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1、概述
    攪拌球磨機是當前超細物料加工中的眾多超細磨設(shè)備中，最有發(fā)展前途、能量利用率最高、產(chǎn)品粒度最細的一種設(shè)備。由于其結(jié)構(gòu)簡單，操作維修方便，被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)礦物如高嶺土、石墨、云母、硅灰石、氧化鐵紅、磁性材料、氧化鋁、重質(zhì)碳酸鈣、滑石、石英、鋯英砂、碳化硅、地開石、伊利石、瓷石、膨潤土等的加工中。高強度攪拌球磨機用于高嶺土、石墨、云母等物料加工時可獲得片狀產(chǎn)品，因此也稱為剝片機。
    高嶺土是一種重要的非金屬礦物原料，其應(yīng)用范圍日益廣闊。目前世界高嶺土總產(chǎn)量約為3 000萬t/a，其中我國高嶺土產(chǎn)量約為70—- 90萬t／a口2000年我國高嶺土需求量達到150萬t/a，其中優(yōu)質(zhì)高嶺土40萬t/a。近年來，在高嶺土開發(fā)利用中煤系高嶺土成為國內(nèi)研究和投資的熱點。我國煤系高嶺土資源豐富，已探明儲量約16. 73億t，占世界總儲量10%遠景及預(yù)測儲量約245. 78(/t，且許多是高嶺石含量高（≥90%、質(zhì)量好的優(yōu)質(zhì)高嶺巖。由此可見，在我國開發(fā)利用高嶺土，特別是煤系高嶺土，有很重要的意義。而高嶺土開發(fā)中超細磨是必不可少的，這一工藝過程中攪拌球磨機是最經(jīng)濟有效的首選設(shè)備。因此攪拌球磨機和高嶺土深加工有密切聯(lián)系，研制新型高效大型攪拌球磨機剝片機新產(chǎn)品用于高嶺土剝片，可促進高嶺土深加工技術(shù)的發(fā)展，改善高嶺土超細磨流程的效率和設(shè)備配置，降低成本，提高經(jīng)濟效益。
2、國內(nèi)外現(xiàn)狀
2 1攪拌球磨機的發(fā)展過程和國外情況
  攪拌球磨機最早是由聯(lián)合工藝公司(Union Proces sInc)于1928年發(fā)明的，該公司80年代開發(fā)的At tritor攪拌球磨機仍是國際著名產(chǎn)品，國內(nèi)一些產(chǎn)品就是仿制該公司的。
    1939年美國礦山局設(shè)計制造了一種新的攪拌球磨機，用于浮選之前清理礦物表面，使用中發(fā)現(xiàn)該設(shè)備是一種很有效的細磨設(shè)備。50年代末至60年代初，美國礦山局對該設(shè)備進行了深入研究，并用來大規(guī)模加工高嶺土和氧化鉍。
    1948美國杜邦公司u Pont)開發(fā)出了高速攪拌球磨機一砂磨機，主要用于生產(chǎn)油漆工業(yè)顏料，使攪拌球磨機獲得了重大發(fā)展。
    50代日本科波塔磨機opper Tower Mil l）公司開發(fā)了新型的攪拌球磨機一塔磨機，在超細磨和化學處理領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。
    60臣70年代，改進了攪拌磨的排礦裝置并使攪拌器轉(zhuǎn)速不斷提高。
    197 9年美國MPSI公司購買了日本的塔磨機專利，稱之為立式攪拌球磨機，并應(yīng)用于鉛鋅礦、金礦等工業(yè)部門。9 0年代初該公司并入瑞典斯維達拉Gvedala)公司。
    1969-- 1972年，美國工業(yè)礦物工藝設(shè)備公司(IMPE兩發(fā)明了專利技術(shù)——高強度超細攪拌球磨(剝片)工藝，特點是使用一定種類和粒度的介質(zhì)，在一定的礦漿濃度下和一定的礦漿價質(zhì)體積比例下，進行高強度攪拌粉磨，可獲得高比率-2μm量的產(chǎn)品。該公司根據(jù)這一專利，并按照大規(guī)模生產(chǎn)的要求研制了HvM雙槽剝片機。該設(shè)備采用方形斷面的立式槽體，具有攪拌速度高、超細磨效率高、生產(chǎn)能力大可連續(xù)生產(chǎn)等優(yōu)點。美國佐治亞各高嶺土公司就使用這種設(shè)備。
2 2.國內(nèi)情況
    80年代后期以來，我國開始引進并研制各種攪拌球磨機和剝片機，主要有以下幾種：
    ①批量式攪拌球磨機如北京礦冶研究總院引進美國聯(lián)合工藝公司20 0-sr型攪拌球磨機，并參照該設(shè)備研制的SJ-9 0型攪拌球磨機鄭州東方機器廠研制的ZJM型攪拌球磨機等。這類攪拌球磨機的主要特點是：槽體為立式圓桶形，固定安裝；攪拌器采月圓棒形攪拌件攪拌速度較低，攪拌強度弱槽體、攪拌器等磨損件采用聚氨酯襯；用循環(huán)泵使物料外循環(huán)以保證粉磨均勻；利用簡體夾層或外部冷卻器對物料進行冷卻。這一類攪拌球磨機攪拌速度較低，屬于低強度攪拌球磨機，規(guī)格為中小型，國內(nèi)近年來
廣泛制造和使用的超細磨設(shè)備就是這一類產(chǎn)品。
    (2)既系列或Iv系列剝片機立式圓斷面簡體內(nèi)襯剛玉，攪拌器為立式多圓盤外襯聚氨酯彈性體，不污染產(chǎn)品；濕法連續(xù)作業(yè)。山西某煤系高嶺土廠設(shè)計產(chǎn)量為1 0 000t/a，選用BP8 ~lJ片機22臺，8臺串聯(lián)可達-2u  m9 0WJ產(chǎn)品粒度。其安裝功率為30kW筒體容積0. 080rrf，攪拌器直徑為255rW轉(zhuǎn)速820 r／min整機質(zhì)量2 5t。目前最大規(guī)格為MB300型，簡體容積0. 3rrf，安裝功率75kWr攪拌器直徑為315rm轉(zhuǎn)速810 r／min,整機質(zhì)量5t。廠家介紹用于處理煤系高嶺土時，4臺串聯(lián)產(chǎn)量可達1. 5t／h左右，產(chǎn)品粒度可達-2 u m90%左右。
    ⑧GSLM-400型攪拌磨為超細盤式攪拌磨機，圓斷面簡體內(nèi)襯有航空橡塑或剛玉，攪拌器為多片多孔盤外襯航空橡塑，下部進漿上部出漿，出漿口有不銹鋼篩網(wǎng)，簡體外設(shè)水冷系統(tǒng)。工作方式有外循壞方式、多臺串聯(lián)連續(xù)磨礦方式和批量磨礦方式三種。筒容積0. 408m3，安裝功率30～45kW用于-3 25目的朔州煤系高嶺土剝片時，在30%的最適宜濃度下磨至_2um90%處理能力約為260kg／h。
    (4)美國IMPE）槽剝片190年代中湛江科林高嶺土公司引進了5臺這種設(shè)備，每臺兩槽容積共1 0ms左右，兩套傳動裝置安裝功率共1 50kV~用于當?shù)剀涃|(zhì)高嶺土剝片，給料粒度為-4 00目，其中-2μm占55%產(chǎn)品粒度可達-2u m9 0%以上，單機能力為4t／h
3、GJ5×2大型雙槽高強度攪拌球磨機原0片機的研制
3 1攪拌球磨機研制與應(yīng)用中急需解決的問題
    目前國內(nèi)在攪拌球磨機和剝片機研制與應(yīng)用方面普遍存在和需要解決的問題主要有：
    ①設(shè)備大型化
    隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，超細物料市場需求迅速增長，促使制造廠生產(chǎn)能力日益擴大，產(chǎn)品質(zhì)量日益提高。如新建的高嶺土廠設(shè)計能力多在10 000t/a以上，甚至高達1 0萬t/a，普遍可達雙90產(chǎn)品。這就要求超細磨或剝片設(shè)備不斷向大型化方向發(fā)展。這時如采用中小型設(shè)備一般存在以下缺點：①設(shè)備數(shù)量過多，維護、管理工作量大；②串聯(lián)工作的設(shè)備數(shù)量多，故障停車率高，一臺出故障全線停車；⑧串聯(lián)工作各設(shè)備間用泵和管道連接，附屬設(shè)備和備件多，增加了生產(chǎn)線的故障停車率；④復雜的流程和設(shè)備連接將導致較高生產(chǎn)成本。
    ②攪拌粉磨過程強度的提高
    提高設(shè)備能力和產(chǎn)品細度兩方面都要求設(shè)備具有較高的攪拌粉磨強度，以提高超細磨生產(chǎn)效率和磨剝強度。這主要以攪拌器圓周速度為標志。攪拌粉磨過程強度不足將造成以下問題：①超細磨生產(chǎn)效率低下，粉磨時間長，產(chǎn)量低；②磨至超細階段的一定粒度范圍時，粒度就難以繼續(xù)減小。
    ③攪拌粉磨過程產(chǎn)生的熱量的排放
    低強度攪拌粉磨和中小型設(shè)備多臺串聯(lián)易產(chǎn)生熱量聚集，需要采用夾層水冷或外部冷卻器排放熱量。大型高強度單機使用的設(shè)備則因超細磨速度快，熱量來不及聚集而不需考慮熱量的排放。
    (4)攪拌器、槽體和介質(zhì)磨損，以及磨損對物料造成的污染
    有多種耐磨材料可供選用，問題已不難解決。a2設(shè)備類型、規(guī)格和主要技術(shù)性能的確定
    根據(jù)上面的分析，針對目前國內(nèi)在攪拌球磨機和剝片機研制與應(yīng)用方面普遍存在和需要解決的問題，北京礦冶研究總院研制了GJ5×2大型雙槽高強度攪拌球磨機/剝片機。其主要特點是：①為大規(guī)格產(chǎn)品，每臺兩槽容積共1 0rrf，兩套傳動裝置安裝功率共150 kW產(chǎn)量可達1.5～4 0t/h,可滿足大規(guī)模連續(xù)超細磨生產(chǎn)的要求，是目前國內(nèi)最大規(guī)格和能力的超細磨剝片設(shè)備②攪拌速度較高，超細磨過程強烈，粉磨效率高，產(chǎn)品粒度細，因此稱為高強度攪拌球磨機/剝片機；⑧工作方式為連續(xù)式，物料先進入第一槽預(yù)磨，再進入第二槽精磨，然后排出，即為合格產(chǎn)品或在外部分級；④槽體為立方體形，兩槽相連。兩槽各有一套驅(qū)、傳動裝置和攪拌器；驅(qū)、傳動裝置位于槽體上方⑤槽體斷面為矩形，造成物料運動紊亂，有利于提高超細磨效率；⑤攪拌器為葉輪式，攪拌作用強⑦槽體和攪拌器等磨損部件都襯有耐磨襯，不污染物料；⑧不需物料冷卻裝置；⑨采用獨特的帶負荷啟動方式。
4、GJ5×2大型雙槽高強度攪拌球磨機原0片機用于高嶺土剝片的效果
4 1模擬生產(chǎn)負荷試驗
    GJ5×2大型雙槽高強度攪拌球磨機制造完成后，在制造廠進行了模擬生產(chǎn)負荷試驗。由于現(xiàn)場條件所限，試驗采用批量工作方式。礦樣為山西朔州煤系硬質(zhì)高嶺土（燒前），其粒度為- 325目，其中-45u m含量為95%  -2 u m含量為13. 4%用料It，分散劑用量0.2%要求磨至-2 u m75~試驗原料和產(chǎn)品粒度分析結(jié)果見表1，試驗中_2 μm量隨時間的變化關(guān)系見下圖。由圖可見，該物料磨至-2 um75~用時間3 0mi n左右，以此推算處理量可達到2t／h左右。
4 2用于朔州煤系硬質(zhì)高嶺土剝片的效果
    GJ5×2型雙槽高強度攪拌球磨機/剝片機于2000年1月在山西省朔州市平瑞高嶺土公司進行了試生產(chǎn)。原料為朔州煤系高嶺土（煅燒前），粒度為-325目，其中-45μm量為950%-2 u m含量為16. 20/Gb試生產(chǎn)前進行了不同濃度和產(chǎn)量的探索試驗，結(jié)果表明其適宜的磨礦濃度為40%在這一濃度下進行的試生產(chǎn)不同產(chǎn)量時的排礦產(chǎn)品粒度見表2。由表2可見，工業(yè)試驗結(jié)果達到并超過了設(shè)計要求的指標，在1.8t／h的產(chǎn)量下排礦粒度可達-2 um80%右。
4 3用于南方沿海軟質(zhì)高嶺土剝片的效果預(yù)測
    90年代中湛江科林高嶺土公司引進了5臺美國IMPEX公司FMM剝槽剝片機，用于當?shù)剀涃|(zhì)高嶺土剝片。1998年進行了試生產(chǎn)，共運轉(zhuǎn)20余天，給料粒度為-4 00目，其中-2 u m占55%單機能力為4t／h產(chǎn)品粒度達到-2um90%以上，超過了-  2um85%的設(shè)計指標。GJ5×2大型雙槽高強度攪拌球磨機/剝片機設(shè)備和工藝參數(shù)與該設(shè)備基本相同，因此具有達到上述指標的能力。
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