（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）經(jīng)過(guò)近年來(lái)的努力，我國已能生產(chǎn)各種類(lèi)型的超細粉碎設備，基本上能滿(mǎn)足我國非金屬礦實(shí)際生產(chǎn)中的需要。隨著(zhù)富礦、易選礦石資源的不斷消耗，難選礦石的比重越來(lái)越大，國內現有大量金礦、弱磁性鐵礦、錳礦、磷礦、鋁土礦等因為目的礦物及伴生礦物嵌布粒度太細而無(wú)法有效分選，礦產(chǎn)資源的礦物之間微細嵌布特性決定了必須對礦石進(jìn)行超細磨，使其單體解離，方能實(shí)現礦物的有效分選。
在礦石細磨或超細磨作業(yè)中，當采用常規磨礦技術(shù)( 如球磨機) 單體解離礦石中的礦物時(shí)，磨礦能耗及生產(chǎn)成本是相當高的。即使磨礦細度能夠使礦物得到單體解離，但產(chǎn)品過(guò)磨現象嚴重，使得許多有用礦物損失到礦泥中。超細磨技術(shù)已在化妝品和工業(yè)礦物等領(lǐng)域中應用了幾十年，立式攪拌磨因適應大處理量的金屬礦石超細磨礦作業(yè)要求而得到了廣泛應用，立式攪拌磨礦技術(shù)的研究與應用為企業(yè)和國家帶來(lái)了顯著(zhù)的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益，其市場(chǎng)前景廣闊。
1 立式螺旋攪拌磨機
1. 1 Vertimill 磨機
1. 1. 1 結構和工作原理
1928 年Klein 和Szegvari 最先提出了攪拌磨機概念，1952 年河端重勝博士發(fā)明塔磨機( TowerMill 即立式螺旋磨礦機)。第一臺在礦物加工應用的立式螺旋磨礦機是由日本Kubota 公司制造的，Metso 礦物公司于1979 年取得該項技術(shù)，生產(chǎn)的磨機叫作Vertimill 磨機。磨機由垂直筒體、螺旋攪拌葉片、分級設備和驅動(dòng)裝置等部分組成。
濕式Vertimill 磨機及閉路生產(chǎn)系統圖見(jiàn)圖1。磨機垂直筒體內的主( 豎) 軸上裝有螺旋攪拌葉片( 或攪拌器) ，由電動(dòng)機的驅動(dòng)裝置帶動(dòng)它作旋轉運動(dòng)，以此強迫攪拌筒體內的研磨介質(zhì)和被磨物料旋轉，使物料受到研磨作用而粉碎。經(jīng)過(guò)研磨的細粒產(chǎn)品上升至磨機筒體上部自流溢出，粉碎產(chǎn)品由磨機流入分級機，再經(jīng)水力旋流器進(jìn)行分級，溢流即為磨礦產(chǎn)品，粗粒通過(guò)管道返回磨機再磨。
 1. 1. 2 技術(shù)性能與應用
Vertimill 磨機的基本磨碎作用是由磨剝而不是沖擊過(guò)程實(shí)現的，因此其給料粒度不能太大，一般為小于3 mm。磨礦筒體垂直安裝主要基于下述考慮: ( 1) 介質(zhì)在攪拌器作用下作多維連續循環(huán)旋轉，而不是象臥式磨礦機內那種在垂直方向作用及拋物線(xiàn)運動(dòng)，這樣研磨介質(zhì)不克服重力作功，從而節省能量; ( 2) Vertimill 磨機筒體直徑小、高度大，從而增加了研磨介質(zhì)間的壓力，當磨礦介質(zhì)轉動(dòng)時(shí)就增加了對物料的研磨力。
因此，這種設備適合于物料的細磨及超細磨。研磨介質(zhì)的壓力有一適宜范圍，在此范圍內磨礦效率高而功耗低; 當超出此范圍時(shí)，磨礦效率就不再提高; 因此，這種磨機的高徑比( H/D) 有一適宜值; ( 3) 磨機主要通過(guò)磨剝作用來(lái)實(shí)現細磨工作，該磨機螺旋外緣圓周速度為3 m/s左右，介質(zhì)為12～30 mm 的鋼球，作為超細磨時(shí)，研磨介質(zhì)尺寸還應小些。允許的給料粒度較粗，產(chǎn)品粒度常在10～20 μm，多用于選礦再磨回路中。
實(shí)踐證明，Vertimill 磨機是一種用途廣泛的磨礦設備，可處理粒度小于6 mm 的礦石，主要用于粗磨、二段磨、再磨和細磨作業(yè)中，處理硬度較低的物料時(shí)，可研磨至小于20 μm 的產(chǎn)品。Vertimill磨機規格從11 kW 到2 240 kW，新近開(kāi)發(fā)最大功率2 240 kW 的磨機其最大處理量可達2 000 t /h。磨機優(yōu)點(diǎn)是能效高，一般提高30% ～ 35%，有報告稱(chēng)節能超過(guò)50%。同時(shí)介質(zhì)消耗低，維護保養要求低，使用壽命長(cháng)，作業(yè)率高達98%; 設備基礎簡(jiǎn)單、安裝期短和安裝成本低，占地面積小; 噪音通常低于85 db。
1. 2 JM 螺旋攪拌磨機
1. 2. 1 結構和工作原理
JM 立式螺旋攪拌磨機是上世紀八十年末長(cháng)沙礦冶研究院研發(fā)的一種最具代表性的立式攪拌超細磨機。磨機結構如圖2 所示。由傳動(dòng)裝置、筒體、螺旋攪拌器和機架等組成，磨機筒體徑高比為1∶5 ～1∶6。傳動(dòng)裝置采用三角皮帶和減速機減速; 筒體內襯材質(zhì)有合金耐磨鋼、不銹鋼、聚氨酯或工程陶瓷;螺旋攪拌器采用合金耐磨鋼、不銹鋼、聚氨酯制作。
工作時(shí)，物料調漿后從筒體下部用泵打入，對較粗的物料或干磨物料從筒體上部給入。電機經(jīng)減速機驅動(dòng)螺旋攪拌器旋轉，磨礦介質(zhì)和物料在筒體內作多維循環(huán)運動(dòng)和自轉運動(dòng)，介質(zhì)和物料在筒體內上下、里外相互交換，在磨礦介質(zhì)壓力和螺旋回轉產(chǎn)生的擠壓力下利用摩擦、少量的沖擊和剪切粉磨物料。磨機常與水力旋流器構成閉路磨礦分級作業(yè)。
 1. 2. 2 技術(shù)性能與應用
由于JM 立式螺旋攪拌磨機具有獨特的結構和工作參數，具有如下顯著(zhù)特點(diǎn):
(1) 磨剝離特性。粉磨作用以磨剝離為主。少量的沖擊和剪切作用。摩擦研磨磨礦是細磨和超細磨礦作業(yè)中最有效的粉磨方式。充分利用能量有效研磨物料。
(2) 分層研磨特性。在磨礦區域內介質(zhì)表面壓力是由介質(zhì)重量壓力和離心運動(dòng)產(chǎn)生的擠壓力組成。介質(zhì)表面壓力從磨機筒體上部到下部逐漸增大，在介質(zhì)充填的最底層磨礦作用最強烈。粗顆粒由于沉降在磨機筒體下部而得到有效磨礦。
(3) 內部分級磨礦特性。濕法磨礦時(shí)，在介質(zhì)充填的筒體上部是攪拌分級區域，物料按自然沉降和離心沉降分級，減少了過(guò)粉磨。
(4) 高能效特性。磨機內獨特的介質(zhì)運動(dòng)規律，即介質(zhì)的多維運動(dòng)和自轉運動(dòng)能夠均衡地將螺旋器的能量彌散到各個(gè)部位，實(shí)現能量高效利用。
JM 立式螺旋攪拌磨機自研制以來(lái)，已成功地在黃金、磁材、錳業(yè)、化工、稀土和無(wú)機非金屬等行業(yè)和領(lǐng)域的細磨作業(yè)中得到了廣泛應用，應用數量達260 多套臺。
由于礦山行業(yè)的再磨作業(yè)用于金銀礦、銅精礦、鉛鋅礦、鉬礦、鎳礦鐵礦再磨作業(yè)或者潔凈煤的水煤漿制備、煙氣脫硫( FGD) 生產(chǎn)石灰石漿等細磨作業(yè)，產(chǎn)品細度－400 目大于95%或更細，設備生產(chǎn)具有節能、占地面積小及噪音低等優(yōu)點(diǎn);
用于電解錳的超細磨礦。濕磨電解錳片制造四氧化三錳，貴州松桃錳礦、湖南特種金屬材料廠(chǎng)等單位氧化錳廠(chǎng)用JM 立式螺旋攪拌磨機細磨電解錳片，給料粒度3 mm，產(chǎn)品細度－ 500 目大于95%。
稀土礦的超細磨礦。益陽(yáng)稀土總廠(chǎng)、樂(lè )山普而美、上海君太公司和株洲硬質(zhì)合金廠(chǎng)鉭鈮分廠(chǎng)獨居石和稀土礦的細磨生產(chǎn)，給料粒度為80 目，產(chǎn)品細度－ 400 目大于95%的要求。
經(jīng)過(guò)十多年的改良工作，該院在綜合吸收塔式磨( JM 立式螺旋攪拌磨) 、攪拌磨、砂磨機和環(huán)隙磨等設備結構特點(diǎn)，利用這些年來(lái)從事超細粉碎設備的研究成果、經(jīng)驗和工藝技術(shù)繼而研制成功了新型高效LXM 大型棒式( 或盤(pán)式) 攪拌超細磨機。新設備已應用在重鈣、高嶺土、碳化硅、石榴子石等非金屬礦行業(yè)領(lǐng)域超細粉碎作業(yè)。用于國內多家紙業(yè)企業(yè)的研磨重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)線(xiàn)的磨礦生產(chǎn)，年產(chǎn)量2 萬(wàn)t 至10 萬(wàn)t，給料－325 目≥97%，產(chǎn)品－2 μm 含量≥90% ～ 95%。取得了重碳酸鈣濕法研磨設備大型化生產(chǎn)的突破，促進(jìn)濕法研磨重鈣的品質(zhì)提高和生產(chǎn)成本的降低。
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