（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）礦物細磨和超細磨的最大挑戰是在較低的能源費用和高的磨礦處理量下獲得所要求粒度的磨礦產(chǎn)品。一般規定細磨和超細磨的磨礦產(chǎn)品P80粒度分別為20μm 和7μm。
在碎磨過(guò)程中，礦粒單體解離所需要的電能消耗約占選礦廠(chǎng)總費用的70%。在應用常規的球磨機將礦粒磨至20μm以下時(shí)， 磨礦費用隨磨礦細度變細呈指數函數關(guān)系增加。
用球磨機細磨的一個(gè)問(wèn)題是球磨機的運轉速度很慢， 因為當磨機轉速高于臨界轉速時(shí)，磨礦介質(zhì)受離心力作用隨圓筒一起旋轉。低速磨機的功率強度較低，在細磨時(shí)， 低功率強度不能滿(mǎn)足礦物工業(yè)所要求的高的磨礦處理量。為了有效地將能量傳遞給磨礦介質(zhì)，球磨機需要使用直徑大于20 mm 鋼球。這種磨礦介質(zhì)對于細磨粒度小于20 μm的顆粒是太大了。
并且，磨球主要產(chǎn)生沖擊和研磨壓力，在礦粒很細時(shí)，這兩個(gè)力不能很好地碎磨細顆粒。在有效細磨方法研究過(guò)程中， 研制最新型磨礦機，即立式攪拌磨機和臥式攪拌磨機。它們都有一個(gè)固定的磨礦室，應用小的磨礦介質(zhì)，在磨機中借助一套高速旋轉的攪拌器操作。攪拌磨機依靠高強度攪拌作用，有效帶動(dòng)小的磨礦介質(zhì)， 形成很多壓縮的旋轉介質(zhì)層，這個(gè)介質(zhì)層可以產(chǎn)生壓力和扭轉力。這兩個(gè)力比球磨機中產(chǎn)生的沖擊力和研磨力磨碎微粒要有效得多。
在細磨和超細磨中以下3 種攪拌磨得到了工業(yè)應用：塔磨機?Isa 磨機和Detritor 磨機。塔磨機和Detritor 磨機是立式攪拌磨機，它們有鋼制螺旋和用于攪動(dòng)磨礦介質(zhì)的長(cháng)棒，Isa 磨是大型臥式攪拌磨,其中有作為攪拌器的圓盤(pán)。
1 塔磨機
在礦物工業(yè)中用于細磨的塔磨機最初是由日本Kubota 塔磨機公司制造的。這種工藝現在由Metso礦物公司提供，這種磨機叫作VertiMill磨機。在賤金屬礦石和金礦石加工中塔磨機得到了廣泛應用。磨機有一個(gè)立式固定的磨礦室，其中有一個(gè)螺旋攪拌器，用于攪動(dòng)直徑為12 mm 的鋼球磨礦介質(zhì)。螺旋以梢速度為3 m/s 旋轉。礦漿泵將原礦漿從磨機的底部給入，并將磨礦產(chǎn)品從磨機頂部作為溢流壓出。
另一方面， 當塔磨機在將給料磨至P80= 20μm后， 磨礦產(chǎn)品的粒度再減小就比較困難了。這是因為塔磨機使用直徑12mm 的標準磨礦介質(zhì)。應用較小的磨礦介質(zhì)可以節能，但是， 在應用直徑小于12 mm 的鋼球的試驗中經(jīng)常遇到鋼球會(huì )從磨機中溢出的問(wèn)題。
為了在節省能量的前提下將礦粒磨至-20mm，需要應用攪拌磨，如Isa磨機和Detritor 磨機。
在選礦中塔磨機主要用在再磨回路中?當磨機與小直徑旋流器成閉路和給料足夠細時(shí)，塔磨機回路可產(chǎn)出很細的產(chǎn)品。塔磨機在鉛鋅選礦廠(chǎng)中的細磨實(shí)例如圖2 所示。塔磨機與直徑150 mm 旋流器成閉路。給礦粒度為F80= 17.4μm，磨礦產(chǎn)品粒度為P80 = 12.7μm。
2 Isa 磨機
Isa 磨機是由Mount Isa 礦山與德國NetzschFeinmahltec 公司共同研制的。它是由顏料工業(yè)所用的Netzsch 攪拌磨改進(jìn)過(guò)來(lái)的。Isa 磨機有一組水平安裝在懸臂軸上的圓盤(pán)( 圖3) 。這些圓盤(pán)以梢速度為20m/ s 高速旋轉。為了有效的應用小的磨礦介質(zhì)，圓盤(pán)高速旋轉是很重要的。從表1 可以看出，在磨機體積給定時(shí)，磨礦介質(zhì)的個(gè)數及其表面積隨介質(zhì)的尺寸減小而顯著(zhù)增大。因此, 在Isa 磨機作為細磨和超細磨時(shí)，它具有很高的處理量和高的能量效率。
兩種磨機所需要的磨礦時(shí)間不同是磨機處理能力或產(chǎn)生最終產(chǎn)品的速率的度量。即使Isa 磨機節能效率給人以很深的印象，而它能以很高的速度產(chǎn)生細顆粒的能力是它成功的關(guān)鍵。在礦物工業(yè)中，首先是磨礦機的處理能力決定著(zhù)新型磨礦工藝的未來(lái)。
Isa 磨機不需要用篩網(wǎng)就可將細粒磨礦介質(zhì)保存在磨機中。它應用位于排料端的介質(zhì)和磨礦產(chǎn)品分離器排放磨礦產(chǎn)品， 這種分離器可產(chǎn)生很高的離心力，使介質(zhì)保存在磨機中， 而讓最終磨礦產(chǎn)品通過(guò)。
因為沒(méi)有攔著(zhù)介質(zhì)的篩網(wǎng)，就不存在篩網(wǎng)堵塞問(wèn)題，甚至在應用低能力的磨礦介質(zhì)時(shí)，Isa 磨機也具有很高的處理能力。工業(yè)規模的Isa 磨機所用的磨礦介質(zhì)有粒狀的銅和鉛冶煉渣、礦石礫石和各種砂。Isa 磨機在很多國家得到了應用( 表2) 。最大的Isa 磨已配備2600 kW 電動(dòng)機。
3 Detritor 磨機
在礦物工業(yè)中應用的第三種攪拌磨是由Metso礦物公司提供的Detritor 磨機。這個(gè)磨機是由顏料工業(yè)所用的砂磨機演化過(guò)來(lái)的，它是一種立式攪拌磨。磨礦室的高度與直徑比為1/1。在磨機中心軸上有一些長(cháng)棒作為攪拌器用，旋轉時(shí)其梢速度為11 m/ s。這種磨機依靠一套篩孔尺寸為30μm的篩網(wǎng)將砂介質(zhì)保存在磨機中。
澳大利亞Zinifex Century 鋅礦山安裝了21 臺Detritor 磨機，6 臺用于再磨，15 臺用于超細磨?在超細磨回路的Detritor 磨機前安裝了兩臺直徑為2英寸的旋流器。給礦粒度為F80= 34μm，磨礦產(chǎn)品粒度為P80= 6.6μm，其單位能耗為34-37 kWh/t。磨礦介質(zhì)是來(lái)自美國科羅拉多Springs 的直徑為1-2 mm 的砂子。也試驗過(guò)用Yuleba 資源公司Ausone 公司的砂產(chǎn)品作為Det ritor 磨機的磨礦介質(zhì)，但效果差一些?Detritor 磨機是一種比較小的磨機。最大的磨機安裝355 kW 的電動(dòng)機。Zinifex Century 鋅礦山安裝21 臺Det ritor 磨機( 每臺功率為355 kW) 才能達到所要求的處理能力，這給維修和控制造成了一定的問(wèn)題。Detritor 磨機在澳大利亞的應用實(shí)例如表3 所示。
 攪拌磨機在礦物工業(yè)中成了細磨和超細磨的標準設備。攪拌磨機比常規球磨機的優(yōu)點(diǎn)是，能夠用小的磨礦介質(zhì)進(jìn)行細磨和超細磨，并取得高的能量效率和高的處理量。
Isa 磨機多年來(lái)受到特定礦業(yè)部門(mén)關(guān)注。工業(yè)上最大的Isa 磨機的電動(dòng)機功率達到2600 kW?它的特殊的介質(zhì)與磨礦產(chǎn)品分離器可不用篩網(wǎng)就能將細磨的產(chǎn)品與介質(zhì)分開(kāi)?這種結構使Isa 磨機能夠使用能力稍差的磨礦介質(zhì)， 如粒度為1- 8 mm 的熔煉爐渣?礫石和河砂?介質(zhì)粒度優(yōu)化后，Isa 磨機的給礦粒度可以從F80=30μm增大到F80=300μm?
Detritor 攪拌磨機的規模比較小， 由于其中有孔徑為300μm的篩網(wǎng)，所以它適于細磨對磨礦介質(zhì)類(lèi)型敏感的給料。Detritor 磨機優(yōu)化后的介質(zhì)粒度為1 mm。較粗的磨礦介質(zhì)會(huì )引起棒狀攪拌器的嚴重磨損和細粒介質(zhì)堵塞篩網(wǎng)。當磨礦介質(zhì)的粒度d80= 1mm 時(shí)，最佳的給料粒度F80小于50μm。 塔磨機最好用直徑為12mm 的鋼球介質(zhì)，并與水力旋流器成閉路操作。在功率相同時(shí)，它的體積比Isa 磨機和Det ritor 磨機的體積大得多。在用直徑12 mm 鋼球作磨礦介質(zhì)時(shí)，這種磨機在將給料磨到P80=20μm時(shí)的效率比較低。
為了擴大攪拌磨在礦物工業(yè)領(lǐng)域的應用范圍，進(jìn)一步研究是很重要的。其中一個(gè)難題是用攪拌磨以較高的處理量經(jīng)濟地得到粒度小于5μm的磨礦產(chǎn)品。在解離非常細粒嵌布的礦物和濕法冶金前的預處理時(shí)需要將礦石磨到這么細。用攪拌磨作為粗磨也被工業(yè)關(guān)注，其目的是在選礦廠(chǎng)中用攪拌磨作為第二段開(kāi)路磨礦或開(kāi)路再磨。
立式攪拌磨的規格似乎不會(huì )大于最大的塔式磨機( 其功率為1100 kW) 。在生產(chǎn)中所用的Det ritor攪拌磨機的功率355 kW。在保留其它的性能前提下將Detritor 磨機按比例放大對于它的將來(lái)應用是相當重要的。
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