超细搅拌磨矿机的研究.doc

超细搅拌磨矿机的研究张国旺12黄圣生2李自强1赵湘1(1长沙矿冶研究院选矿所2中南大学资源加工与生物工程学院)发布时间：2003年12月31日13时44分摘要搅拌磨是一种高效率的超细粉磨设备。本文介绍了新型搅拌磨设备结构工艺及其在工业矿物中的应用情况1概述搅拌磨是一种高效率的超细粉磨设备已在油漆、油墨、颜料、造纸涂料、陶瓷釉料、磁性材料、塑料填料、功能材料和难处理金矿等行业中应用。随着新材料的迅速发展越来越需要超细非金属工业矿物粉体例如：造纸工业需要超细高岭土超细碳酸钙（-2μm≥70~90%）；塑料工业需要超细重质碳酸钙和滑石粉、硅灰石粉、云母粉（-10μm~20μm）；陶瓷行业需要超细硅酸锆釉料（-5μm）；精细陶瓷行业需要超细SIC超细Al2O3(-1μm)等等。这些极大地刺激了超细粉磨设备的发展特别是搅拌磨的发展。最近几年来一些科研工作者对搅拌磨是一种高效率超细粉磨设备作了充分肯定进行了一些基础研究工作[1][2][3]制造了一些工业化设备[4][5]。但是对如何提高搅拌磨设备本身的能量利用率和工业矿物不同具体用途的最佳细磨工艺研究较少。长沙矿冶研究院在80年代研制成功立式螺旋搅拌磨矿机以来经过10多年的改进和完善已应用在金矿再磨、氧化铁红细磨、石墨剥片提纯、电解锰湿磨和高岭土细磨等行业。然后经过几年的试验研究并综合吸收塔式磨（立式螺旋搅拌磨）、砂磨机、间歇式搅拌磨和环隙磨等设备优点又研制成功了一种新型超细搅拌磨机该设备已逐步应用在重钙、高岭土、碳化硅、石榴子石、电解二氧化锰、铁氧体和铝粉浆等行业。2搅拌磨矿机的发展现状2.1搅拌磨种类搅拌磨种类见表1。表1搅拌磨的分类名称典型机型粉碎机构及粉碎机理应用范围塔式磨矿机（立式螺旋搅拌磨矿机）KD干法KW湿法JM立磨机立式螺旋搅拌器立式筒体。以中低速度搅拌介质。摩擦、冲击粉磨物料。矿物加工（金、铅锌矿再磨）、非金属矿、化工原料搅拌槽型AttritorBJMZJMSBM圆盘或搅拌棒立式筒体。中速搅拌介质球。摩擦、冲击粉磨物料。铁氧体粉末冶金精细陶瓷材料电子材料流通管型SK砂磨机BP剥片机DyNo-millLME圆盘或搅拌棒立式或卧式搅拌筒体。高速强力搅拌介质球。冲击、摩擦、剪切、粉磨物料。造纸填料、涂料、油漆、染料、油墨、食品、药品、农药、生物细胞环隙型CoBallmillCer-mill二重圆筒或二重圆锥内筒的高速旋转。在环隙中搅拌介质球。冲击、剪切、摩擦粉磨物料。高技术陶瓷、新材料、磨料2.2现有搅拌磨的分析塔式磨如图1所示在1952年由日本河端重胜博士发明现已应用在金矿、铅锌矿再磨作业近年来也逐步应用在非金属矿物加工行业。长沙矿冶研究院进行了大量试验研究工作制造了立式螺旋搅拌磨矿机该机特点是：中低速较高的介质充填高度螺旋搅拌器在细磨或超细磨时能量利用率高。但是该机筒体太高维护和检修不太方便；另外要进行超细磨时由于采用螺旋搅拌器难以提高速度。图1塔式磨机原理图砂磨机（剥片机）如图2。又称为高速搅拌磨机该种设备在油漆行业得到了广泛应用。但是速度高在筒体内能量密度分布不均匀；由于采用盘式搅拌器玻璃珠或陶瓷珠在圆盘上受力是摩擦施力能量损失大比棒式搅拌器能量利用率低；高速旋转圆盘筒壁磨损严重发热大外壳须设冷却夹套。优点就是筒体高度适宜总机重量轻维护和检修方便。图2砂磨机原理图棒式搅拌磨或称周期式搅拌磨例如美国UP公司Attritor搅拌磨如图3在精细陶瓷、电子材料、粉末冶金等行业应用。由于采用棒式搅拌结构磨矿效率较高；随着筒体直径增大磨矿中心和搅拌棒顶端处的速度相差太大因而传输给介质的能量是不相等的在筒体内能量分布不均匀；另外搅拌棒的数量太少这样传递给介质的能量频率低。该机优点是结构简单维护方便。配合外部循环泵的使用能将物料磨至几微米。图3棒式搅拌磨机原理图环隙式搅拌磨解决了能量密度不均匀问题能量利用率高其产品粒度均匀。但是有效容积变小设备大型化困难。仅限于一些精细陶瓷、磨料和特种油墨和涂料等精加工行业中应用。而工业矿物粉体制备需要处理量大的加工设备。因此研制产品粒度细、处理量大的大型超细搅拌磨机对于工业矿物粉体的深加工是当务之急。3新型高效超细搅拌磨机的研究开发综合以上分析和根据我们长期的试验研究和工业应用实践设计了一种能量利用率高操作维护方便能够大处理量粉磨工业矿物的新型超细搅拌磨─立式棒式搅拌磨机。如图4。该设备主要由螺旋棒式搅拌器、筒体、驱动装置和机架组成。搅拌器采用螺旋棒式结构主轴直径较大搅拌器上棒分布数量较多这样增加了搅拌小介质球的机会。搅拌器可以采用合金钢、聚氨酯、陶瓷或硬质合金制作筒体采用异形结构可采用合金钢、聚氨酯、不锈钢制作筒体外壳设置