1. 前言
當前全球對非金屬礦粉體的需求日益旺盛，僅僅對重鈣的消費在過(guò)去的10年內從3500萬(wàn)噸需求量增長(cháng)到現在的接近9000萬(wàn)噸，年平均增長(cháng)率近9.5%。據相關(guān)機構預測在未來(lái)的10年內，全球對非金屬礦粉體的年需求量仍將保持高的增長(cháng)率。目前，在追求產(chǎn)品質(zhì)量穩定、粒徑分布均勻的同時(shí)，市場(chǎng)對非金屬礦粉體產(chǎn)品加工的節能降耗也要求迫切，這也就對生產(chǎn)設備提出更高的要求。按照現代大工業(yè)對產(chǎn)品品質(zhì)的要求和國家節能減排的發(fā)展思路，非金屬礦工業(yè)的生產(chǎn)裝備，必須采用大型節能和精細化的設備，使超細產(chǎn)品生產(chǎn)節能規?；彤a(chǎn)品質(zhì)量精細化。
用于粉磨非金屬礦的ATL新型超細立磨，應用料層高壓超細研磨粉碎的超細立磨和渦流超細分級原理分級機相結合的創(chuàng )新工藝，在滿(mǎn)足客戶(hù)對超細微粉品質(zhì)產(chǎn)量和對高可靠性粉磨設備的需求的同時(shí)，由于其顯著(zhù)的高效節能的特性，在非金屬礦生產(chǎn)超細微粉行業(yè)正越來(lái)越受到客戶(hù)的青睞。
本文以在廣西賀州某粉體公司的ATL1100超細立磨生產(chǎn)運轉為例，論述ATL新型超細立磨生產(chǎn)工藝的價(jià)值和性能，展望ATL超細立磨在非金屬礦的應用前景。
2. 超細非金屬礦生產(chǎn)設備的現狀
中國規?；蚬I(yè)化的超細粉體加工及超細粉碎與精細分級設備始于改革開(kāi)放后，迄今為止，中國超細粉碎技術(shù)與裝備經(jīng)歷了從引進(jìn)國外技術(shù)、裝備與國內仿制到具有知識產(chǎn)權或發(fā)明專(zhuān)利的演變。其設備的處理能力、單位產(chǎn)品能耗、耐磨性、工藝配套和自動(dòng)控制等綜合性能顯著(zhù)提高，與國外先進(jìn)技術(shù)和設備綜合性能的差距逐漸縮小。
目前，我國的非金屬礦干法超細粉碎研磨工藝設備主要有雷蒙磨、攪拌磨、振動(dòng)磨、環(huán)輥磨、球磨機和立式磨等，其中雷蒙磨是加工325目以下粉體產(chǎn)品的主流設備；振動(dòng)磨和攪拌磨配分級機可以用于加工600-2500目產(chǎn)品，但是能力偏小，能耗較高。主要用于硬度比較特殊的物料加工；球磨機加超細分級機可以一次性加工600-2500目的超細粉體，單機的生產(chǎn)能力很大，性能穩定可靠，但能耗稍高，是目前加工非礦超細粉體的主流設備之一。
近年來(lái)，非礦粉體產(chǎn)品市場(chǎng)競爭日趨激烈，價(jià)格戰打得如火如荼；另外，因國家也在大力推行節能減排政策，這使得粉體加工行業(yè)迫切需求節能降耗的設備。環(huán)輥磨脫穎而出，主要用于加工600-1500目產(chǎn)品，具有投資價(jià)格低、能耗低的優(yōu)勢，目前小微企業(yè)大多采用這種設備加工諸如重鈣類(lèi)的非礦超細產(chǎn)品。但是因為其單機生產(chǎn)能力不夠大，且生產(chǎn)1250目以上粉體時(shí)有時(shí)會(huì )發(fā)生粉體質(zhì)量波動(dòng)的情況。
根據立式磨在水泥行業(yè)卓越的性能表現，立磨或許可以成為比較理想的非礦加工設備之一，因為它可以很好地滿(mǎn)足產(chǎn)品加工所要求的運行可靠、產(chǎn)量大、產(chǎn)品質(zhì)量穩定、節能顯著(zhù)等性能（較球磨節能30%-40%）。近年來(lái)，立磨在非礦行業(yè)也得到了一些應用，但是我國目前普通立磨生產(chǎn)的重鈣產(chǎn)品都在600目（D97>23μm）以下，滿(mǎn)足不了市場(chǎng)對1250目（D97=10μm）超細粉體的規?；a(chǎn)需求。目前臺灣省的小型立磨設備可以一次性生產(chǎn)1250目超細非礦產(chǎn)品。自2000年以來(lái)，在非礦領(lǐng)域，臺灣超細立磨在大陸市場(chǎng)一直處于壟斷地位。
合肥水泥研究設計院超細微粉技術(shù)部在傳統的水泥立磨基礎上，提出立磨超細加工系統新思路，利用本單位在領(lǐng)先的分級技術(shù)優(yōu)勢以及在非礦超細加工中積累的豐富經(jīng)驗，將超細分級系統技術(shù)推廣到立磨行業(yè)，將其與立磨研磨系統技術(shù)有機結合，成功研發(fā)立磨生產(chǎn)超細重鈣工藝系統。2013年8月，應用合肥院分級系統技術(shù)的第一臺ATL1100型超細立磨生產(chǎn)系統成功在廣西賀州市某粉體廠(chǎng)投入運行。經(jīng)過(guò)近2年的生產(chǎn)運行，生產(chǎn)的超細粉體產(chǎn)品，得到了客戶(hù)的廣泛認可，各項性能指標均達到或超過(guò)臺灣同類(lèi)超細立磨水平。
該超細立式磨生產(chǎn)系統可加工200-1500目的超細粉體，800目產(chǎn)品可以達到7t/h，能耗較低（800目產(chǎn)品能耗約為90kWh/t，而球磨機工藝能耗達120kWh/t）。
下面列舉部分常用干法工藝能耗及產(chǎn)能，如表1所示。
表1 常用重鈣干法加工系統能耗分析（目數，以D97通過(guò)率計）
| 設備類(lèi)型 |
產(chǎn)品細度 |
噸產(chǎn)品電耗，kWh/t |
| 325目 |
600目 |
800目 |
1000目 |
1250目 |
| 雷蒙磨（自帶分析機） |
100-600 |
28-33 |
/ |
/ |
/ |
/ |
| 振動(dòng)磨（配分級機） |
800-2500 |
/ |
/ |
130 |
160 |
200 |
| 干式砂磨機（配分級機） |
800-2500 |
/ |
/ |
130 |
160 |
200 |
| 環(huán)輥磨（自帶分級機） |
325-1500 |
30 |
60 |
90 |
115 |
140 |
| 超細立式磨（自帶分級機） |
200-1500 |
28 |
60 |
90 |
110 |
136 |
| 球磨機（配分級機） |
325-2500 |
40 |
90 |
120 |
135 |
175 |
為了進(jìn)一步說(shuō)明，以生產(chǎn)1250目重鈣為例，我們分別從給料粒度、最佳生產(chǎn)細度范圍、粉碎機理、1250目噸產(chǎn)品電耗、1250目噸產(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：
表2 常用重鈣生產(chǎn)設備產(chǎn)能比較表
| 設備類(lèi)型 |
給料粒度D90 |
最佳生產(chǎn)
細度范圍 |
粉碎機理 |
1250目單機
生產(chǎn)規模t/h |
備注 |
| 振動(dòng)磨（配分級機） |
≤ 100目 |
800－6000 |
沖擊與研磨 |
1.5-2.0 |
可以直接改性 |
| 干式攪拌磨（配分級機） |
≤ 325目 |
800－6000 |
低速研磨 |
1.5-2.0 |
可以直接改性 |
| 環(huán)輥磨（自帶分級機） |
≤ 30mm |
600－1250 |
碾壓與沖擊 |
1.5-1.6 |
|
| 立式磨（自帶分級機） |
≤ 30mm |
200－1250 |
碾壓 |
4.0-6.0 |
可以直接改性 |
| 球磨機（配分級機） |
≤ 6mm |
600－2500 |
沖擊與研磨 |
10-15 |
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通過(guò)表1和表2中可以看出，對上述幾種干法工藝的比較可見(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）超細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（生產(chǎn)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)1250目以上的產(chǎn)品時(shí)，性能更突出，這是立磨等其他設備無(wú)法比擬的。因此，評價(jià)重鈣生產(chǎn)的各種工藝，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，都不能全盤(pán)否定，需要根據企業(yè)產(chǎn)品需要和投資規模，選擇合適的重鈣生產(chǎn)工藝。
綜上所述，立磨利用碾壓粉碎原理，可以即時(shí)將達到粉碎到粒度要求的顆粒隨氣流帶走，從而避免了如球磨機過(guò)研磨情況，從而達到了節能的目的。新型超細立式磨可以一次性生產(chǎn)1500目以下的粉體，尤其是在生產(chǎn)400—1250目重鈣產(chǎn)品時(shí)節能效果比較明顯。
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