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上海儒特機電設(shè)備有限公司 2023-08-07 點擊742次
闡述了攪拌細磨技術(shù)在礦物加工行業(yè)細磨,、超細磨作業(yè)流程中的重要作用,，詳細分析了螺旋式,、盤式、棒式三種攪拌細磨裝置的重要優(yōu)勢和應(yīng)用范圍,。重點對細磨效果關(guān)鍵因子的理論分析和基于CFD,、DEM,、PEPT 的模擬仿真過程及結(jié)果進行了探討,，詳述了攪拌細磨技術(shù)的研究進展,。在此基礎(chǔ)上,，總結(jié)了以三種攪拌裝置為代表的攪拌細磨裝備的典型結(jié)構(gòu)及研發(fā),、應(yīng)用進展,，以期能對攪拌細磨技術(shù)和裝備的研究,、推廣提供幫助，為實現(xiàn)礦物加工行業(yè)的節(jié)能高效細磨,、超細磨提供有益借鑒,。
近年來,，隨著難處理,、低品位、泥沙含量高,、嵌布粒度細的礦產(chǎn)資源進入選別領(lǐng)域,，對礦物細磨,、超細磨的要求越來越高,，人們更加注重細嵌布粒度,、強共生性礦物的高效解離。***早，國內(nèi)外礦山主要利用臥式球磨機作為細磨裝備,，但因其筒體旋轉(zhuǎn),，能量耗散
大,，作用效率低,，作為細磨裝備的弊病較為明顯。在此背景下,，攪拌細磨技術(shù)和裝備應(yīng)運而生,，并逐漸進入人們視野。
與普通臥式球磨機不同的是,，濕式攪拌細磨裝備的筒體是靜止的,，通過攪拌裝置的旋轉(zhuǎn)帶動筒體內(nèi)研磨介質(zhì)和礦物相互作用,，從而達到細磨目的,，近些年被廣泛應(yīng)用于細磨、再磨和超細磨領(lǐng)域,。研究及應(yīng)用實踐表明,，在礦物粒度小于100 μm 時,，攪拌細磨裝
備的細磨效率遠高于普通臥式球磨機，主要因為其允許研磨介質(zhì)更小,，筒體靜止,，攪拌裝置線速度可以更高，使得能量盡可能耗散在細磨礦物中,，使產(chǎn)品達到更細粒度; 同時,，其細磨物料的主要方式為研磨，單位容積能量密度高,，在相同處理量下其規(guī)格較小且更具優(yōu)勢,，如圖1 所示
攪拌細磨技術(shù)與裝備依據(jù)攪拌裝置類型,、布置方式的不同而有多種類型,，但在研究及應(yīng)用實踐中,，主要有螺旋式、棒式,、盤式這3 種類型研究及應(yīng)用***為廣泛,，本文著重介紹上述三種類型攪拌細磨技術(shù)與裝備的主要技術(shù)研究和應(yīng)用進展,。
應(yīng)用研究進展
在濕式攪拌細磨,、超細磨技術(shù)的支持下,，螺旋式,、棒式,、盤式這3 種類型的攪拌細磨裝備逐漸取得礦山行業(yè)的認可，在國內(nèi)外重點大型礦山領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用,。其中，螺旋式攪拌磨機主要以立式螺旋式攪拌磨機( 塔磨機或立磨機) 為代表,，主要用于有色,、黑色金屬礦物的再磨作業(yè)流程。盤式攪拌磨機分為立式和臥式攪拌磨機2 種,，臥式攪拌磨機主要用于有色金屬礦物的超細磨領(lǐng)域; 立式攪拌磨機主要用于非金屬礦物、化工行業(yè)等領(lǐng)域的超細磨流程,。棒式攪拌磨機主要為立式棒式攪拌磨機,，可用于有色金屬,、非金屬礦物的超細磨、再磨擦洗流程中,。
2． 1 螺旋攪拌磨機
立式螺旋攪拌磨機的典型結(jié)構(gòu)如圖7 所示,，其由立式筒體組件,、電機,、減速機、螺旋式攪拌裝置等組成,。
立式螺旋攪拌磨機主要靠研磨介質(zhì)重力和螺旋攪拌帶來的摩擦力來實現(xiàn)細磨或再磨,，其通常采用高鉻球、陶瓷球等作為研磨介質(zhì),，介質(zhì)直徑為12 ～ 30mm,，工作時攪拌裝置以2． 5 ～ 4． 0 m/s 左右。因其轉(zhuǎn)速較低,、研磨介質(zhì)直徑較大,，故其一般適用于給礦粒度F80 = 74 μm 左右的有色金屬礦物細磨或再磨，產(chǎn)品粒度不低于P80 = 20 μm,。
國外研究立式螺旋攪拌裝備的典型代表公司有芬蘭METSO 公司和日本EIＲIＲCH 公司,，其中METSO公司研制VTM 立磨機，其***裝機功率已達4 500 HP( 約3 350 kW) ,，是目前已見報道應(yīng)用的裝機功率***的立式螺旋攪拌磨機,，其用于哈薩克斯坦某銅礦的再磨流程，如圖8 所示,。
國內(nèi)從事立式螺旋攪拌磨機研究的公司較多,，其中較早的有北礦機電科技有限責(zé)任公司和長沙礦冶研究院有限公司等，其中北礦機電科技有限責(zé)任公司研制的KLM － 630 立磨機在國內(nèi)取得應(yīng)用時是當(dāng)時國內(nèi)自主研發(fā)的裝機功率***的立磨機,，現(xiàn)KLM 立磨機的***裝機功率已達1250 kW 以上,，其可實現(xiàn)全帶載荷啟動和無人值守，節(jié)能高效,，如圖9 為其在新疆某鐵礦的應(yīng)用,。
盤式攪拌磨機
盤式攪拌磨機主要由電機,、軸承體,、筒體組件和攪拌裝置等組成,，兩者的主要區(qū)別在于筒體和攪拌裝置的安裝固定方式。
盤式攪拌磨機的攪拌外圓線速度達19 ～ 22 m/s左右，內(nèi)部的能量密度可高達350 kW/m3,，研磨介質(zhì)主要為高密度的氧化鋯陶瓷球,，介質(zhì)直徑一般較小在2 ～ 6 mm 左右,，故其主要利用極高的研剝力和能量密度來實現(xiàn)超細磨,。一般用于有色、非金屬礦物或化工,、顏料行業(yè)的超細磨,，適用于給礦粒度F80 = 38 μm左右,，產(chǎn)品粒度一般小于P80 = 10 μm［30 － 32］。臥式攪拌磨機的典型代表為Isamill,，由德國Netzsch 公司和澳大利亞的Mont Isa 鉛鋅礦共同開發(fā),，磨機由臥式筒體與水平盤式攪拌裝置組成,。如圖10 所示是M10000 臥式攪拌磨機在南非某珀金礦的應(yīng)用,。
立式盤磨機主要結(jié)構(gòu)與臥式攪拌磨機類似,，國外主要以FLSmith 公司為代表,，如圖11 為某立式盤磨機在工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用,。國內(nèi)盤式攪拌磨機的研究機構(gòu)較多,，如北礦機電科技有限責(zé)任公司等,，但關(guān)于該類設(shè)備的研究基本主要集中在小規(guī)格上，一般裝機功率不超過300 kW,，容積不超過5． 0 m3,，在一些非金屬礦,、顏料、化工行業(yè)取廣泛應(yīng)用,。
棒式攪拌磨機
立式棒式攪拌磨機,，一般由電機,、減速機、棒式攪拌裝置,、筒體組件等組成。立式棒式攪拌磨機可以使用氧化鋯,、氧化鋁等陶瓷介質(zhì)或玻璃球,、石子等作為研磨介質(zhì),，介質(zhì)直徑在2 ～ 20 mm 之間，攪拌裝置線速度一般為6 ～ 13 m/s,。由于介質(zhì)種類多,、轉(zhuǎn)速范圍大,，故其既可以適用于某些有色礦物細磨作業(yè)也可適用于某些非金屬礦物再磨和擦洗作業(yè),，一般適用于給礦粒度F80 = 150 μm 左右,，產(chǎn)品粒度在P80 = 20 μm 左右,。
國外研究的典型代表為METSO 公司的攪拌介質(zhì)細碎機,，應(yīng)用于金屬礦山的超細磨作業(yè),，如圖12 為其在南非某礦的應(yīng)用。圖12
國內(nèi)研究的典型代表為北礦機電科技有限責(zé)任公司,，但其技術(shù)和裝備與國外產(chǎn)品有顯著不同，主要集中在攪拌裝置布置形式,、槽體型式、作用機理和應(yīng)用場合等方面,，目前已應(yīng)用的GJM 大型棒式攪拌磨機,，主要針對再磨和擦洗流程，一般應(yīng)用氧化鋁陶瓷球作為研磨介質(zhì),，介質(zhì)直徑在8 ～ 16 mm 之間,，如圖13 為GJM －30 － D 棒式攪拌磨機在再磨行業(yè)的應(yīng)用,。
伴隨著濕式攪拌細磨技術(shù)、裝備的發(fā)展和在國內(nèi)外眾多礦山選廠應(yīng)用,，一些技術(shù)問題也逐漸暴露出來，諸如: 選型方法不完善,，單位容積裝機功率較大,，浪費明顯; 易損件磨損較快，運行維護成本較高; 適用性較差,，某種裝備只能應(yīng)用于某些特殊場合等等,。這些問題均需在今后的研發(fā)設(shè)計中重點考慮,，力爭避免,。
隨著礦物加工行業(yè)的進一步發(fā)展,，濕式攪拌細磨技術(shù)和裝備會逐漸朝著產(chǎn)品粒度更細,、匹配性更好,、適用性更廣,、更節(jié)能,、更高效等方面發(fā)展，為實現(xiàn)上述功能,，行業(yè)內(nèi)需要著重關(guān)注節(jié)能高效超細磨機理,、系統(tǒng)完善的選型方法、易損件自檢測技術(shù),、智能控制系統(tǒng)等方向的研究,，爭取能在關(guān)鍵技術(shù)和方向上取得突破，盡快實現(xiàn)更節(jié)能高效,、更細產(chǎn)品粒度的超細磨,。