球磨分级系统在重钙上的应用总结

　　球磨分级系统应用于非矿的超细深加工，在国内外已被普遍采用。由于球磨机单机处理能力较大，单位产品能耗低，与精细分级机配置后，被普遍采用于大型超细重质碳酸钙的规模化生产中。这种球磨分级生产线的配置，使其运行性能稳定，产品质量稳定，粒度分布可控，品种、规模选择灵活，生产成本低，维修率低等特点，已得到了充分体现。

　　一、其工艺流程分破碎阶段和研磨分级阶段

　　1、破碎阶段又称粗碎，原料在进入破碎前，应人工选杂、冲洗、晾晒，保证矿石纯度。

　　<100mm <5mm

　　矿石 鄂式破碎机 锤式破碎机 提升机 原料仓

　　2、研磨分级阶段

　　粗料返回球磨

　　原料仓 螺旋定量输送 球磨机 定量给料螺旋 分级机

　　收尘器收集 产品仓 包装机

　　本系统设计灵活，可生产包括窄粒径分布、低吸油值产品的各种产品，且产品白度能提高1.5个百分点。

　　二、主要设备特点

　　1、球磨机

　　设计与传统水泥磨及矿冶等用磨不同，符合德国超细填料级矿物加工要求

　　优化长径比，以防止过研磨，达到最佳研磨效果

　　优化篦板开孔率和开孔设计，使用较小的研磨介质可提高研磨细度

　　篦板式磨尾出料，出料顺畅，无涨磨现象，筒体无需冷却

　　优化衬板和研磨介质形状和材质，按德国要求制作，减少破损率，提高研磨效率

　　研磨介质按产品要求合理配比，高填充效率，高效率

　　优化驱动器和研磨能耗的匹配，最大限度的节省能耗

　　和分级机形成封闭系统，负压输送，无粉尘

　　2、分级机

　　选用高速涡轮式多转子分级机，以保证更广的粒度调整范围

　　按德国要求设计，精确的流程控制确保极佳的顶点切割

　　可调节冲洗气流，提高分级效率

　　物料直接进入分级区不被分级后粗粉混杂

　　优化转子设计，达到低能耗

　　可通过分级机的不同排列调节产品的粒度分布，满足不同产品的技术要求。

　　3、定量系统

　　球磨机的给料采用精确的定量系统，即使物料的密度发生变化也可以稳定给料，高精度计量泵根据产品细度要求，以准确的时间和数量将研磨助剂喷入磨机内。

　　气流调节阀带有气流测量系统，可对分级气流的流量和流速精确控制。

　　本系统分级机即可串联又可并联，可以同时生产不同产品，特别是串联方式还可以生产特殊粒度分布的产品，以提高产品的附加值 。

　　分级机并联时的操作路线是：原料由料仓进入球磨机对物料研磨，研磨时使用研磨助剂，以提高分散性和研磨效率，研磨后的混合产品由定量给料螺旋分别送入分级机分级 ，分级后的粗粉返回球磨机再次研磨，分级后的最终产品进入收尘器收集起来送入产品仓。

　　分级串联时的操作路线是：原料由料仓进入球磨机对物料研磨，研磨时使用研磨助剂提高分散性和研磨效率，研磨后的混合产品由定量给料螺旋送入第一台630/3多转子分级机分级，分级后的粗粉进入第二台分级机进行二次分级，二次分级后的粗粉返回到球磨机再次研磨，二次分级后的细粉成为粒度特殊调整的最终产品，进入收尘器收集起来送入产品仓包装。

　　其工艺流程：

　　球磨 分级机 细料入收尘器 包装

　　分级机2 细粉 收尘器 出袋

　　粗料返回

　　生产5—20um产品需要使用研磨助剂，一般采用TC—121RB型助剂，每吨最大产品的用量为300—1000克

　　5、改性机

　　研磨碳酸钙在国际市场上普遍使用硬脂酸作为改性剂，以提高和有机材料的亲和性，提高碳酸钙粉在橡塑产品中的填充率，达到提高产品的性能，降低生产成本的目的。改性设备一般采用涡流磨、蜂窝磨、针盘磨。如果采用专为改性设计的混合改性机，效果更好。生产中先将碳酸钙粉和硬脂酸混合预热，并将其送入改性机，混合料在改性机强烈的冲击和搅拌下充分分散，达到完美包覆效果，由于改性机具有强烈的剪切和冲击粉碎效果，因此不会出现团聚的大颗粒。包覆碳酸钙粉的细度一般在5—22um，包覆率99.8%，改性剂的用量一般在0.6~1.5%，随产品的细度而异。杜仕国[1 ]用硬脂酸对碳酸钙改性，随着硬脂酸用量的增加，碳酸钙表面自由能Rs和Rs的极性分量RsP逐渐下降。当用量为1%时，Rs由207.9mj/m2降至41.4 mj/m2。

　　三、影响球磨分级系统研磨细度和产量的主要因素

　　研磨介质的品种、尺寸规格、配比和填充率，原料粒度及单位时间给料量，磨体转速、分级机转速、风机参数的选配、系统管路连接的压损等。

　　用于本系统球磨机的衬板为一般奥氏体锰钢或高锰钢，介质为高锰段，磨损值每吨最终产品50克，一般在20—30克。

　　加入球磨机的研磨介质，其尺寸规格，配比和填充率，可按下表逐步加入，同时将相应物料加入球磨机内

　　①加入30% 介质 ，磨合运转12 h

　　②加入60% 介质 ，磨合运转48h

　　③加入90% 介质 ，磨合运转96h

　　④加入100% 介质 ，磨合运转144h

　　从90%到100%的10%介质，可根据球磨机出料的粒度的实际情况，各型号介质作相应的调整。

　　拿￠1.83×7米双段仓球磨机举例来说，生产1250目时的介质级配添加如下：如果一仓长2350mm，容积5.6524m3，二仓长4425mm，容积10.643m3。

　　一仓级配比例(仅供参考)

规格 比例	￠35×40	￠30×35	￠25×30	重 量	填充率
30%	0.63	0.75	0.9	2.28	29.2%
60%	0.63	0.75	0.9	2.28
90%	0.63	0.75	0.9	2.28
100%	0.21	0.25	0.3	0.76

　　二仓级配比例(仅供参考)

规格 比例	￠20×20	￠18×18	￠16×16	重 量	填充率
30%	0.84	1.41	2.16	4.41	30%
60%	0.84	1.41	2.16	4.41
90%	0.84	1.41	2.16	4.41
100%	0.84	0.47	0.72	1.47

　　设定一仓长L1，二仓长L2 ，总磨介重量T，磨机有效半径R，A为容积，A1为一仓容积。

　　则一仓填加介质重量计算公式为：

　　T1=(A1/A)×T=πR2L1/(πR2L1+πR2L2)×T=L1/(L1+L2)×T

　　从表一看三种规格介质比例，大致为3：3：4，二仓三种规格介质比例，大致为2：3：5。

　　原料粒度及单位时间给料量，也是影响细度和产量的一个因素。 入料原料粒度越大，研磨出料越粗，产品的产量越少。单位时间内给料量越大，研磨出料相应越粗，产品的产量越少。

　　分级机的转速越高，越能分离出更细产品，但同时产量也降低，且易造成粗料中合格产品过多，影响分级效率。

　　风机的参数选择也是至关重要的，合理的参数匹配，对产品的粒度、产量及分选效率影响很大，所以风机的选型应遵循风量足够的情况下，风压应大幅增加，以便克服高速分级转速所产生的阻力及系统管路的压损等，并保证物料输送量。

　　总之，球磨分级系统是规模化干法加工超细重钙的最佳选择，必须针对产品大纲和市场定位对气流进行工艺的柔性设计和设备的优化选择，在系统运行中的球磨机、分级机等关键设备的各项工艺参数，必须实行定量控制和互锁式自动调节，以满足生产不同产品的工艺要求和充分保证产品质量和生产过程的稳定。包括球磨机的定量料和研磨助剂的定量添加，分级机进料、转速、气流量等的定量调节，还包括对球磨机、分级机和风机等关键设备进行过流、过载、高温监测，保证整条生产线的连续安全生产。

　　所以山东埃尔派与德国IVA合作后，在球磨选型和分级机设计上、制作上都严格按照德国要求，并采用工业电脑为核心的连锁式工艺程序控制，使各项主要参数及运行和出错状态均有显示，实现了整条生产线的自动控制，清楚简单，便于操作，并在国内外多条重钙生产线中取得了十分满意的效果。