立式搅拌磨机的研究与应用进展.doc

立式搅拌磨机的研究与应用进展2011年增刊1有色金属(选矿部分)?79?DOI:10.36390.issn1671-9492.2011.z1.012立式搅拌磨机的研究与应用进展吴任欧(北京矿7台研究总院,北京100070)摘要:介绍立式搅拌磨机的结构,工作原理,研究新方向及立式搅拌磨机的工业应用实例.关键词:立磨搅拌磨机;综述;细磨;磨剥中图分类号:TD453.9文献标识码:A文章编号:16719492(2011)SO一007903AdvancesonResearchandApplicationofVerticalSpiralAgitatingMillWURenou(BeijingGeneralResearchInstituteofMiningandMetallurgy,Beijing100070,China)Abstract:Thebasicstructure,workingprinciple,andnewresearchdirectionofverticalspiralagitatingmillareintroduced,anditspracticalindustrialapplicationsaredescibed.Keywords:verticalspiralagitatingmill;review;finegrinding;regrinding1立式搅拌磨机简介1刮立式搅拌磨机也称塔磨机,是一种垂直安装,带有搅拌装置的细磨设备,是目前工业应用广泛的细磨和超细磨设备,主要由两部分构成,一个是填充了研磨介质的研磨筒,另一个是旋转搅拌器(搅拌装置).电动机通过齿轮驱动搅拌器回转,通过搅拌带动研磨介质和物料之间互相摩擦进行磨矿.利用物料之间以及物料与研磨介质的表面形状凸凹不平进行相互咬合,表面反复产生应力导致疲劳破坏,最终起到剥磨的效果.立式搅拌磨机的最大给矿粒度为6mm,产品粒度274m.立式搅拌磨机磨矿选择性明显优于常规球磨机,在对有用矿物解离时,过磨问题也得到了较好的控制.同时在能耗上有明显的优势,与球磨机相比,一般可降低能耗30%以上.立式搅拌磨机分干式和湿式两种,分别使用气力分级机和水力分级机与之配套.世界上第一台立式搅拌磨机(塔磨机)出现在日本,由日本着名学者河端重胜于2O世纪5O年代研制成功.国内自20世纪80年代也开始了塔磨机的研制工作,产品经过多年的不断努力改进,现已成功应用于实际生产之中,并取得了一定的成绩.立式搅拌磨机同传统卧式球磨机比较,主要优点为:1)高效,粉碎和浸出可同时进行;2)节能,功率消耗小;3)噪音小,低于85dB;4)大粉碎比;5)施工简单,占地面积小,基建费用低.2立式搅拌磨机的构造及工作原理立磨机的整体结构如图1所示.工作时,通过一定的给料压力使得待磨物料从筒体下端进入,物料进人简体后在螺旋搅拌器旋转的作用力下做上下垂直往复运动.物料沿着螺旋线切线方向运动的同时亦做自旋运动,最终物料受到磨矿介质的强烈剥磨作用而达到磨矿的效果.立式搅拌磨机的磨矿原理有很多种解释,其中一种认可度比较高的是剥磨学说,剥磨的说法能够解释立式搅拌磨机的高效节能的原因.剥磨学说认为立式搅拌磨机内部物料主要受几种磨矿作用:1)收稿日期:201106一O1作者简介:吴任欧(1986一),男,江西瑞昌市人,助理工程师,硕士,主要从事破磨设备机构学等方面的研究.?80?有色金属(选矿部分)2011年增刊1图1立式搅拌磨机结构Fig.1Schemeofverticalspiralagitatingmillstructure物料与物料之间,物料与磨矿介质之间由于表面形状的凹凸不平在旋转搅拌过程中相互咬啮,使得物料突起的部分受力折断;2)物料与磨矿介质之间相互摩擦,由于摩擦物料的表面受到冷加工作用,表面出现塑性变形失去韧性从而表层不断地出现剥离;3)物料在摩擦力的反复作用下内部产生应力,最终产生疲劳断裂.3立式搅拌磨机研究方向E6j3.1优化结构.提高效率由于物料自身的性质,形状,加载情况,筒内浆料与磨矿介质形成的相对流体等诸多因素对于立式搅拌磨机搅拌的磨矿效果有着很大的影响,因此需要量化这些因素对于磨矿效率的实际影响,最终优化立式搅拌磨机的结构和工艺参数,同时通过优化结构有效地防止物料的聚集现象,进一步磨碎物料提高效率.3.2节能减排,加强环保随着立式搅拌磨机内部螺旋搅拌器的高速旋转,物料,磨矿介质,搅拌器,筒体之间产生摩擦,势必产生大量的热量,需要合理设计减少能量的大量损失,同时进一步降低噪声.同时,简体内壁与物料和磨矿介质之间磨损较大,选用合适的耐磨材料提高效率,降低温度,减少损耗.3.3超细磨研究进一步加强立式搅拌磨机超细粉碎过程的机械化学基础理论及应用研究,研究物料物理化学性质和晶体结构的变化即机械化学变化以及如何由物理化学性能诱发化学反应,推动立式搅拌磨机实现粉体深加工和粉体功能化技术的开发.3.4助磨剂的研究助磨剂对于调节矿浆状态,进而调节物料行为具有重要作用.合适高效助磨剂能够极大程度地提高磨矿效果,因此对这一问题进行深入研究,不仅具有理论价值,而且具有重要的实际意义.4立式搅拌磨机的应用l71_4.1石墨矿的细磨国内大部分石墨矿选矿厂采用的是普通卧式球磨机作为再磨设备,效率不高,产品质量效果不理想是普遍存在的问题.然而由于立式搅拌磨机的剥磨作用对于鳞片状石墨的剥片十分有利,既保护石墨鳞片又能使石墨与脉石矿物高效地解离.陕西石墨矿属鳞片状石墨,原工艺流程中二段再磨设备采用球磨机,精矿的品位较低,效果不理想.经工艺改进后,将细度为一74txm占70.11%,品位为87.22%的现场精矿,用立式搅拌磨机进行再磨再选.开路试验结果表明,当磨矿细度为一74txm占75.75%时,即可获得品位为94.05%,回收率为87%的高碳石墨精矿.实际结果说明,立式搅拌磨机由于其剥磨的工作原理,非常适用于石墨矿的细磨,既能保护石墨鳞片,又能大幅度提高石墨精矿品位.同样采用立式搅拌磨机作为再磨的石墨矿有鲁山石墨矿,广水石墨矿,大峪石墨矿.其中大峪石墨矿原来采用球磨机作为再磨设备,虽然磨得很细,但品位难提高.将细度一38txm含量占88.1%,品位为80.76%的现场中碳石墨产品,用立式搅拌磨机进行再磨再选试验.当磨矿细度为一38m含量占97.63%时,精矿品位提高至92.94%.4.2金矿石的细磨乳山金矿选矿厂原来采用1200mmx2400mm球磨机作再磨设备,改进后使用lO00mmx2400mm立式搅拌磨机后,磨矿细度提高了8.3%,电耗降低了51.66%,球耗降低22.66%,提高氰化浸出率4.88%,提高金总回收率0.66%,年经济效益增长14.56万元.4.3氧化铁粉的细磨淄博钴厂原用碾磨机,雷蒙磨细磨,得到的氧2011年增刊1吴任欧:立式搅拌磨机的研究与应用进展?8l?化铁粉产品粒度粗,质量不高,运转时产生大量粉尘,污染工作环境,影响工人健康.换用立式搅拌磨机作为再磨设备后的试验表明,产品细度由一43m占88%,提高到一43m占99.5%以上,提高了氧化铁的质量档次.该厂实践证明,采用立式搅拌磨机作细磨设备后,产品质量提高,电耗降低9%,设备操作人员由6名减少为1名,且改善了工人的工作环境,增加了经济效益.立式搅拌磨机作为一种提高金属矿,非金属矿的精矿品位的细磨再磨设备,具有节能高效,工艺简单,投资小,安装简易,能满足不同磨矿细度的要求.同时立式搅拌磨机在钼矿石,高岭土,云母,重质碳酸钙,铝矾土,硅灰石的细磨领域均取得明显的效果.参考文献1彭熹,严金中.立磨机的研究及应用J.非金属矿,1992(6):1820.2伍宏斌.立磨机的研究与应用J.湖南有色金属,1998,14(2):11-13.3秦玉成,谢金萍,李海军.立式磨机的发展与应用fJ.焦作大学,2003,4(2):7172.4母福生.破碎粉磨技术进展J.矿山机械,2003(4):68.5段菊英.搅拌磨机的结构特点及发展方向J.能源及环境,2006(16):5253.6严金中.立磨机磨矿原理的探讨J.矿冶工程,1998,18(1):29-30.7王翔云.用于细磨的塔式磨机tJ.建材工业信息,1991(18):4.8王清华,李建平,刘学信.搅拌磨的研究现状及发展趋势J.洁净煤技