（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）超細重鈣的生產(chǎn)和應用，其市場(chǎng)需求特點(diǎn)比較明顯：一是目前我國超細重鈣粉市場(chǎng)上主流需求的是600～1500目的重鈣產(chǎn)品；二是重鈣產(chǎn)品的附加值增值率偏低(與滑石、重晶石、高嶺土等相比)。要滿(mǎn)足市場(chǎng)要求及企業(yè)利潤這兩個(gè)條件，在選擇重鈣加工工藝和設備時(shí)，原則上要求技術(shù)成熟、產(chǎn)品質(zhì)量穩定、設備運行可靠、產(chǎn)品能耗低、噸產(chǎn)品投資低。
1 常見(jiàn)干法生產(chǎn)超細重鈣工藝性能比較
干法工藝設備主要有雷蒙磨、沖擊式粉碎機、攪拌磨、振動(dòng)磨、球磨機、環(huán)輥磨機和立式磨等，其中雷蒙磨主要加工200～400目粉體產(chǎn)品(配置分級機可分級加工出800目的產(chǎn)品，但產(chǎn)量較小)；沖擊式粉碎機、振動(dòng)磨可以用于加工800～1500目產(chǎn)品，但是能耗較高、生產(chǎn)能力偏??；攪拌磨配亞微米分級機可以用于加工1250～2000目產(chǎn)品，但能力也偏??；環(huán)輥磨主要用于加工800～1500目產(chǎn)品，具有能耗低的優(yōu)勢，但單機生產(chǎn)能力不夠大；球磨機加超細分級機可以加工600～2500目的超細粉體，單機的生產(chǎn)能力可以設計的很大，但能耗稍高；立式磨具有單機能力大，800目產(chǎn)品以機型不同，可以達到7～8t/h，突出優(yōu)勢是能耗較低(800目產(chǎn)品能耗約為90kW·h/t，而球磨機工藝能耗達120kW·h/t)。
常用的干法工藝能耗及產(chǎn)能如表1所示。為了進(jìn)一步說(shuō)明，以生產(chǎn)1 250目重鈣為例，分別從給料粒度、最佳生產(chǎn)細度范圍、粉碎機理、噸產(chǎn)品電耗、噸產(chǎn)品單機生產(chǎn)規模等生產(chǎn)技術(shù)性指標的角度，對不同干法工藝的實(shí)際運行參數進(jìn)行比較，比較結果如表2所示。
 通過(guò)表1和表2，對比上述幾種干法工藝可見(jiàn)：①從超細產(chǎn)品的單機生產(chǎn)規?？?，沖擊磨、干式砂磨機和環(huán)輥磨的單機生產(chǎn)能力都偏小，相比較而言，球磨機和立式磨在同等情況下可以獲得更高的產(chǎn)量，易于實(shí)現重鈣規?；庸?；②立式磨在重鈣超細加工時(shí)，最大特點(diǎn)是可以以較低的電耗(1250目以下產(chǎn)品時(shí))、較大的規模生產(chǎn)重鈣產(chǎn)品；③球磨的單機產(chǎn)能最大，在生產(chǎn)1 250目以上的產(chǎn)品時(shí)，性能更突出，這是立磨工藝無(wú)法比擬的。
由于重鈣生產(chǎn)工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)，故評價(jià)時(shí)不能全盤(pán)否定，需根據企業(yè)對產(chǎn)品需求和投資規模，選擇合適的重鈣生產(chǎn)工藝。但是在規?；拇筅厔荼尘跋?，采用球磨分級工藝以及立磨分級工藝是必然的選擇。
2 生產(chǎn)的工藝設備及其性能
2.1 球磨機配分級機生產(chǎn)工藝
球磨機，也稱(chēng)為回轉式球磨機，其細粉含量低于干式攪拌磨和振動(dòng)磨，但高于其他的粉碎設備。在經(jīng)過(guò)磨內改造后，因而其研磨能力得到大大改善，就成為高細球磨機，其細粉含量接近振動(dòng)磨，而過(guò)研磨現象又大大低于振動(dòng)磨。
高細球磨機配分級機工藝是當今世界先進(jìn)粉體技術(shù)公司強力推薦、歐美著(zhù)名粉體公司普遍采納的工藝方案。廣泛應用于重質(zhì)碳酸鈣、重晶石、滑石及高嶺土等非礦產(chǎn)品的加工。以生產(chǎn)重鈣微粉為例，可以生產(chǎn)600～6 000目(6 000目產(chǎn)品需另配亞微米分級機二次分級)之間的任一品種，特別適宜于800～2 500目之間的產(chǎn)品，單線(xiàn)生產(chǎn)規?？梢赃_到20萬(wàn)t/年。這一生產(chǎn)工藝完全符合生產(chǎn)重鈣類(lèi)低附加值產(chǎn)品要求投資少、技術(shù)成熟、工藝設備簡(jiǎn)單、產(chǎn)量大的原則。
高細球磨機配超細分級機生產(chǎn)重鈣的工藝，主要用于超細重鈣(800～2500目)的生產(chǎn)。所以，球磨機與分級機設備的能力配套問(wèn)題很關(guān)鍵，其工藝流程看似比較簡(jiǎn)單，但是，由于重鈣產(chǎn)品的細度波動(dòng)要求較高(≤±1.0μm)，對能耗也要求加以控制，所以，該工藝有其特殊性。
對于一條大型的重鈣生產(chǎn)線(xiàn)來(lái)講，大型球磨機的制造和使用技術(shù)比較成熟，在對球磨機進(jìn)行高細研磨改造后，球磨機系統可能只需要一套即可滿(mǎn)足研磨的需要。但是，因為受到諸多條件的限制，國產(chǎn)的分級機還不能做得很大(與ALPINE公司的ATP630/4相比)，為達到產(chǎn)量要求，可能要使用2套甚至多套分級機系統并聯(lián)或串聯(lián)使用(歐洲目前在產(chǎn)的大型重鈣企業(yè)常用數臺分級機并串連使用)。這樣就涉及到整個(gè)生產(chǎn)系統的協(xié)調及工藝一體化問(wèn)題，所以，大型生產(chǎn)線(xiàn)的設備配置并非諸多設備的簡(jiǎn)單疊加那么簡(jiǎn)單。下面以球磨機配分級機年產(chǎn)6.5萬(wàn)t 1250目重鈣超細微粉生產(chǎn)線(xiàn)為例作簡(jiǎn)單說(shuō)明，該生產(chǎn)線(xiàn)的工藝流程如圖1所示。
 一般工藝步驟可以歸納為：原料準備：方解石或大理石經(jīng)過(guò)選礦、水洗除雜，曬干送入堆棚。原料的破碎：分一段或兩段破碎，大塊石料先進(jìn)行粗破，再進(jìn)行細碎，細石料由斗式提升機送入原料儲庫待用。
原料的研磨與分級：這是一個(gè)閉路粉磨分級系統。來(lái)自原料庫的細石料，定量喂入高細球磨機進(jìn)行粉磨，出磨粉料送入超細分級機，產(chǎn)品細度可以在600～2 500目之間任意調節。細產(chǎn)品直接進(jìn)入高濃度高壓脈沖袋式收塵器一次性收集；粗粉出分級機，由粗粉螺旋輸送機送回球磨機頭部，與原料混合再入球磨機粉磨。至此，完成一次生產(chǎn)循環(huán)。
目前，球磨+超細分級機的工藝路線(xiàn)非常成熟，球磨機的大型化中國處于國際先進(jìn)水平，超細分級裝備的大型化發(fā)展也比較成功，與國外相比差距較小。該工藝技術(shù)和裝備可以滿(mǎn)足非礦大規模生產(chǎn)600～2500目產(chǎn)品的要求，操作便利，產(chǎn)品質(zhì)量穩定。
根據經(jīng)驗，對大于2500目以上產(chǎn)品的生產(chǎn)，不建議采用球磨分級一次性出品生產(chǎn)，而是采用二次分級的方式生產(chǎn)，可以大大降低能耗。球磨機加分級生產(chǎn)超細重鈣的另外一大優(yōu)勢是，采用球磨機研磨的顆粒形狀基本呈球形結構，顆粒形貌比較規整，表面能較其他碾壓設備生產(chǎn)的粉體低，對下游產(chǎn)品的品質(zhì)有提升，所以很受下游客戶(hù)的歡迎。在有些場(chǎng)合，必須要用球磨機配超細分級機生產(chǎn)的重鈣粉體才能滿(mǎn)足新材料的性能要求。所以，球磨+超細分級機的工藝路線(xiàn)，在重鈣深加工行業(yè)是主流的路線(xiàn)之一。
2.2 立式磨生產(chǎn)工藝
立式輥輪磨機(簡(jiǎn)稱(chēng)立式磨)技術(shù)是德國人發(fā)明的，實(shí)際上立式磨的粉磨機理與雷蒙磨類(lèi)似，都屬于碾壓粉碎，所以它在單位時(shí)間內產(chǎn)生的細粉量偏少(與球磨相比)。由于磨輥的施壓是采液壓方式進(jìn)行，磨輥對物料的碾壓壓力更大，所以其粉碎效率要遠遠好于雷蒙磨等碾壓粉碎設備。起初，立式磨都為二輥結構，主要用于生產(chǎn)400目以下的粗粉。
為提高單位時(shí)間細粉含量，又開(kāi)發(fā)了三輥立式磨，細粉含量得到了較大改善，但一般仍以生產(chǎn)1 000目以下的產(chǎn)品為主。后來(lái)有人對上部的分級機進(jìn)行了改造，可直接生產(chǎn)1 500目以下的微粉。利用出磨的600～1 250目產(chǎn)品，另配超細分級機進(jìn)行二次分級，也可以生產(chǎn)1 250目以上的產(chǎn)品。
目前，國外及中國臺灣的超細立式磨可以達到規模一次性生產(chǎn)出1250目(產(chǎn)量4.5t/h左右)，小規格立磨最細也可以生產(chǎn)1 500目的微粉。大陸的超細立式磨目前的技術(shù)現狀是，可以大規模一次性生產(chǎn)325～600目產(chǎn)品，采用小規格立式磨時(shí)，可以一次性生產(chǎn)到800目(產(chǎn)量4.0～4.4t/h)。大型立磨(600目產(chǎn)量10t/h以上)還沒(méi)有解決生產(chǎn)600目以上的粉體的難題，無(wú)法實(shí)現重鈣產(chǎn)品的大規模超細化生產(chǎn)。下面以國產(chǎn)立式磨配二次分級系統年產(chǎn)5萬(wàn)t 800目重鈣超細微粉生產(chǎn)線(xiàn)為例作簡(jiǎn)單說(shuō)明，工藝流程如圖2所示。
 立式磨系統的工藝比較簡(jiǎn)單，相比較球磨生產(chǎn)而言，入磨的物料粒度較球磨大，≤30mm的原料可以直接入磨。經(jīng)立式磨處理后的細粉直接由收塵器收集得到600～1 250目成品重鈣。如有需要可以在此成品中再進(jìn)行二次分級，從中提取1 250目以上的細粉。從節能、規?；耙欢ǔ潭鹊木毣a(chǎn)重質(zhì)碳酸鈣微粉的角度，立式磨+二次分級工藝可以適應600～2 500目超細重鈣粉體的規?；a(chǎn)，其最明顯的優(yōu)勢在于1 250目以下重鈣生產(chǎn)的節能。但是，該工藝仍然存在二次分級下品如何處理及2500目以上功能化、超微細化產(chǎn)品如何實(shí)現的兩個(gè)問(wèn)題?？傊?，立式磨工藝在重鈣加工行業(yè)也是主流的路線(xiàn)之一。
2.3 球磨+分級與立式磨干法工藝技術(shù)性能比較
球磨機加精細分級機具有單機能力大的優(yōu)點(diǎn)，可以大規模一次性加工d97=5～22μm的超細粉體(另配亞微米分級機二次分級，可以生產(chǎn)細至d97=2～5μm的亞微米粉體)，雖然能耗稍高(與立式磨比較1 250目以下產(chǎn)品)，但是其產(chǎn)品的比表面積大，產(chǎn)品顆粒形狀好。
立式磨也具有單機能力大的特點(diǎn)，可以達到600目12t/h，突出優(yōu)勢是能耗低，因此，立式磨在加工600～1 250目以下粉體產(chǎn)品時(shí)具有單機產(chǎn)量高、能耗低的優(yōu)勢。
立式磨可以節約能耗的原因在于它和球磨是兩種不同的技術(shù)路線(xiàn)，立式磨是采用碾壓、剪切原理對物料進(jìn)行粉碎，可以即時(shí)將達到粒度要求的顆粒隨氣流帶走，避免了物料在球磨機內部的過(guò)研磨現象，從而達到了節能的目的。立式磨的最大特點(diǎn)是在1 250目以下的重鈣生產(chǎn)中電耗方面優(yōu)于球磨，較球磨機工藝，可節電20%～30%左右。
用立式磨生產(chǎn)重鈣的工藝在日本和我國臺灣地區用得較多，目前在大陸的臺商也基本采用這個(gè)工藝來(lái)生產(chǎn)重鈣產(chǎn)品，歐洲和美國等其他發(fā)達地區因為對粉的品質(zhì)要求較高，均采用傳統的球磨配分級機工藝，除此以外的國家和地區使用立磨較少。國內目前實(shí)行球磨與立磨工藝并舉?，F將立式磨與球磨機的加工系統進(jìn)行比較，結果列于表3。
 3 結論
球磨機配分級機工藝可以滿(mǎn)足規?；a(chǎn)重鈣粉從600～6 000目各種產(chǎn)品，因顆粒形狀好及比表面積高，所以應用范圍比較廣泛。但是，由于球磨機研磨中不可避免的存在過(guò)研磨現象，產(chǎn)品的能耗相對較高。
立式輥壓磨利用碾壓粉碎原理，可以即時(shí)將達到粉碎粒度要求的顆粒隨氣流帶走，從而避免了球磨機的過(guò)研磨情況，達到了節能的目的。但是立式輥壓磨一般只能一次性生產(chǎn)1 250目以下的粉體，大型立式磨在生產(chǎn)325～600目重鈣產(chǎn)品時(shí)節能效果比較明顯。從超細產(chǎn)能看，球磨機工藝產(chǎn)能更大。
綜上所述，對于重鈣超細深加工的規?；a(chǎn)，球磨機配分級機和立式輥壓磨這兩種工藝裝備可以滿(mǎn)足要求，兩種工藝裝備技術(shù)各有優(yōu)勢，未來(lái)在重鈣加工行業(yè)將并舉使用。
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