)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生研磨。其研磨效率較高，與分級(jí)機(jī)配套使用，比較適合1250目以上超細(xì)重鈣的生產(chǎn)；特別是在單純生產(chǎn)2500目以上重鈣產(chǎn)品時(shí)，這是一個(gè)非常值得推薦的工藝。
(3) 振動(dòng)磨+分級(jí)機(jī)工藝。
振動(dòng)磨是利用高頻振動(dòng)使研磨介質(zhì)與物料之間產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊與研磨，從而粉碎物料。振動(dòng)磨的研磨效率高，出磨粉體中細(xì)粉含量較高，更適合研磨生產(chǎn)1250目以上的產(chǎn)品；振動(dòng)磨的長(zhǎng)徑比較大，過研磨現(xiàn)象嚴(yán)重，用于重鈣生產(chǎn)并不是很好的選擇。
(4) 環(huán)輥磨+分級(jí)機(jī)工藝。
環(huán)輥磨的機(jī)械構(gòu)造及粉磨機(jī)理與雷蒙磨類似，均屬于磨輥離心施壓給物料，碾壓粉碎，但在磨輥結(jié)構(gòu)上有重大改進(jìn)，其粉碎效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于雷蒙磨，主要用于生產(chǎn)1500目以下的超細(xì)重鈣。目前該類研磨設(shè)備因其節(jié)電和投資低廉，在重鈣行業(yè)得到迅速推廣使用。但需更進(jìn)一步研究其單機(jī)產(chǎn)量的擴(kuò)大，與球磨機(jī)及立式磨比較，其產(chǎn)品的穩(wěn)定性也值得研究。
(5) 立式磨+分級(jí)機(jī)工藝。
立式輥輪磨機(jī)(簡(jiǎn)稱立式磨)的粉磨機(jī)理與雷蒙磨類似，均屬于碾壓粉碎，由于磨輥的施壓是采用高壓液壓方式，磨輥對(duì)物料的碾壓壓力增大數(shù)十倍甚至更大，所以其粉碎效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于雷蒙磨。目前是大規(guī)模生產(chǎn)重鈣的主流設(shè)備之一。
立式磨常見為二輥結(jié)構(gòu)，主要用于生產(chǎn)400目以下的粉體。后來又開發(fā)了三輥立式磨，細(xì)粉含量得到了較大改善，但一般仍以一次性生產(chǎn)600目以下的產(chǎn)品為佳。對(duì)上部的分級(jí)機(jī)改造后，可直接生產(chǎn)1250目以下的超細(xì)微粉。為了得到更細(xì)的產(chǎn)品，可以利用立式磨生產(chǎn)的600～1000目產(chǎn)品，另配超細(xì)分級(jí)機(jī)進(jìn)行二次分級(jí)，生產(chǎn)1250目以上的產(chǎn)品。
(6) 球磨機(jī)+分級(jí)機(jī)工藝。
球磨機(jī)的粉碎原理是，物料與研磨介質(zhì)一起，在球磨機(jī)的回轉(zhuǎn)過程中相互沖擊和研磨，其細(xì)粉產(chǎn)量低于干式攪拌磨和振動(dòng)磨研磨的產(chǎn)品，但高于其他的粉碎設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品。在經(jīng)過磨內(nèi)改造后，因其研磨能力得到大大改善，細(xì)粉含量接近振動(dòng)磨，而過研磨現(xiàn)象又大大低于振動(dòng)磨。是目前大規(guī)模生產(chǎn)重鈣的主流設(shè)備之一。
高細(xì)球磨機(jī)配分級(jí)機(jī)工藝是當(dāng)今世界先進(jìn)粉體技術(shù)公司強(qiáng)力推薦、歐美*粉體公司普遍采納的工藝方案。廣泛應(yīng)用于方解石、重晶石、滑石及高嶺土等非金屬礦的加工。以生產(chǎn)重鈣微粉為例，可以生產(chǎn)600～6500目的產(chǎn)品，特別適宜于800～2500目的產(chǎn)品，單機(jī)生產(chǎn)規(guī)模1～10萬t/a。
1.2、重鈣主流加工工藝及設(shè)備的比較
上述可見，雖然雷蒙磨等都是目前重鈣企業(yè)常用的設(shè)備，但是大多數(shù)設(shè)備都難以實(shí)現(xiàn)超細(xì)重鈣的大規(guī)模生產(chǎn)。
目前歐洲、美國及由他們提供技術(shù)和設(shè)備的其他國家和地區(qū)，基本上都是球磨機(jī)配大型分級(jí)機(jī)的加工工藝及設(shè)備。而由日本和我國臺(tái)灣省提供技術(shù)及設(shè)備的地區(qū)，主要是三輥立式磨配分級(jí)機(jī)的工藝，但也有球磨配分級(jí)機(jī)的工藝。重鈣干法工藝及設(shè)備應(yīng)用情況如表1所示。
實(shí)踐證明，在600目以上的超細(xì)重鈣產(chǎn)品干法大規(guī)模生產(chǎn)方面，適合本行業(yè)發(fā)展的技術(shù)與設(shè)備主要有二類，即高細(xì)球磨機(jī)配超細(xì)分級(jí)機(jī)和立式磨配超細(xì)分級(jí)機(jī)。立式磨與球磨機(jī)的加工系統(tǒng)比較見表2
關(guān)于立式磨二次分級(jí)下的粉體(下品)質(zhì)量(細(xì)度)存在的波動(dòng)問題，說明如下：立式磨生產(chǎn)重鈣，出磨的產(chǎn)品細(xì)度一般在1000目以下，如果生產(chǎn)1250目以上的產(chǎn)品，就必須進(jìn)行二次分級(jí)。如圖1、圖2所示，同樣用立式磨出品的800目粉進(jìn)行二次分級(jí)，導(dǎo)致下品1和下品2的粒度分布不同，這樣下品的質(zhì)量就很難界定。（莫壽雄）
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文章整理編輯：唐山金泉冶金能源新技術(shù)開發(fā)有限公司 總工室
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