生产实践 证明, 该生产 线工艺设计合理、 设备性能优良、 生产成本低, 生产的超细硅酸锆达到了国内高档陶瓷釉料乳浊剂所要求的质量品级。 关键词 超细硅酸锆; 湿法粉碎生产线; 球磨机; 分级 中图分类号 TD 921 文献标识码 A0 引言 超细硅酸锆是陶瓷釉料的乳浊剂, 目前国内 大多采用搅拌磨湿法超细粉碎工艺生产。 由于原 料锆英砂硬度大、 密度高, 用机械粉碎的方法生产 超细高纯产品, 对设备的设计及工艺的选择要求 较高。 广东佛山顺德盈信超细锆微粉有限公司设 计研制的球磨超细硅酸锆湿法粉碎生产线( 以下 称球磨生产线) 针对超细硅酸锆的产品特点, 对主 体设备进行了创新设计, 并选择配置了经济实用 的生产工艺, 为生产高质量的超细硅酸锆产品提 供了保证。
1 生产流程 将 60~ 80 目的锆英砂与水按一定比例加入 球磨, 随着磨筒的转动, 处于磨矿介质之间的锆英 砂受冲击、 研磨和剪切等作用而被粉碎。
物料被 粉碎到一定粒度后, 用不锈钢泵将其抽到搅拌筒, 然后磁选和分级, 分级溢流送往浓密机絮凝沉淀 脱水, 脱水物料送喷雾塔干燥, 干燥产品被气流送 至储料仓, 称重包装, 分级沉砂返回球磨机再 磨 2 2. 1 1设计。 研究的结果 是长度与直径的比例在 1. 9 1 左右, 是球磨机超 细粉磨较为合理的长度、 直径比。 对超细粉磨除 考虑产量外, 更应考虑产品的最终粒度及粒度分 布范围, 即要求颗粒有一个较窄的分布区域, 其次 要考虑出料的方便。 因此直径不要太大, 但直径 太小, 形不成抛落差, 影响磨矿效率和产率, 因此, 参照有关文献资料, 确定直径为 1. 8 m , 长度为 3. 4 m。 球磨机的转速率是影响磨矿效率的重要参数 之一, 通过球磨机作功原理分析, 转速率 76% 时, 介质抛落差, 作功, 对物料的冲击作用最 强。 在球磨初期阶段, 以这种冲击作用为主, 随着 物料粒度的变细, 则以研磨作用为主, 考虑这两方 面的影响, 将球磨转速率定为 70%。 实践证明, 采用此结构尺寸和转速率球磨, 运行稳定, 操作方 便, 磨矿效率高, 每小时可生产 0. 4 t D 50 = 2. 7 ~ 3. 0 m, D 97 = 14 ~ 17 m 的磨矿产品。 由于对釉用超细硅酸锆不但要求粒 度细、 均匀、 覆盖率好, 还对杂质有一定的要求, 特 别对铁杂质有更严格的要求, 因此, 消除生产过程 中带入铁杂质的二次污染显得非常重要。
针对 此要求, 本球磨机采用氧化铝衬板, 衬板用白水泥 粘贴于球磨机内部筒体上。 32技术经验 定、 耐磨, 没有发生脱落现象。 IM P 化工矿物与加工2009 年第 1 期明, 铁粒越细, 在磁场中所受的磁力与水的冲力相 比越是微弱, 如果将磁选机设在别的地方, 则有相 当大一部分铁杂质会随着沉砂返回到球磨机中再 磨, 使颗粒变细, 造成除铁困难。 因此, 将磁选工 序设置在球磨与分级之间除铁效果, 充分保 证了产品的质量。 实际生产表明, 该工艺流程设 置合理可行, 设备运行可靠, 操作方便, 达到了除 铁的目的, 最终产品铁杂质质量分数小于0. 1%。
2. 3 分级设备 根据磨矿动力学可知, 物料在磨机中的磨矿 速率与磨机中所具有的粗颗粒含量成比例( 可理 解为大于指定粒度的颗粒)。
理想的情况是在磨 机中粗颗粒一经磨至合格粒度马上从磨机中排 除, 然后经分级作业将粒度合格部分分出, 送往下 一步工序中, 粗大颗粒部分进行再磨 2c. 传动装置。
一般是减速机联轴器与小齿轮 直联, 采用齿轮传动。
研 磨介质与 物料由于 相互冲 击、 研磨产生大量的热, 使料浆的温度随着粉碎时 间的延长而迅速上升。
如不采取相应措施, 将加 剧研磨介质磨损, 导致磨矿效率降低。 同时, 温度 过高会恶化刚玉衬板与筒体之间的粘合力, 使衬 板脱落 1。 同时由向设置了一根多孔细管向筒体喷冷却水进行强制 冷却。
实践证明, 该控温装置有效地控制了料浆 温度, 保证了磨机能长时间运转。 为了满足陶瓷釉用的需要, 在本生产工艺 中增加磁选工序进行除铁, 选用唐山森普矿山装 备有限公司生产的磁料湿式除铁设备。 该设备内 腔为直径 20 cm 的圆筒, 筒内放置一多片栅格网 柱, 各栅格片中间开孔, 采用先进磁性材料, 可套 在一根带底盘的轴上, 通过多片层层叠套, 形成一 栅格网柱, 一般为 15~ 20 片。 栅格网柱直径与内 腔筒体直径比较接近, 防止料浆短路不经过栅格 网柱而直接排出磁选机。
选别腔圆筒外面套有三 个励磁线圈, 线圈采用油浸式, 工作场强可达 1T。 工作时, 当被处理的物料通过栅格网柱时, 混杂在 物料中的散铁颗粒被吸留住, 而非磁性物质在 浆料流动力的作用下均匀通过从而达到除铁的目 的。 磁选工序设置在球磨与分级之间, 这样设计 的目的 有着非常大的 优点。 理论分 析和实践表微观机械化学基本理论可知, 在超细粉碎过程中, 一方面, 机械作用导致物料颗粒的粒度减小, 比表 面积增大, 另一方面, 机械作用也促进物料颗粒的 聚结, 从而增大表观粒度, 减小比表面积。 为了取得高效分级效果, 对比国内外分级设 备, 确定使用重庆江北机械有限责任公司生产的 WL - 600 型的卧式螺旋离心分级机。 该机主要 由转鼓、 螺旋推料器、 差速器、 机壳、 机座等部分组 成。 转鼓通过主轴水平安装在机座上并通过联接 与差速器外壳相连, 螺旋推料器通过滚动轴承或 滑动轴承同心安装在转鼓内并通过花键轴与差速 器输出轴相连。
转鼓与螺旋推料器之间有微小的 径向间隙, 在电动机的带动下两者同向以不同转 速旋转。 待分级或分离的悬浮液由中心加料管加 入螺旋推料器的推进仓内, 加速后由螺旋上的进 料孔进入转鼓内。 在离心力的作用下, 进入转鼓 内的悬浮液很快分成两层, 较粗或较重的颗粒沉 积在转鼓内壁上形成沉渣层, 而含较细或较轻颗 33技术经验IM P 化工矿物与加工2009 年第 1 期粒的液相则形成内环分离液层。 沉渣( 固体颗粒) 被螺旋推料器推送到转鼓小端, 在锥段进一步脱 水后由转鼓小端的出渣口甩出转鼓, 分离液采用 溢流方式排出 4需要。