輥壓磨與球磨機(jī)在鈦白粉后處理中的應(yīng)用

王智+陶厚東+齊飛

摘 要：鈦白粉后處理必須將粗品研磨分散，以滿足包膜需求。為了使粗品研磨效果更好，更加節(jié)能降耗，我公司研磨粗品采用輥壓磨和球磨機(jī)配合使用。文章主要介紹輥壓磨與球磨機(jī)配合使用的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：硫酸法鈦白粉；輥壓磨；球磨機(jī)

前言

經(jīng)鍛燒的鈦白粉大都是粒子的聚結(jié)物，需進(jìn)行粉碎才能使粒度達(dá)到顏料標(biāo)準(zhǔn)的要求，從而獲得盡可能高的不透明度及其他顏料性能。鈦白粉對(duì)顆粒大小和粒度分布有嚴(yán)格的要求，因此選擇合適的粉碎設(shè)備和工藝流程很必要[1]。

我公司根據(jù)生產(chǎn)需要，采用輥壓磨和球磨機(jī)配合使用的方式，將落窯品研磨分散，在實(shí)際生產(chǎn)中取得了較好的效果。粗品經(jīng)過(guò)輥壓磨碾壓之后，經(jīng)過(guò)輥壓磨打漿槽，在攪拌的作用下加入脫鹽水和分散劑制成漿料，漿料經(jīng)球磨機(jī)研磨后轉(zhuǎn)入漿料儲(chǔ)槽，供砂磨崗位使用。在這個(gè)崗位關(guān)鍵是要控制漿料的篩余，如果篩余過(guò)大，將增加砂磨機(jī)的壓力，不利于后續(xù)的研磨分散。

1 輥壓磨與雷蒙磨比較

1.1 輥壓磨的結(jié)構(gòu)

輥壓磨工作時(shí)，依靠一套液壓機(jī)構(gòu)，對(duì)兩個(gè)輥?zhàn)邮┘泳薮髩毫?，將粉碎所需要的能量作用于物料上，使得輥?zhàn)又g的物料被粉碎和壓實(shí)，形成片狀。在這個(gè)過(guò)程中，物料顆粒內(nèi)部產(chǎn)生大量裂紋，結(jié)構(gòu)被破壞，可磨性得到了極大改善，更易于粉碎和分散[2]。

1.2 輥壓磨的優(yōu)點(diǎn)

國(guó)際上最早用輥壓磨粉碎鈦白粉的是德國(guó)的克朗諾斯，他們于2001年前后與設(shè)備生產(chǎn)商HOSOKAWA共同試驗(yàn)開(kāi)發(fā)出適用于鈦白粉生產(chǎn)的輥壓磨，在此之前，國(guó)際上都用雷蒙磨來(lái)粉碎鈦白粉[3]。

輥壓磨與雷蒙磨的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比：（1）運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用對(duì)比：因輥壓磨是靠靜壓力擠碎鈦白粉晶粒，所以該設(shè)備在運(yùn)行時(shí)噪音很低，易損部件少，運(yùn)行費(fèi)用很低，每年不超過(guò)30萬(wàn)元。雷蒙磨噪音大、梅花架、輥?zhàn)?、磨環(huán)等部件經(jīng)常損壞，備件只能從國(guó)外進(jìn)口，每年運(yùn)行費(fèi)用多達(dá)500多萬(wàn)元[4]。（2）能耗對(duì)比：輥壓磨運(yùn)行只需要1臺(tái)電機(jī)，電耗低；雷蒙磨運(yùn)行除主體電機(jī)外，還要1臺(tái)大型風(fēng)機(jī)將物料從磨中帶出來(lái)，能耗高。（3）產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)比：由于輥壓磨粉碎物料時(shí)，所有物料都從輥?zhàn)又g通過(guò)，所有鈦白粉晶粒都受高壓力擠壓，因此，其產(chǎn)品粒度更均勻，質(zhì)量更好。雷蒙磨在粉碎時(shí)，總有一部分物料沒(méi)有經(jīng)過(guò)粉碎就被強(qiáng)風(fēng)帶出，因此，其產(chǎn)品粒度均勻性差，質(zhì)量也稍差。此外，輥壓磨在粉碎鈦白粉時(shí)，輥?zhàn)幽p很少，因此不污染產(chǎn)品，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

2 球磨機(jī)與膠體磨比較

我公司原來(lái)所選用的粉碎設(shè)備為輥壓磨與膠體磨，兩種設(shè)備配套進(jìn)行鈦白粉的研磨粉碎。但是有許多缺點(diǎn)與不足，主要是膠體磨磨盤(pán)的壽命過(guò)短，更換頻繁，且?guī)氘a(chǎn)品的雜質(zhì)量較高。故我公司擬用球磨機(jī)代替膠體磨，此設(shè)備生產(chǎn)量大、粉碎效率高、使用周期長(zhǎng)。

2.1 球磨機(jī)原理

當(dāng)球磨機(jī)回轉(zhuǎn)時(shí)，鈦白粉漿料由于離心力的作用，隨筒體一起回轉(zhuǎn)，被帶到一定的高度時(shí)，由于其本身的重力作用拋落下來(lái)，對(duì)物料進(jìn)行沖擊，同時(shí)，陶瓷珠在磨腔內(nèi)滑動(dòng)和滾動(dòng)，對(duì)物料起研磨作用，在研磨介質(zhì)沖擊和研磨的共同作用下對(duì)物料被粉碎和磨細(xì)[5]。

2.2 球磨機(jī)與膠體磨研磨效果比較

我們?cè)跐{料濃度一定的情況下，分別取球磨機(jī)和膠體磨的漿料，測(cè)定篩余。

篩余的測(cè)定方法如下：等機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后（約30min）在球磨機(jī)或膠體磨出口取得研磨后漿料，測(cè)其濃度C（g/L），體積V（ml）。然后其次將漿料倒至檢驗(yàn)篩，用水沖洗至下清液無(wú)色為止（約10min），將檢驗(yàn)篩拿至干燥箱烘干（溫度設(shè)定為135℃，時(shí)間為1h）。最后將烘干后帶有干基漿料的檢驗(yàn)篩取出，冷卻至室溫后，稱(chēng)得檢驗(yàn)篩中漿料干基質(zhì)量m，得到其篩余W=m×1000/C×V×100%。

通過(guò)一個(gè)月的跟蹤，球磨機(jī)與膠體磨數(shù)據(jù)分別為：濃度平均值（g/L）558，553；篩余的最大值（%）7.08/10.89；最小值2.2/3.12，平均值4.66/7.26.可見(jiàn)，相同濃度下，球磨機(jī)效果要好于膠體磨，并且球磨機(jī)篩余比膠體磨穩(wěn)定。

2.3 球磨機(jī)與膠體磨篩余變化趨勢(shì)對(duì)比

為了考察球磨機(jī)和膠體磨的篩余隨著產(chǎn)量增加的變化趨勢(shì)，我們將一個(gè)新膠體磨和球磨機(jī)一個(gè)月跟蹤的篩余數(shù)據(jù)，每周統(tǒng)計(jì)一次平均值，為了數(shù)據(jù)有代表性，我們將漿料濃度都控制在550-600g/L。試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

由圖2可見(jiàn)，膠體磨隨著產(chǎn)量的增加，篩余不斷上升，按每天產(chǎn)量50t計(jì)算，到第四周也就是1500t左右時(shí)，篩余已經(jīng)大于10%。我們一般在篩余大于10%時(shí)調(diào)整膠體磨的間隙，當(dāng)產(chǎn)量達(dá)到2000t左右時(shí)，就要更換磨盤(pán)。而球磨機(jī)磨損較小，篩余較穩(wěn)定，一般在3%-7%之間波動(dòng)。

2.4 膠體磨與球磨機(jī)經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

我公司后處理生產(chǎn)量為10萬(wàn)噸/年，每條線產(chǎn)量約為3.33萬(wàn)噸/年，每條線需用兩臺(tái)膠體磨進(jìn)行研磨粉碎，而膠體磨生產(chǎn)2000t后就必須更換磨盤(pán)，磨盤(pán)價(jià)格約為8000元/臺(tái)。在生產(chǎn)中一臺(tái)球磨機(jī)可代替兩臺(tái)膠體磨，產(chǎn)量相同。每年需更換膠體磨50臺(tái)，所需成本就要40萬(wàn)，而球磨機(jī)每年檢修、維護(hù)、保養(yǎng)等只需花費(fèi)約3萬(wàn)元。由此來(lái)看，一臺(tái)球磨機(jī)每年可為公司節(jié)約37萬(wàn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

我公司采用輥壓磨和球磨機(jī)配合的方式在后處理中對(duì)粗品進(jìn)行初步研磨分散，在實(shí)際生產(chǎn)中有很多優(yōu)勢(shì)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)輥壓磨相對(duì)于雷蒙磨有維護(hù)費(fèi)用低，能耗低，產(chǎn)品質(zhì)量好，雜質(zhì)少的優(yōu)點(diǎn)，而球磨機(jī)相對(duì)于膠體磨有產(chǎn)量大，粉碎效率高，研磨效果好，漿料篩余低，粒徑均勻、磨損小的特點(diǎn)。因此，輥壓磨和球磨機(jī)配合使用在鈦白粉后處理生產(chǎn)中的應(yīng)用效果較好。

參考文獻(xiàn)

[1]符永生，李?lèi)?ài)華.金紅石鈦白粉后處理工藝的改進(jìn)[J].化工技術(shù)與開(kāi)發(fā)，2010，39（12）：59-61.

[2]張益都.硫酸法鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

[3]陳德彬.淺談金紅石鈦白粉后處理技術(shù)[J].湖南化工，1994（2）：48-50.

[4]刁東俠.鈦白粉初級(jí)成品粉碎生產(chǎn)工藝及設(shè)備選型[J].硫磷設(shè)計(jì)與粉體工程，2009（4）：8-10.

[5]唐文騫.硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中工藝技術(shù)及設(shè)備的分析和評(píng)論[J].化工設(shè)計(jì)，2004，14（3）：13-16.

作者簡(jiǎn)介：王智（1986，03-），男，本科，助理工程師，研究方向：鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)。