球磨機(jī)改造性能的研究

趙耀芳

（山西平朔煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 朔州 036800）

0 前言

現(xiàn)代工程技術(shù)將需要越來(lái)越多的超細(xì)粉體，超細(xì)粉碎技術(shù)在高技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中起著越來(lái)越重要的作用。雖然可以通過(guò)化學(xué)合成法制備高純超細(xì)粉體，但成本過(guò)高，至今沒(méi)能用于工業(yè)化生產(chǎn)。獲得超細(xì)粉體的主要手段仍然是機(jī)械式粉碎方式，用機(jī)械方式制取超細(xì)粉體所依賴(lài)的超細(xì)粉碎和分級(jí)技術(shù)的難度不斷增大，其研究深度永無(wú)止境。超細(xì)粉碎技術(shù)的關(guān)鍵是設(shè)備，因此，首先要開(kāi)發(fā)新型超細(xì)粉碎設(shè)備[1]。

1 球磨機(jī)研究進(jìn)展

球磨機(jī)在使用過(guò)程中展現(xiàn)了突出的優(yōu)點(diǎn)：1）對(duì)研磨物料有很強(qiáng)的適應(yīng)性，產(chǎn)量大，可滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)對(duì)生產(chǎn)能力的要求，在用最大球磨機(jī)尺寸已達(dá)到 6.5m×9.95m；2）粉碎比大，可達(dá)到 300 以上，并易于調(diào)整粉磨產(chǎn)品的細(xì)度；3）可適應(yīng)不同情況的操作，既可干法作業(yè)也可濕法作業(yè)，還可以干法和濕法同時(shí)進(jìn)行；4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固、操作可靠、維護(hù)管理方便、能進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作；5）具有很好的密封性，能有效防止灰塵飛揚(yáng)；6）易于操作調(diào)整，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。所以球磨機(jī)在工業(yè)應(yīng)用及發(fā)展中經(jīng)歷了如此長(zhǎng)時(shí)間仍未被淘汰，而且球磨機(jī)在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍將是物料粉碎的主要設(shè)備[2]。

雖然球磨機(jī)在磨礦設(shè)備中具有非常特殊的優(yōu)越性，但同時(shí)也存在一些缺陷，主要是電耗和鋼耗高、能量利用率低、產(chǎn)品粒度不均勻等。根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)顯示，用于粉磨作業(yè)的電耗占全世界總發(fā)電量的 3%～4%，而金屬選礦廠(chǎng)作業(yè)所耗費(fèi)的電能在選礦廠(chǎng)的電耗中占有很大比例，約占選礦作業(yè)能耗的 30%～70%；球磨介質(zhì)和襯板的鋼耗極高，達(dá) 0.4～3.0kg/t。隨著日趨貧化、低品位礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)，球磨過(guò)程的能耗和鋼耗越來(lái)越高。在全球能源日趨緊張、資源價(jià)格不斷上漲的情況下，球磨作業(yè)的優(yōu)劣直接影響到選礦廠(chǎng)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。有效提高球磨機(jī)粉磨效率，減少球磨機(jī)粉磨過(guò)程的鋼耗，不但能提高選礦廠(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益，而且也符合當(dāng)下節(jié)能和環(huán)保的要求。積極地研究球磨機(jī)的工作情況，改進(jìn)球磨工作參數(shù)，對(duì)提高球磨機(jī)粉磨效率意義重大[3]。

2 改造方案

（1）兩倉(cāng)改三倉(cāng)，同時(shí)對(duì)隔倉(cāng)板和出料篦子進(jìn)行改造，采用選粉式的雙層隔倉(cāng)板帶有強(qiáng)制回流篩作為一二倉(cāng)隔艙板，這樣粗顆粒無(wú)法進(jìn)入二倉(cāng)，減輕二倉(cāng)的粉磨壓力，讓二倉(cāng)有充分的粉磨能力。二倉(cāng)和三倉(cāng)隔倉(cāng)板也是雙層隔倉(cāng)板，中間采用放射狀篩片，降低物料的流速，充分發(fā)揮三倉(cāng)的超細(xì)粉磨能力能力。

（2）縮短破碎倉(cāng)長(zhǎng)度，由于是聯(lián)合粉磨，經(jīng)輥壓機(jī)破碎的物料進(jìn)入磨機(jī)的比表面積已經(jīng)滿(mǎn)足初級(jí)要求，因此將破碎倉(cāng)長(zhǎng)度縮短。

（3）改變鋼球及鋼鍛在各倉(cāng)的配比，加大粉碎能力，以提高產(chǎn)量，降低能耗。

（4）三倉(cāng)倉(cāng)內(nèi)的活化環(huán)的改造，由于三倉(cāng)是超細(xì)粉磨，物料在次倉(cāng)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的靜電糊球現(xiàn)象。為此增加了活化環(huán)，把活化環(huán)放大、放粗，增加活化環(huán)的圈數(shù)，增加活化效果。

（5）在進(jìn)料端加入三級(jí)緩沖閥，讓物料平穩(wěn)進(jìn)入一倉(cāng)，充分發(fā)揮一倉(cāng)的破碎粉磨能力。

圖 1 球磨機(jī)筒體

改造中的篩分隔板的設(shè)置，可使得破碎后的細(xì)粉料經(jīng)過(guò)篩分隔板進(jìn)入下一級(jí)球磨倉(cāng)；而破碎后的大粒徑物料到達(dá)篩分隔板的揚(yáng)料板后不能通過(guò)篩板，只能通過(guò)排出口、回料通道和回料口返回前一級(jí)球磨倉(cāng)繼續(xù)破碎，從而提高了破碎效果，增強(qiáng)了研磨能力；三個(gè)球磨倉(cāng)的設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)物料的充分有效破碎；三級(jí)研磨倉(cāng)中四組活化環(huán)的設(shè)置，可提高研磨體附著在筒體內(nèi)壁的摩擦力，使研磨體隨研磨機(jī)筒體的旋轉(zhuǎn)而被帶起，提高了研磨體對(duì)物料的研磨效果。

3 球磨機(jī)改造后性能研究

改造后新型球磨機(jī)具有以下特點(diǎn)：（1）具有高效粉碎作用；（2）混合均勻且物料在滾筒中滯留時(shí)間延長(zhǎng)；（3）避免物料從中心“短路”通過(guò)，因而粉碎效果好，產(chǎn)品粒度細(xì)，分布范圍窄。

改造后用 2 種不同粉末進(jìn)行試驗(yàn)，數(shù)據(jù)見(jiàn)表 1。

通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，球磨機(jī)經(jīng)過(guò)改造后臺(tái)時(shí)產(chǎn)量有明顯提高，同時(shí)粉磨比表面積也有增大。

4 結(jié)論

球磨機(jī)是粉磨生產(chǎn)中的能耗大戶(hù)，因此積極的研究對(duì)球磨機(jī)的改造技術(shù)，對(duì)于提高經(jīng)濟(jì)效益非常有意義。本文中主要是延長(zhǎng)物料在筒體中停留時(shí)間，避免物料短路通過(guò)，同時(shí)對(duì)隔板倉(cāng)及活化環(huán)進(jìn)行改造，以降低能耗，提高產(chǎn)量及比表面積。通過(guò)對(duì)不粉末的實(shí)驗(yàn)，證明改造后球磨機(jī)粉碎效果好，產(chǎn)品粒度細(xì)，分布范圍窄。

表 1 改造前后試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比