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| 攪拌磨超細粉碎技術(shù)的發(fā)展歷程 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-08-05 08:38:21 瀏覽次數： |
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1 攪拌磨
攪拌磨的細磨作用是通過(guò)攪拌器把動(dòng)力直接施加于研磨介質(zhì)上而實(shí)現。與球磨機相比，普通球磨機和振動(dòng)磨需轉動(dòng)或振動(dòng)包括研磨介質(zhì)在內的笨重的筒體；攪拌磨的全部輸入功率直接使用于攪動(dòng)研磨介質(zhì)，能量利用率一般提高10～20 倍，從而達到高效率超細粉碎物料的目的。
在各種超細磨設備當中，攪拌磨憑借其高效、低能耗、操作簡(jiǎn)便以及能獲得平均粒徑小于 1μm、粒度分布均勻的超細粉體，成為國內外研究的熱點(diǎn)。近幾年國外在超細粉碎設備中取得了很大的突破，比較典型的有：(1)前蘇聯(lián)的“依列粉碎機”；(2)西歐國家的 JIYU 粉碎機；(3)德國 Alpine 公司的流態(tài)化床逆向氣流磨(AFG)；(4)日本的MICROS 超細粉碎機、MF細磨機和 PJM氣流磨。這些設備在結構和條件合理時(shí)，能使物料粉碎到 5μm 以下，甚至 2μm 的超細粉體，相應的物料分級有干式(循環(huán)氣流分級、離心機械分級、選擇氣流分級)和濕式(水力旋流器、螺旋離心分級)分級。
2 攪拌磨超細粉碎技術(shù)的發(fā)展
1928 年 klein 和 Szegvari 提出攪拌磨的基本原理，在攪拌桶中加入天然砂粒，然后應用人工研磨介質(zhì)(瓷球、玻璃球、鋼球等)，用攪拌器研磨物料，從而掀開(kāi)了攪拌磨的歷史。他們用攪拌器和球形介質(zhì)完成了細粒濕磨，用于涂料工業(yè)，并成立了UP公司(UnionProcess lnc)，專(zhuān)門(mén)從事攪拌磨的設計制造和推廣應用。
1939年美國礦山局設計了一種研磨機，用于浮選之前清理礦物表面。該研磨機由安裝在一個(gè)立式圓筒內的轉子和定子組成，由轉子和定子之間的相對運動(dòng)產(chǎn)生顆粒之間的摩擦來(lái)清理礦物表面，后發(fā)現該裝置是一臺很有效的細磨設備。50 年代末至60年代初，美國礦山局對該研磨機進(jìn)行了大量的細磨研究，并用來(lái)大規模加工高嶺土和氧化鈦。
1948 年美國杜邦公司(DuPont)開(kāi)發(fā)出了高速攪拌磨 Sandmill—砂磨機，主要用于生產(chǎn)油漆工業(yè)的顏料，并成為攪拌磨發(fā)展的重大轉折點(diǎn)。50 年代由日本 KubotaTowerMill 公司的河端重勝博士開(kāi)發(fā)出新型的攪拌磨—塔式磨，采用螺旋攪拌器，用于冶金、礦業(yè)中加工煤、水泥、硫化礦和多種工業(yè)礦物，并出口美國、澳大利亞。這種塔式磨在超細磨與化學(xué)處理領(lǐng)域已取得了顯著(zhù)的效益(表1)。
表1 塔式磨加工的部分產(chǎn)品
| 用途 |
原料 |
產(chǎn)品與應用效果 |
| 超細磨 |
金剛砂 |
20um |
| 鐵素體 |
0.4um |
| 礬土 |
0.5um |
| 滑石 |
1.9um |
| 錳鐵 |
用于生產(chǎn)電焊條的焊劑 |
| 化學(xué)處理 |
錳礦+硫酸鹽 |
在稀硫酸中研磨錳礦提取硫酸錳 |
| 金礦+氰化物 |
在氰化鈉中研磨，獲得較高的浸出率 |
1956 年 Szegvari 發(fā)明了另一類(lèi)攪拌磨機，該磨機采用由細長(cháng)鐵棒組成的攪拌器，并在機體外面裝有冷水套，磨礦是在垂直的圓筒形容器中進(jìn)行。給礦粒度由40μm～1mm，產(chǎn)品粒度可達10～20μm，磨礦介質(zhì)為不銹鋼、鎢碳鋼、陶瓷或者礫石，介質(zhì)尺寸 3～6mm 不等。連續作業(yè)的 Szegvari 細磨機于 1964年獲得了專(zhuān)利。1965～1967 年，Engels 將攪拌磨的開(kāi)頂改為封閉式，有利于進(jìn)一步提高攪拌磨的轉速。1970 年，Wilhelm 增加了攪拌磨介質(zhì)分離器，能處理磨礦粘度達到 5Pa·s 的物料。
70 年代初瑞典 MatterPartnerAG 公司開(kāi)發(fā)了TRZK(干)和 NRZK(濕)式攪拌磨，主要用于加工水煤漿。70 年代中期，改進(jìn)了攪拌磨的排礦裝置，使攪拌器轉速不斷提高，于 1976 年由 Durr 發(fā)明了臥式攪拌磨。這種攪拌磨的能量高度集中，磨損降低，磨礦效率得到了很大程度的提高。
1979年美國MPSI公司引進(jìn)了日本的塔式磨專(zhuān)利產(chǎn)品，生產(chǎn)出立式攪拌磨，并應用于鉛鋅礦、金礦等工業(yè)部門(mén)。
80 年代，德國Fryma公司開(kāi)發(fā)了雙錐形砂磨機，改進(jìn)了攪拌器；美國 Attritor 攪拌磨的開(kāi)發(fā)，在陶瓷原料加工中獲得廣泛應用。
90年代初，美國Aquaflne公司和英國Joy公司研制出了槽式水平攪拌磨；瑞典Sala 公司的新型底部給料攪拌磨，節能60%。近年來(lái)日本三井三池株式會(huì )社、美國 UP 公司、德國NETZSCH 公司和英國 Torrance ＆ Son公司生產(chǎn)的間歇式、循環(huán)式攪拌磨，已廣泛應用于精細陶瓷、磨料、粉末冶金、硬質(zhì)合金、磁性材料、油漆和非金屬礦等領(lǐng)域，產(chǎn)品細度可達1μm。
表2 攪拌磨加工的部分產(chǎn)品
| 行業(yè) |
粉末產(chǎn)品 |
| 農業(yè) |
農藥、殺蟲(chóng)劑、殺真菌劑 |
| 油墨 |
印刷油墨、燃料、紡織品油墨、顏料 |
| 食品 |
咖啡、奶油巧克力、花生醬、芝麻 |
| 電子工業(yè) |
高級陶瓷、電子元件氧化物、永磁鐵氧體 |
| 礦物 |
石灰石、非金屬礦、工業(yè)填料、貴金屬 |
| 涂料、油漆 |
初級涂料、油漆填料、散體填料 |
| 化學(xué)品、藥物 |
各種粉末產(chǎn)品 |
目前，國外已將攪拌磨應用于顏料、陶瓷、造紙填料及復雜礦物處理。表 2 是經(jīng)攪拌磨加工的產(chǎn)品。隨著(zhù)工業(yè)的迅速發(fā)展，逐漸認識了超細粉體的重要地位，其需求量日益增大。
我國從 80年代起借鑒國外技術(shù)開(kāi)始攪拌磨的生產(chǎn)，鄭州東方機器制造廠(chǎng)、蘇州非金屬礦工業(yè)設計研究院、長(cháng)沙礦冶研究院等一些單位相繼研制了各式攪拌磨，并在化工、非金屬礦、涂料和粉末冶金行業(yè)得到了初步應用。但從整體上來(lái)看，品種少、結構有待改進(jìn)，基礎工作遠遠落后于國外水平。由于應用的需要，對于攪拌磨超細粉碎的基礎研究工作主要集中在濕法細磨上，這是因為與干法相比，濕法超細粉碎具有能連續進(jìn)行、易實(shí)現自動(dòng)化、分散性好、防止粉塵污染等優(yōu)點(diǎn)。
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