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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Attritor
BJM
ZJM
SBM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-mill
LME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CoBallmill
Cer-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