超细搅拌磨,磨矿介质各行为介质种类

搅拌磨容积 408L , 装机功率 30kW; 搅拌器由主轴上 按一定间隔装配的多片多孔盘组成, 搅拌器和研磨 桶内壁覆有刚玉或航空橡塑材料, 耐磨且对产品无 污染; 研磨桶外设有循环水套, 用来降低磨矿体系的 温度。

超细搅拌磨

由于该搅拌磨采用主轴双向支撑方式, 因而 旋转速度高, 对研磨介质和物料作用力强, 并且运行 平稳, 适合对物料进行超细研磨。 试验 中加入 亲水性表 面活性剂 SD 作为助 磨剂及 分散 剂。

使用日本岛津 SA - CP3 型粒度分析仪进行产 品粒度检测。

磨矿介质各行为等对矿物粉体湿法超细 磨矿的 影响。 在优 化研磨 介质 等条 件的基础上 , 进行了模 拟生产 状态的 连续磨 矿试验, 实 现了 磨矿产品小于 2 m 的颗粒质量分数大于 90% 的预期结果。 正确认识 影响搅拌磨作业的因素并加以优化, 对进一步发挥 设备优势, 完善以搅拌磨为主体的加工工艺, 改善磨 矿效果, 提高工作效率都具有重要作用。 研磨介质 作为设备输入能量向被磨物料的传递媒介以及与物 料和设备两者均存在相容关系而成为最重要的因素 之一。 2试验结果及讨论2. 1 介质种类的影响 分别采用刚玉和玻璃球作为磨矿介质, 考察了 介质种类对磨矿行为的影响。 试验时, 矿浆质量分 数为 55% , 磨 机 内 装 入物 料 100kg, 介 质 填 充 量 420kg。 两条件下不同磨矿时间产物 d 50 值和主要 粒级含量的变化分别示于图 1 和图 2。 结果显示, 相同磨矿时间条件下, 使用刚玉介质 较使用玻璃介质更容易达到更细的产品细度, 特别 是在磨矿开始阶段, 前者的效果更加突出。 但随磨 矿时间延长, 两者的进一步细化效果逐渐接近。 1原料、 设备与试验方法采用内蒙古某煤系煅烧高岭土粉体作为磨矿用 原料, 该原料由含高岭石大于 97% 的煤系高岭岩高 温煅烧制得。 中位径( d 50 ) 为 13. 66 m, 比表面积( S v ) 为 0. 347m / g。

各类型

填充介质对 磨矿效果的影 响应是上述两种效应综 合作用的结 果。

搅拌磨超细磨矿

另外, 研磨介质的效应与作用还必须与物料的 状况和磨矿体系的状况有机结合起来, 才能获得理 想的效果。

实际选择的介质球径配比还要考虑研磨 物料的粒度组成、 对产品的细化要求以及已粉碎物 料在研磨过程中的再团聚现象等。

分别采用单一规格刚玉球( 2m m) 和不同规格 混合球( 1~ 3mm ) 进行了煅烧高岭土两级连续磨 矿试验。

图 3 是两条件下各级磨矿产物的粒度分布(1 3 图2 刚玉球, 小于 2 m; 2 玻璃球, 小于 2 m; 4 刚玉球, 小于 5 m ; 玻璃球, 小于 5 m )结果。 研磨介质种类对磨矿产物主要粒级含量的影响一般认为, 磨矿介质在湿式搅拌磨中的粉碎作 用主要缘于其相互撞击产生的冲击力、 相互接触产 生的挤压力、 转动产生的剪切和摩擦力以及三者对 物料的作用程 度等 1!。 其中前 两者更多地决 定物 料的初期粉碎效果, 主要与介质的密度有关; 后者更 多地依赖于介质间接触的面积和几率, 决定细磨的 效率。 当球径相似、 填充率相同时, 不同介质间密度 和硬度的差异便体现出冲击力的差异, 进而导致磨 矿效果的差别。 由于刚玉球密度大于玻璃球( 分别为 3. 5g / cm 3 和 2. 6g / cm ) , 因此, 使用刚玉球将获得相对较高的 初期粉碎效率, 这得到了上述结果的证实。 2. 2 介质球径配比的影响 介质球径配比是指不同直径的介质球之间在数 量上的占有比例。 在湿式搅拌磨的超细磨矿中, 研 磨介质一般采用单一规格和多种规格按比例混合两 种配比方式, 它们对磨矿效果的影响可从动力学和 几何学两个角度来理解 2!。

从动力学角度考虑, 采用单一规格的介质球更 有利于对物料的研磨, 前已述及, 搅拌磨中粉碎作用 缘于介质之间撞击、 接触和转动所产生的各种作用 力。 当球径相同、 质量相同、 并在高速旋转的搅拌器 带动下获得相同运动速度的介质球相撞时, 因彼此 动量相等而几乎不产生位移, 从而造成的对物 料的挤压和冲击作用。 而不同球径的介质相撞时, 大球撞开小球的状况显然不利于这种作用。 而考虑几何学的级配填充作用, 似乎以不同规 格介质球混用为佳。 因为球径较小的球体可填充在 大球体的空隙, 并增多介质间的接触点, 提高接触和 摩擦作用。

进一步分析不难看出, 前一效应更有利3(1 3混合规格介质, 一级产物; 2 单一规格介质, 一级产物; 4 图3混合规格介质, 二级产物; 单一规格介质, 二级产物; )介质尺寸配比对磨矿产物粒度的影响。 另外, 使 用混合介质的一级磨矿产物小于 10 m 的颗粒含量 便达到了 , 而使用单一介质球仅达到 75. 4% , 二级产物才达到 。 因而, 初期粉碎的效果也 是后者优于前者。

介质种类

2. 3 介质物料比的影响 湿式搅拌磨中磨矿介质与装入物料量( 绝干) 的 比称为介质物料比。

介质物料比对磨矿效果的影响 实际是介质之间接触机会并与物料有效作用程度的 反映, 在搅拌磨的磨矿体系里, 若包括物料和磨矿介 质在内的载荷能够被搅拌装置有效驱动, 则磨矿效 果与效率正比于介质物料比。 介质物料比小, 介质 间撞击、 磨并作用于物料的 机会少, 磨矿效果 研 差; 反之, 介质物料比大, 磨矿效果好。 显然, 在本试验条件下, 以介质物料比 5 为 。

然而, 上述优化的介质条件仅考虑了原料的性 质, 而对磨矿过程中不断变化的物料性质并不适应。 煅烧高岭土属难磨物料, 其超细磨矿对介质等参数 条件的要求又较为严格, 因此, 仅采用适合原料的单 一磨矿条件进行超细研磨, 很难达到最终粒度要求。 只有将整个磨矿过程分解为多级连续作业, 并配合 与各级作业相适应的参数条件, 才能达到预期效果。