近年來(lái),國(guó)內(nèi)粉體加工設(shè)備技術(shù)突飛猛進(jìn),不僅帶來(lái)了粉體工業(yè)的發(fā)展,也給礦資源的合理利用提供了有效途徑。目前市場(chǎng)上石灰石粉,石膏粉,滑石粉,碳酸鈣粉,重鈣粉等使用較為廣泛。隨著先進(jìn)的粉體加工設(shè)備與技術(shù)發(fā)展,使得碳酸鈣粉產(chǎn)品的質(zhì)量大大提高,產(chǎn)品品種也由原來(lái)的“雙飛粉”(200目)、“三飛粉”(325目)發(fā)展到600~2500目等不同規(guī)格超細(xì)重鈣粉,使用范圍更加廣泛。
目前,隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,國(guó)內(nèi)重質(zhì)碳酸鈣粉的用量大幅增加,已經(jīng)超過(guò)了高嶺土和輕鈣的用量。因此,生產(chǎn)超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣有著良好的發(fā)展前景。而好的磨粉設(shè)備超細(xì)磨粉機(jī)的誕生,必將給行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)新的機(jī)遇,使碳酸鈣的價(jià)值無(wú)限放大。
超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣粉主要是方解石、石灰石、貝殼、白堊等經(jīng)過(guò)超細(xì)粉磨設(shè)備破碎、粉磨加工生產(chǎn)而成的。目前對(duì)超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣粉的加工工藝流程主要有兩種:干法生產(chǎn)超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣粉和濕法生產(chǎn)超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣粉。目前這兩種生產(chǎn)工藝在國(guó)內(nèi)已經(jīng)基本得到廣泛的使用。那么,在這兩種生產(chǎn)工藝中主要要用到的粉磨設(shè)備有哪些?超細(xì)重碳酸鈣粉用什么設(shè)備加工好?也便成為了很多超細(xì)碳酸鈣粉生產(chǎn)廠家關(guān)心的焦點(diǎn)。
目前,市場(chǎng)上應(yīng)用較多的超細(xì)碳酸鈣粉磨設(shè)備主要有:LUM立式超細(xì)粉磨機(jī)、MTW超細(xì)歐版磨粉機(jī)、T130X加強(qiáng)超細(xì)磨粉機(jī)、高壓懸輥磨粉機(jī)等超細(xì)粉磨設(shè)備。超細(xì)粉磨機(jī)設(shè)備和超細(xì)粉生產(chǎn)工藝擁有非常豐富的經(jīng)驗(yàn),無(wú)論在超細(xì)粉社生產(chǎn)設(shè)備型號(hào)的選擇還是生產(chǎn)工藝上都能問(wèn)您提供進(jìn)比較全面的技術(shù)和信息支持。重工始終秉承“用機(jī)器說(shuō)話、以服務(wù)保駕護(hù)航、為客戶創(chuàng)造利潤(rùn)”的生產(chǎn)理念,在工業(yè)制粉的生產(chǎn)行業(yè)中一直處于比較靠前的地位。
在超細(xì)粉碎工廠設(shè)計(jì)中,主要設(shè)備設(shè)計(jì)與計(jì)算的依據(jù)是:
(1)超細(xì)粉碎廠的建設(shè)規(guī)模、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或品種、產(chǎn)品細(xì)度及粒度分布、純度、粒形等數(shù)量和質(zhì)量要求;
(2)被粉碎物料的硬度、粒度、比表面積、化學(xué)成分、黏度等物理化學(xué)性能;
超細(xì)粉碎廠的工作制度;
(3)設(shè)計(jì)的超細(xì)粉碎工藝流程圖或設(shè)備聯(lián)系圖。包括質(zhì)量流程圖及料漿流程圖;
(4)設(shè)備計(jì)算參數(shù)的試驗(yàn)資料及類似廠的生產(chǎn)指標(biāo)或數(shù)據(jù);
(5)所建廠的自動(dòng)控制水平及設(shè)備作業(yè)率;
(6)定型設(shè)備的產(chǎn)品樣本,新設(shè)備的工業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及鑒定資料。
1、超細(xì)粉碎設(shè)備選型
超細(xì)粉碎設(shè)備的選擇和規(guī)格的確定主要與所處理的物料的物理性質(zhì)(硬度、密度、水分、給料粒度等)、處理量、粉碎產(chǎn)品細(xì)度和粒度分布、純度、粒形以及設(shè)備工藝配置等因素有關(guān)。所選用的設(shè)備必須滿足粉碎產(chǎn)品粒度、設(shè)計(jì)產(chǎn)量或處理量和適應(yīng)給料中顆粒粒度的要求。
(1)干式和濕式超細(xì)粉碎工藝設(shè)備的選擇
對(duì)于前面不設(shè)置濕法提純和濕法加工工序或后續(xù)不設(shè)置濕法加工工序的物料,一般當(dāng)產(chǎn)品細(xì)度d97≥5μm時(shí),在目前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下,優(yōu)先選擇干法加工工藝和干法超細(xì)粉碎設(shè)備,如氣流粉碎機(jī)、高速機(jī)械沖擊式粉碎機(jī)、離心或旋(颶)風(fēng)自磨機(jī)、干式球磨機(jī)、振動(dòng)磨、攪拌磨等。除了內(nèi)設(shè)精細(xì)分級(jí)裝置或具有自行分級(jí)功能的超細(xì)粉碎設(shè)備,如氣流磨等外,一般在選用時(shí)還要同時(shí)考慮相應(yīng)的精細(xì)分級(jí)設(shè)備,才能滿足產(chǎn)品細(xì)度和粒度分布的要求。
當(dāng)需要設(shè)計(jì)生產(chǎn)d97<5μm以下的超細(xì)粉體產(chǎn)品,或者終產(chǎn)品可以濾餅或漿料銷售時(shí),應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用濕法超細(xì)粉碎工藝和設(shè)備。
另外,如果被粉碎物料是經(jīng)過(guò)前置其他濕法工藝(如水洗、提純等)加工的,也即在超細(xì)粉碎作業(yè)之前設(shè)置有水洗、提純等濕法加工工序,則不管終產(chǎn)品粒度要求如何,應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮濕法超細(xì)粉碎工藝和設(shè)備。
此外,如果經(jīng)超細(xì)粉碎后的粉料還是進(jìn)行濕法加工,也應(yīng)優(yōu)先選用濕法超細(xì)粉碎工藝和設(shè)備。還有一此特殊情況.如用做珠光云母原料的碎白云母的加工,為確保片狀顆粒形狀和表而光潔度,要選用濕法超細(xì)粉碎工藝和設(shè)備。
(2)干法超細(xì)粉碎設(shè)備的選型
干法超細(xì)粉碎設(shè)備的類型很多,選型時(shí)主要考慮原料的物理性質(zhì)(硬度、密度、粘性、水分等)及粒度、產(chǎn)品細(xì)度和粒度分布、純度、粒形、設(shè)計(jì)產(chǎn)量及產(chǎn)品的價(jià)值等。同時(shí)要在相同條件下比較各種不同類型干法超細(xì)粉碎設(shè)備的生產(chǎn)能力、單位產(chǎn)品電耗、磨耗、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、自動(dòng)控制水平、維護(hù)和檢修性能以及工藝配套性能等。
一般對(duì)于價(jià)位較大、產(chǎn)品純度要求較高、粒形較規(guī)則的物料,如稀土、精細(xì)磨料、藥品及保健品、名貴中藥材、生物制品等可優(yōu)先考慮選擇氣流粉碎機(jī),尤其是新型的流化床式或?qū)娛綒饬鞣鬯闄C(jī)及內(nèi)襯剛玉等耐磨材料的其他類型氣流粉碎機(jī)。
對(duì)于大宗的工業(yè)礦物超細(xì)粉體的加工,如重質(zhì)碳酸鈣、普通滑石粉、高嶺土、硅灰石等應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮其他干式超細(xì)粉碎設(shè)備,如高速機(jī)械沖擊式超細(xì)粉碎機(jī)、旋轉(zhuǎn)筒式球磨機(jī)(帶分級(jí)機(jī))、離心旋風(fēng)自磨機(jī)、振動(dòng)磨、干式攪拌磨(帶分級(jí)機(jī))、塔式磨等,原因是這些工業(yè)礦物粉體的單位價(jià)值相對(duì)較低,而氣流粉碎機(jī)的單位產(chǎn)品能耗相對(duì)較高。物料的硬度也是干式超細(xì)粉碎設(shè)備要考慮的一個(gè)重要因素。
一般來(lái)說(shuō)。除流化床對(duì)噴式氣流磨之外的其他類型氣流粉碎機(jī)、高速機(jī)械沖擊式粉碎機(jī)、離心旋風(fēng)式白磨機(jī)等不適臺(tái)加工莫氏硬度大于7的高硬度物料。
選定了設(shè)備的類型后,接下來(lái)要確定設(shè)備的規(guī)格和臺(tái)數(shù)。設(shè)備規(guī)格和臺(tái)數(shù)的確定主要依據(jù)所要求的產(chǎn)品細(xì)度條件下設(shè)備的處理量而定。設(shè)備的處理量或生產(chǎn)能力以同種物料的工業(yè)生產(chǎn)實(shí)例(相同產(chǎn)品細(xì)度和粒度分布條件下)或在指定產(chǎn)品細(xì)度和粒度分布條件下的工業(yè)設(shè)備的試驗(yàn)結(jié)果來(lái)確定。
在沒(méi)有相同物料作參照物的情況下,超細(xì)粉碎設(shè)備的處理量的計(jì)算還要考慮物料種類、硬度、密度、黏度或含水量、雜質(zhì)種類和含量以及給料粒度和粒度分布所帶來(lái)的差別。
總之,在計(jì)算超細(xì)粉碎機(jī)的單機(jī)處理量時(shí),是參照同種物料在相同或相近產(chǎn)品細(xì)度和粒度分布下的工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)或相近機(jī)型的工業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
另外,還要說(shuō)明的是,設(shè)備廠家提供的設(shè)備的技術(shù)性能參數(shù)是對(duì)一般物料而言的,所給出的生產(chǎn)能力隨產(chǎn)品細(xì)度要求不同及不同物料而有較大的變化,因此,在選型計(jì)算時(shí),如無(wú)相同物料在相同產(chǎn)品細(xì)度條件下的生產(chǎn)數(shù)據(jù),是先取有代表性的原料在定型工業(yè)設(shè)備或樣機(jī)進(jìn)行一定時(shí)間的工業(yè)試驗(yàn),以確保選型計(jì)算的準(zhǔn)確和可靠。
(3)濕式超細(xì)粉碎設(shè)備的選型計(jì)算
相對(duì)于干式超細(xì)粉碎設(shè)備而言,濕式超細(xì)粉碎設(shè)備的類型較少。定型的主要有攪拌磨或摩擦磨(Attrition)、研磨剝片機(jī)、砂磨機(jī)、振動(dòng)磨、球磨機(jī)和膠體磨、高壓均漿機(jī)等,其中,除膠體磨和高壓均漿機(jī)外,上述其他濕式超細(xì)粉碎設(shè)備都是介質(zhì)研磨粉碎機(jī),磨機(jī)筒體內(nèi)充填鋼珠、氧化鋁珠、氧化錯(cuò)珠、玻璃珠以及氧化鋁和氧化錯(cuò)復(fù)合珠等研磨介質(zhì)。這些研磨介質(zhì)的粒徑大小及其配比、充填率等直接影響終研磨產(chǎn)品的細(xì)度和產(chǎn)量。
這些使用研磨介質(zhì)的濕法超細(xì)粉碎設(shè)備一般能用于各種硬度物料的超細(xì)研磨加工,因此,選型時(shí)主要比較在相同給料粒度和物料性質(zhì)及相同產(chǎn)品細(xì)度、純度、粒形等條件下,各種不同類型濕式研磨機(jī)的生產(chǎn)能力、單位產(chǎn)品電耗、單位產(chǎn)品磨耗、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性、自動(dòng)控制水平、維護(hù)檢修性能及工藝配套性等。
濕式超細(xì)粉碎設(shè)備規(guī)格和臺(tái)數(shù)的確定一定要以給料粒度和指定產(chǎn)品細(xì)度所需的設(shè)備的處理量而定一濕式超細(xì)粉碎設(shè)備生產(chǎn)能力的設(shè)計(jì)計(jì)算尚未建立起一套完善的方法,在設(shè)計(jì)中是參照同種物料在相同或相近產(chǎn)品細(xì)度、粒度分布、純度、粒形等條件下的工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)或工業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。
對(duì)于攪拌磨、研磨剝片機(jī)及砂磨機(jī)來(lái)說(shuō),在估算粉碎機(jī)處理量或產(chǎn)量時(shí)還要考慮設(shè)計(jì)工藝與所參照的工業(yè)生產(chǎn)或工業(yè)試驗(yàn)在設(shè)備生產(chǎn)方式上的差別。這是因?yàn)閷?duì)于這幾種磨機(jī)有3種不同的生產(chǎn)方式,即間歇或批量式、循環(huán)式、連續(xù)式。間歇式和循環(huán)式一般是單機(jī)生產(chǎn)或多機(jī)并聯(lián)生產(chǎn),連續(xù)式有時(shí)是由幾臺(tái)攪拌磨或研磨剝片機(jī)串聯(lián)成的機(jī)組進(jìn)行生產(chǎn)。只有生產(chǎn)方式相同,而且給料粒度和產(chǎn)品細(xì)度均相同的同種物料的工業(yè)生產(chǎn)或工業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)才可直接用來(lái)確定設(shè)計(jì)設(shè)備的處理量。如果工業(yè)生產(chǎn)或工業(yè)試驗(yàn)是間歇式操作或生產(chǎn),其他條件,如物料品種、物理化學(xué)性質(zhì)、給料粒度、產(chǎn)品細(xì)度等均一與設(shè)計(jì)加工的物料相同,則可通過(guò)物料在磨機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間來(lái)計(jì)算連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的磨機(jī)的處理量或生產(chǎn)能力。
2、精密分級(jí)設(shè)備選型
目前工業(yè)上應(yīng)用的分級(jí)機(jī)主要有兩大類:即以空氣為介質(zhì)的干式轉(zhuǎn)子渦輪式氣流分級(jí)機(jī)和以水為介質(zhì)的水力旋流器、臥式螺旋沉降式離心機(jī)及旋流式超細(xì)水力分級(jí)機(jī)等濕式精細(xì)分級(jí)機(jī)。其中轉(zhuǎn)子式或渦輪式氣流分級(jí)機(jī)一般與干式超細(xì)粉碎設(shè)備,如高速機(jī)械沖擊式粉碎機(jī)、分級(jí)研磨機(jī)、離心旋風(fēng)式自磨機(jī)、氣流粉碎機(jī)等配套使用或單獨(dú)設(shè)置;濕式精細(xì)分級(jí)機(jī)與濕式超細(xì)研磨機(jī),如攪拌磨、振動(dòng)磨等配套使用或單獨(dú)設(shè)置。
(1)干式精細(xì)分級(jí)設(shè)備的選型
在超細(xì)粉體加工中,干式精細(xì)分級(jí)設(shè)備主要有兩種設(shè)置方式:一是作為超細(xì)粉碎工藝設(shè)備系統(tǒng)的一個(gè)組成部分與超細(xì)粉碎設(shè)備設(shè)置在一起,構(gòu)成內(nèi)閉路或閉路作業(yè),以提高粉碎作業(yè)的效率和控制終產(chǎn)品的細(xì)度,在這種情況下,精細(xì)分級(jí)設(shè)備的處理量等于超細(xì)粉碎作業(yè)的排料量。內(nèi)分級(jí)裝置是超細(xì)粉碎設(shè)備的一個(gè)組成部分,由粉碎設(shè)備自帶,因此無(wú)需單獨(dú)選擇。
在選擇與超細(xì)粉碎機(jī)配套使用的共用一套風(fēng)動(dòng)系統(tǒng)的精細(xì)分級(jí)機(jī)時(shí),一定要采取1配1的方式,即l臺(tái)粉碎機(jī)配1臺(tái)分級(jí)機(jī)或串聯(lián)配置兩臺(tái)以上分級(jí)機(jī),如果要并聯(lián)配置2臺(tái)以上的精細(xì)分級(jí)機(jī),則一定要設(shè)置中間料倉(cāng)和獨(dú)立的分級(jí)機(jī)風(fēng)動(dòng)系統(tǒng)。這種獨(dú)立設(shè)置的分級(jí)機(jī)的單獨(dú)處理量要根據(jù)分級(jí)機(jī)的工作制度另行計(jì)算,一般應(yīng)適當(dāng)大于前段粉碎作業(yè)的排料量或產(chǎn)量。
一般來(lái)說(shuō),經(jīng)分級(jí)機(jī)分級(jí)后得到粗、細(xì)兩種產(chǎn)物,這兩種產(chǎn)物的數(shù)量大小取決于分級(jí)機(jī)給料中小于指定粒度的粉體的含量和分級(jí)機(jī)的分級(jí)效率或超細(xì)粉提取率。
干式精細(xì)分級(jí)機(jī)的類型較多,選型時(shí)首先要確認(rèn)擬選擇比較的分級(jí)設(shè)備能否滿足設(shè)計(jì)的分級(jí)產(chǎn)品細(xì)度和粒度分布的要求,然后要在物料種類、給料粒度、要求的分級(jí)細(xì)度及產(chǎn)品粒度分布等相同的條件下,比較各種不同類型干式精細(xì)分級(jí)設(shè)備的處理能力、細(xì)粉提取(效)率、單機(jī)處理量、單位產(chǎn)品電耗、設(shè)備的穩(wěn)定性、自動(dòng)控制水平、維修性能及收塵效率等。
為確保選型的先進(jìn)性和可靠性,如果沒(méi)有相應(yīng)的同種物料的工業(yè)生產(chǎn)或工業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù),在選型之前在樣機(jī)上進(jìn)行帶料試驗(yàn)。
(2)濕式精細(xì)分級(jí)設(shè)備
濕式精細(xì)分級(jí)設(shè)備主要是臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)和小直徑水力旋流器組,這些設(shè)備的選型計(jì)算第10章已有詳細(xì)介紹,本章不再贅述。
1、設(shè)計(jì)條件
(1)產(chǎn)品規(guī)格和產(chǎn)量
產(chǎn)品l:d97≤5μm,產(chǎn)量1.2萬(wàn)t/;
產(chǎn)品2:d97≤10μm,產(chǎn)量1.8萬(wàn)t/;
產(chǎn)品3:d90≤2μm,產(chǎn)量2.0萬(wàn)t/。
(2)原料粒度
方解石不大于5mm。
(3)工作制度
300d/a,3班/d,8h/班。
2、工藝流程確定及計(jì)算
產(chǎn)品1及產(chǎn)品2為d97=5-10μm的超細(xì)粉體,且產(chǎn)量較大,根據(jù)近幾年國(guó)內(nèi)外超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)實(shí)踐,5萬(wàn)t/a以上的大中型超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)線采用球磨機(jī)加分級(jí)機(jī)的生產(chǎn)工藝產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定,單位產(chǎn)品能耗較低。因此,擬采用干法球磨-分級(jí)工藝。
產(chǎn)品3為d90≤2μm的超細(xì)粉體,采用濕法(砂磨機(jī)或攪拌球磨機(jī))加工工藝單位產(chǎn)品能耗較低,單機(jī)生產(chǎn)能力較大,其原則工藝流程如下:
(1)干式超細(xì)粉碎作業(yè)的處理量
Pd=P1+Pa
式中,P1為球磨機(jī)的新給礦量;Pa為三分級(jí)后物料的循環(huán)量。根據(jù)同類方解石超細(xì)粉的生產(chǎn)實(shí)踐,循環(huán)負(fù)荷一般為300%-450%,本工藝取340%,即得: Pd=P1+Pa=50000/7200+50000/7200×340%=30.55 t/h
式中,P1為6.94t/h;Pa為23.61 t/h。
(2)干式分級(jí)作業(yè)的處量
分級(jí)機(jī)一:根據(jù)類似生產(chǎn)線磨機(jī)排料的粒度分析結(jié)果、-5μm含量約為15%,設(shè)分級(jí)機(jī)的-5μm提取率為65%,則有:
PC1=(產(chǎn)品1×97%)/(15%×65%)=((1200/7200)×0.97)/(0.15×0.65)=16.58 t/h 分級(jí)機(jī)二:根據(jù)類似生產(chǎn)線磨機(jī)排料的粒度分析結(jié)果,-10μm含量約為26%,設(shè)分級(jí)機(jī)的-10μm含量提取率為68%,則有:
PC1=(產(chǎn)品2×97%)/(26%×68%)=((1800/7200)×97%)/(0.26×0.68)=13.71 t/h 分級(jí)機(jī)三:其處理量為:
PC3= Pd-產(chǎn)品1-產(chǎn)品2=30.55-12000/7200-18000/7200=26.38 t/h
(3)超細(xì)濕磨作業(yè)的處理量
PS=(1+kS)×產(chǎn)品3=(1+0.05)×產(chǎn)品3=(1+0.05)×(20000/7200)=2.92 t/h
式中,kS為超細(xì)研磨作業(yè)的物料損失率,取5%;超細(xì)研磨作業(yè)的漿料濃度(含固量,%)為73%,作業(yè)調(diào)漿加水量為1.08m3/h,作業(yè)礦漿量為2.92/2.6+1.08=2.2 m3/h。
3、設(shè)備選型
球磨機(jī):根據(jù)類似生產(chǎn)廠的生產(chǎn)實(shí)踐,選用一臺(tái)Φ3×6.5m的旋轉(zhuǎn)筒式球磨機(jī),該機(jī)內(nèi)腔直徑2.8m,長(zhǎng)度6.5m,電機(jī)功率800kw,電機(jī)轉(zhuǎn)速1000r/min,球磨機(jī)轉(zhuǎn)速18.5r/min,不帶研磨介質(zhì)毛重115t;供電電壓6000V。
分級(jí)機(jī):分級(jí)作業(yè)一選用2臺(tái)渦輪超細(xì)分級(jí)機(jī)。該分級(jí)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為:氣量12000 m3/h,渦輪直徑510mm,電機(jī)功率160kw,風(fēng)阻16kPa;轉(zhuǎn)閥電機(jī)2×0.75kw。
分級(jí)作業(yè)二選用2臺(tái)渦輪分級(jí)機(jī)。該分級(jí)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為:氣量9000 m3/h,渦輪直徑630mm,電機(jī)功率30kw,風(fēng)阻12kPa;轉(zhuǎn)閥電機(jī)2×0.75kw。
分級(jí)作業(yè)三選用2臺(tái)渦輪分級(jí)機(jī),主要技術(shù)參數(shù)同分級(jí)機(jī)二。
濕式超細(xì)磨:選用二臺(tái)立式砂磨機(jī),該機(jī)主要技術(shù)參數(shù)為:研磨腔容積約1250L,電機(jī)功率315kW,轉(zhuǎn)速1500r/min,外形尺寸:2.3m×1.5m×8.5m。
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