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        超細(xì)攪拌磨在選礦中的應(yīng)用

        上海矽諾國際貿(mào)易有限公司  2020-05-18  點(diǎn)擊1144次

        攪拌磨是一種高效、節(jié)能的細(xì)磨和超細(xì)粉磨設(shè)備,與臥式球磨機(jī)相比,具有磨礦效率高、工藝簡單、產(chǎn)品粒度細(xì)且分布均勻、能耗低等優(yōu)點(diǎn),在選礦領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。介紹了攪拌磨機(jī)的工作原理,分析了不同磨機(jī)型式及其各自的作用特點(diǎn)和應(yīng)用情況,總結(jié)了國內(nèi)外攪拌磨機(jī)的研發(fā)現(xiàn)狀,系統(tǒng)闡述了攪拌磨機(jī)在金屬礦山選礦領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀。攪拌磨機(jī)可有效提高磨礦效率和目的礦物單體解離度,降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。


        近年來,隨著易選礦石資源的不斷消耗,礦產(chǎn)資源普遍趨于貧、細(xì)、雜,難選礦的開發(fā)利用比例逐年增加。同時(shí),隨著我國選礦技術(shù)水平的不斷提升,開發(fā)利用微細(xì)粒嵌布難處理金屬礦和選礦廠尾礦成為可能? 。因此,要實(shí)現(xiàn)目的礦物的有效分選,必須

        對其進(jìn)行細(xì)磨或超細(xì)磨以使其充分單體解離。攪拌磨是一種高效的細(xì)磨和超細(xì)粉磨設(shè)備,與普通臥式球磨機(jī)相比,該機(jī)有一個(gè)固定的磨礦室,應(yīng)用更小的磨礦介質(zhì),借助高速旋轉(zhuǎn)的攪拌器能以更少的能量消耗獲得更高的磨礦效率和更大的處理量 ,在選礦領(lǐng)域越來越引起人們的關(guān)注,給微細(xì)粒嵌布難處理金屬礦的分選帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益 。

        1 攪拌磨機(jī)工作原理

        攪拌磨機(jī)主要是由筒體、攪拌裝置、傳動裝置和機(jī)架構(gòu)成,通過攪拌軸的旋轉(zhuǎn),攪動筒體內(nèi)充填的磨礦介質(zhì)(鋼球、氧化鋯球、瓷球、剛玉球和礫石等)和物料,使其在筒體內(nèi)作多維循環(huán)運(yùn)動及自轉(zhuǎn)運(yùn)動_4 J。被研磨物料主要受研磨(剪切和擠壓)和沖擊作用:沖擊力由磨礦介質(zhì)在簡體內(nèi)連續(xù)不規(guī)則撞擊作用產(chǎn)生,剪切力由徑向方向不同半徑上作圓周運(yùn)動的磨礦介質(zhì)和物料相互作用產(chǎn)生,擠壓力由攪拌軸旋轉(zhuǎn)作用下物料和磨介同轉(zhuǎn)螺旋產(chǎn)生。攪拌磨機(jī)具有能量利用率高、排料新生比表面積大等特點(diǎn) 。

        2 攪拌磨的類型及作用特點(diǎn)

        攪拌磨機(jī)有多種分類方式:從安放方式分可為立式(也叫塔式攪拌磨機(jī))和臥式;從攪拌器幾何形式可分為圓盤式、棒式、環(huán)隙式等;從工藝方式可分為間歇式、連續(xù)式、循環(huán)式;從工作環(huán)境分為干式、濕式 。

        2.1 從安放方式分類

        立式攪拌磨的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是配有水力分級機(jī),直立的簡體內(nèi)充填磨礦介質(zhì),物料在攪拌軸帶動磨礦介質(zhì)沖擊、剪切和擠壓作用下被細(xì)磨或超細(xì)磨。細(xì)磨或超細(xì)磨后的細(xì)粒級物料由簡體溢流進(jìn)入水力旋流器分級后,粗顆粒物料向下沉降,經(jīng)由砂泵返回機(jī)體再磨。

        臥式攪拌磨重心較低,運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn),能耗更低,使用直徑為1.5—5 mm的鋼球?yàn)槟サV介質(zhì)。近年來國內(nèi)外學(xué)者對臥式濕法攪拌磨的研磨機(jī)理、影響研磨效果和能量利用率的因素進(jìn)行了DEM模擬、實(shí)驗(yàn)探究和優(yōu)化"J。在諸多超細(xì)臥式攪拌磨機(jī)中,

        國內(nèi)外研究最多、應(yīng)用最廣并且使用效果最好的是臥式砂磨機(jī)與艾薩攪拌磨(IsaMil1) 。

        2.2 從攪拌器幾何形狀分類

        圓盤攪拌器的圓盤中鑲嵌孔、槽、狹縫等,通過攪拌軸旋轉(zhuǎn)帶動磨礦介質(zhì)和物料在筒體內(nèi)運(yùn)動使物料粉碎,由于圓盤式攪拌器旋轉(zhuǎn)速度高,筒體內(nèi)壁磨損較為嚴(yán)重,發(fā)熱量大,外殼須安裝冷卻裝置;棒式攪拌器主要通過攪拌力使磨礦介質(zhì)和物料運(yùn)動,在

        相同轉(zhuǎn)速條件下’,棒式攪拌磨的功率密度比圓盤式攪拌磨更大,因此磨礦效率更高;環(huán)隙式攪拌器在攪拌磨機(jī)中應(yīng)用最廣泛,包括單錐、雙錐式和單柱、雙柱式等類型,通常和棒式攪拌器聯(lián)合使用,以期獲得最大的磨礦效率。值得注意的是,環(huán)隙攪拌磨機(jī)內(nèi)磨礦介質(zhì)在排礦前容易產(chǎn)生累積和阻塞,會對正常磨礦作業(yè)產(chǎn)生不利影響 J。

        2.3 從工藝方式分類

        (1)間歇式攪拌磨。主要由筒體、攪拌器和循環(huán)卸料裝置組成。循環(huán)卸料裝置既可以保證物料在研磨過程中循環(huán)混合,又可以確保最終產(chǎn)品及時(shí)排出,主要應(yīng)用于精細(xì)陶瓷、電子材料、粉末冶金等行業(yè)。當(dāng)配備大容積循環(huán)罐和多臺攪拌磨串聯(lián)使用時(shí),可以分別用于循環(huán)磨礦和連續(xù)磨礦。

        (2)循環(huán)式攪拌磨。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是簡體直徑較小,循環(huán)罐的容積較大,并且簡體上部裝有濾網(wǎng)。工作過程是物料在筒體和循環(huán)罐內(nèi)快速循環(huán),直至產(chǎn)品粒度合格。這種攪拌磨的特點(diǎn)是礦漿連續(xù)快速通過研磨介質(zhì)層和濾網(wǎng),合格細(xì)粒級產(chǎn)品能夠及時(shí)排出,能有效避免因過磨而產(chǎn)生的粉體團(tuán)聚,磨礦效率高;循環(huán)罐還具有混合與分散功能,工作時(shí)在循環(huán)罐內(nèi)添加分散劑。此外,由于礦漿在研磨筒內(nèi)停留時(shí)間短,從循環(huán)筒內(nèi)泵人的礦漿足以平衡研磨筒內(nèi)的溫升,無需安裝冷卻裝置,節(jié)能高效。

        (3)連續(xù)式攪拌磨。常采用圓盤式攪拌器,其工作過程是礦漿物料從筒體下部給料口泵入筒體,在高速攪動磨礦介質(zhì)的剪切、擠壓、沖擊作用下,物料被粉碎,粉碎后的細(xì)粒漿料經(jīng)過出料口從上部的溢流口排出。通過控制給料速度的快慢控制物料在簡體內(nèi)的停留時(shí)間,給料速度越慢,停留時(shí)間越長,產(chǎn)品粒度就越細(xì);反之,產(chǎn)品粒度就越粗。該機(jī)可單機(jī)使用外,還可以多級串聯(lián)使用。多級串聯(lián)使用時(shí),研磨介質(zhì)尺寸從大至小,產(chǎn)品粒度由粗至細(xì)。

        2.4 從工作環(huán)境分類

        目前,以濕式攪拌磨為主,已廣泛應(yīng)用在陶瓷、涂料、化工和微生物等行業(yè),在濕式攪拌磨中還可同時(shí)實(shí)現(xiàn)物料的粉碎、浸出和萃取。干式攪拌磨機(jī)借助旋風(fēng)分離器和鼓風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)粉碎產(chǎn)品的分級。干式攪拌磨超細(xì)粉碎時(shí),由于物料顆粒粒度減小,其表面

        能劇增,自發(fā)團(tuán)聚現(xiàn)象增加,致使物料處于粉碎與團(tuán)聚的動態(tài)平衡中,排料粒度比同類型濕式攪拌磨粗;同時(shí),在連續(xù)剪切和沖擊作用力下,熱量積聚,筒體內(nèi)溫度升高,會導(dǎo)致磨礦效率下降,因此干式攪拌磨也需配設(shè)冷卻裝置¨ 。干式攪拌磨主要應(yīng)用于石灰石、白云石和滑石等非金屬礦的超細(xì)粉碎。

        3 工藝參數(shù)對攪拌磨效果的影響

        影響磨礦效率的工藝參數(shù)主要有礦漿濃度、攪拌速度、球礦比、磨礦介質(zhì)尺寸等¨ 。

        (1)礦漿濃度即礦漿中固體質(zhì)量分?jǐn)?shù),只有在適宜的礦漿濃度下,磨礦效率才能達(dá)到最佳值,這是因?yàn)檫m當(dāng)增大礦漿濃度,磨礦介質(zhì)和物料之間相對碰撞、研磨的機(jī)率增加,有利于物料的粉磨。而當(dāng)濃度過大時(shí),物料在磨機(jī)內(nèi)流動緩慢,被磨時(shí)間延長,容易發(fā)生過粉碎。另外,濃度較大的礦漿中粗粒不易下沉,易隨礦漿流走,造成“跑粗”;礦漿濃度較小時(shí),物料流動速度快,研磨時(shí)間縮短,亦會造成“跑粗”,同時(shí)密度大的礦粒易沉積于礦漿底層,產(chǎn)生過粉碎現(xiàn)象。因此,要選取適宜的礦漿濃度,一般粗磨為75% ~85% ,細(xì)磨為65% 一75% 。

        (2)攪拌速度。增大轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,攪拌磨內(nèi)磨礦介質(zhì)運(yùn)動加劇,磨礦介質(zhì)對物料的沖擊和研磨作用加強(qiáng),也使得單位時(shí)間內(nèi),磨礦介質(zhì)對礦漿物料的作用次數(shù)增加,在較高的轉(zhuǎn)速條件下,磨礦效率更高。但過高的轉(zhuǎn)速使得攪拌器與筒體內(nèi)襯磨損加劇,磨

        礦介質(zhì)消耗增加,同時(shí),攪拌器高轉(zhuǎn)速運(yùn)行會增加磨機(jī)的能耗。因此,在實(shí)際操作過程中,為保證設(shè)備穩(wěn)定高效運(yùn)轉(zhuǎn),攪拌器的轉(zhuǎn)速應(yīng)該適中。

        (3)球礦比(磨礦介質(zhì)與被研磨物料的質(zhì)量比)小,磨礦介質(zhì)撞擊、研磨作用于物料的機(jī)率也小,粉磨效果差;反之,則粉磨效果好。當(dāng)球礦比過大,磨礦介質(zhì)的量達(dá)到阻礙攪拌器有效驅(qū)動時(shí),介質(zhì)撞擊、研磨的機(jī)率及強(qiáng)度隨之降低,導(dǎo)致研磨效率降低。

        (4)研究表明,磨礦介質(zhì)尺寸對研磨效率的影響與物料的細(xì)度密切相關(guān)。粉磨粗顆粒物料時(shí),主要用到?jīng)_擊力的作用,采用直徑較大的磨礦介質(zhì)的磨礦效率高;粉磨細(xì)粒級物料時(shí),需要有較強(qiáng)的研磨(剪切力、擠壓力)作用,直徑較小的磨礦介質(zhì)磨礦效率高,且不易造成過粉碎。

        文章摘自,現(xiàn)代礦業(yè),2014年7月第7期

        李艷軍 李運(yùn)恒 王亞琴 劉 杰 劉雁翎4

        (1.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院;2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司;

        3.金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心;4.鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司設(shè)計(jì)研究院)


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