進(jìn)入二十一世紀(jì)，隨著我國(guó)非金屬礦產(chǎn)的超細(xì)加工，超細(xì)粉碎分級(jí)技術(shù)已成為最重要的深加工技術(shù)之一，對(duì)現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

　　球磨加分級(jí)機(jī)成套生產(chǎn)線是指將物料采用干法粉碎、再分級(jí)的連續(xù)工作系統(tǒng);其產(chǎn)量較大，設(shè)備操作簡(jiǎn)單，維修費(fèi)用低，研磨介質(zhì)及襯板選擇靈活，對(duì)物料的高純度加工污染小，設(shè)備整體運(yùn)行可靠，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，粒度分布可控等特點(diǎn)顯而易見(jiàn)。尤其適用于硅微粉的超細(xì)加工，產(chǎn)品白度高、形狀光澤好、品質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)定、粒度分布調(diào)控性強(qiáng)等。但由于球磨機(jī)和分級(jí)機(jī)功能和側(cè)重點(diǎn)不一樣，因此在生產(chǎn)系統(tǒng)中的配合問(wèn)題尤為重要，配合得當(dāng)，可發(fā)揮各自特點(diǎn)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，效率很高，配合不好，形成功能制約，多耗能，效率低。

　　其工藝流程一般是

　　由于球磨機(jī)和分級(jí)機(jī)通常是兩家企業(yè)生產(chǎn)，往往在產(chǎn)量等概念上存在著差異。球磨機(jī)的產(chǎn)量受給料細(xì)度、磨體貼襯后的有效直徑、長(zhǎng)徑比、球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速、球磨介質(zhì)的選擇及級(jí)配、裝填量、磨體有效長(zhǎng)度、給料量的大小等多種條件影響。

　　分級(jí)機(jī)的產(chǎn)量受粉體濃度、渦輪分級(jí)器轉(zhuǎn)速、風(fēng)量風(fēng)壓、分級(jí)效率、粒度分布、產(chǎn)品細(xì)度等多種條件的影響，兩種設(shè)備應(yīng)該有以下關(guān)系：

　　分級(jí)機(jī)的產(chǎn)量=分級(jí)機(jī)處理量—分級(jí)后的粗料量

　　球磨機(jī)的產(chǎn)量=原料給料量+分級(jí)后的粗料返回量

　　分級(jí)機(jī)的處理量=球磨機(jī)的產(chǎn)量

　　所以在設(shè)備選型和設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮二者的匹配。

　　1、球磨機(jī)各種因素對(duì)硅微粉產(chǎn)量、質(zhì)量的影響

　　1.1 球磨機(jī)貼襯后的有效直徑、長(zhǎng)徑比及球磨機(jī)轉(zhuǎn)速

　　球磨機(jī)所采用的襯板，一般情況多采用氧化鋁襯板、球石襯板兩種。球磨介質(zhì)也多是氧化鋁介球和球石兩種。不管采用哪種襯板及襯球，球磨機(jī)的有效直徑將減小。在磨機(jī)轉(zhuǎn)速已定的情況下，有效直徑越小，研磨效果越差，產(chǎn)量越低。所以在選擇磨機(jī)筒體直徑時(shí)，應(yīng)充分考慮到貼襯板所減小的有效直徑問(wèn)題，防止導(dǎo)致物料在磨內(nèi)拋物線減小，不利于物料研磨。

　　在產(chǎn)能要求確定情況下，球磨機(jī)的長(zhǎng)徑比選擇和分級(jí)機(jī)的工藝搭配是一個(gè)關(guān)鍵因素，直接關(guān)系到投資、能耗和產(chǎn)品質(zhì)量，較小的長(zhǎng)徑比有利于節(jié)能和提高白度，但投資稍高，而粒度分布的調(diào)控主要取決于球磨機(jī)長(zhǎng)徑比和分級(jí)機(jī)的串并聯(lián)搭配。

　　1.2 研磨介質(zhì)及襯板的選擇問(wèn)題

　　研磨介質(zhì)及襯板的選擇問(wèn)題，也是制約硅微粉質(zhì)量、產(chǎn)量的一個(gè)很重要的因素。選用氧化鋁襯板及介球，其優(yōu)點(diǎn)在于氧化鋁襯板薄，磨腔的內(nèi)有效直徑大，介球比重大，有利于物料的粉碎研磨。產(chǎn)量相應(yīng)比球石襯板、介球產(chǎn)量高。其缺點(diǎn)是增大硅微粉品質(zhì)指標(biāo)中的Al2O3的百分含量。由于氧化鋁襯板和介球不同程度的存在磨損，其使用壽命有限，所以增加成本費(fèi)用。且在研磨時(shí)發(fā)熱程度比球石襯板、介球的溫度要高，容易使硅微粉因研磨溫度的升高而白度降低，從而影響硅微粉的產(chǎn)品質(zhì)量。

　　而選用球石襯板及介球，因襯板厚度大，使球磨機(jī)的有效直徑減小20多公分，而且各種球石介質(zhì)之間的接觸很不規(guī)則，甚至有些是面與面的接觸，不利于物料的粉碎研磨，影響硅微粉的產(chǎn)量。由于介球和襯板采用球石，其使用壽命一般每噸球石小時(shí)磨損量30㎏，所以要定時(shí)定量往球磨機(jī)內(nèi)追加介質(zhì)球石，但磨損量可轉(zhuǎn)化為硅微粉產(chǎn)品，所以基本沒(méi)有成本費(fèi)用。因球石本身的主要成份就是SiO2，所以不會(huì)導(dǎo)致物料品質(zhì)指標(biāo)的變化，且發(fā)熱率要低于氧化鋁襯板及介球，不會(huì)影響硅微粉的質(zhì)量。另外，球石的價(jià)格低廉，投資少。

　　1.3 研磨介質(zhì)的級(jí)配和填充率

　　球磨機(jī)研磨介質(zhì)的級(jí)配和填充率也會(huì)影響硅微粉的產(chǎn)量，其級(jí)配、填充率大體應(yīng)在以下范圍。(以球石為例)

　　φ80mm 25

　　5 15 25 35 45(% )

　　45 35 25 15 5 (%)

　　φ60mm

　　球磨機(jī)研磨體四級(jí)配圖

　　%

　　90 10%

　　80 66 20

　　70 64 65 30

　　60 62 63 64 40

　　50 60 61 62 63 50 φ70mm

　　φ80mm 40 58 59 60 61 62 60

　　30 56 57 58 59 60 61 70

　　20 54 55 56 57 58 59 60 80

　　10 52 53 54 55 56 57 58 59 90

　　90 80 　 70 60 50 40 30 20 　10%

　　φ60mm

　　球磨機(jī)研磨體三級(jí)配圖

　　球磨機(jī)填充率計(jì)算：

　　H/D=0.64 0.63 0.62 0.61

　　￠=35.8 36.2 37.8 38.8

　　D：有效直徑

　　￠：填充率(%)

　　上H

　　研磨體裝載計(jì)算：

　　G=0.785D2L￠P

　　G：研磨體裝載量t

　　L：球磨機(jī)有效長(zhǎng)度

　　P：研磨體容積密度

　　根據(jù)介質(zhì)球石的大小

　　P平均=2.7K (K為空間系數(shù) K≈0.7)

　　P平均=2.7×0.7≈1.89

　　平均球徑：

　　D1G1+D2G2+D3G3+…

　　D球= G1+G2+G3+…

　　D1-3 不同直徑介質(zhì)球

　　G1-3 每個(gè)介質(zhì)球質(zhì)量

　　2、分級(jí)機(jī)各種因素對(duì)硅微粉產(chǎn)量、質(zhì)量的影響

　　1.1 分級(jí)機(jī)的主要調(diào)節(jié)參數(shù)

　　分級(jí)機(jī)的渦輪分級(jí)器通過(guò)旋轉(zhuǎn)形成一個(gè)穩(wěn)定的離心力場(chǎng)，通過(guò)調(diào)節(jié)分級(jí)器的葉輪片數(shù)、葉輪轉(zhuǎn)速、引風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓、風(fēng)量及二次風(fēng)柵淘洗器的大小等來(lái)調(diào)節(jié)產(chǎn)品的粒度和產(chǎn)量，如果風(fēng)量過(guò)小，則產(chǎn)品粒度容易變細(xì)，產(chǎn)量降低，葉輪片數(shù)過(guò)少，則易形成高轉(zhuǎn)速，不利于分級(jí)，產(chǎn)品質(zhì)量降低;二次風(fēng)柵陶洗器開(kāi)度過(guò)小，粗料中夾雜的細(xì)粉提取不干凈，影響分級(jí)效率。

　　1.2 分級(jí)機(jī)的耐磨損處理

　　由于石英硬度高，對(duì)設(shè)備磨損嚴(yán)重，污染產(chǎn)品，必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行耐磨防護(hù)處理，尤其是電子級(jí)高純硅微粉，對(duì)雜質(zhì)含量要求在幾個(gè)ppm以下，設(shè)備的防護(hù)方法是十分關(guān)鍵的。

　　所有腔體及管道等靜止件，采用陶瓷或有機(jī)耐磨材料作內(nèi)襯是十分有效可靠的。但分級(jí)轉(zhuǎn)子由于其高速旋轉(zhuǎn)，構(gòu)造復(fù)雜，磨損最嚴(yán)重，防護(hù)難度較大。目前立式分級(jí)機(jī)的轉(zhuǎn)子由于體積較大，難以整體陶瓷化;而粘貼瓷片后的平衡性下降，高速運(yùn)轉(zhuǎn)下瓷片易脫落，運(yùn)轉(zhuǎn)壽命縮短，可靠性降低。臥式分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)子尺寸較小，通常采用整體陶瓷輪或合金輪，但由于其轉(zhuǎn)速相對(duì)更高，磨損仍然較重，對(duì)產(chǎn)品仍具有一定金屬污染，而且葉輪價(jià)格昂貴，尤其是多轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致更換維修費(fèi)用大，運(yùn)行成本高。另外陶瓷輪的極限轉(zhuǎn)速受其強(qiáng)度影響，限制了分級(jí)機(jī)的頂點(diǎn)切割和分選細(xì)度。

　　濰坊埃爾派粉體技術(shù)設(shè)備有限公司采用特制的高分子耐磨材料制作分級(jí)葉輪，其良好的平衡運(yùn)轉(zhuǎn)下允許的極限磨損量大大提高，且只更換局部磨損部位，因而較合金葉輪和陶瓷葉輪制作成本大大降低，較表面噴涂葉輪和塑料葉輪等使用壽命大大提高，從而大大降低運(yùn)行成本，對(duì)物料零金屬污染，具有極高的性價(jià)比。目前已在安徽、江蘇、山東、河北、陜西、遼寧等地得到廣泛應(yīng)用，并為幾家原有分級(jí)機(jī)的用戶進(jìn)行了更新改造。通過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行對(duì)比，以結(jié)晶硅微粉為例，生產(chǎn)1萬(wàn)噸320目產(chǎn)品的維修消耗約為0.3萬(wàn)元，僅為其它葉輪的幾十分之一，連續(xù)使用壽命超過(guò)兩年。

　　3、球磨機(jī)與分級(jí)機(jī)之間的配合

　　在球磨機(jī)與分級(jí)機(jī)組成的干法超細(xì)粉碎分級(jí)生產(chǎn)系統(tǒng)中，因?yàn)榍蚰C(jī)的產(chǎn)量大、粉體濃度高，粉體完全依靠負(fù)壓吸送，進(jìn)入分級(jí)葉輪旋轉(zhuǎn)形成的離心力場(chǎng)分級(jí)區(qū)進(jìn)行分級(jí);以及球磨機(jī)腔體內(nèi)已研磨好的產(chǎn)品要及時(shí)排出磨外，所以空氣耗量較大，壓損增加。在選擇引風(fēng)機(jī)時(shí)應(yīng)充分考慮風(fēng)壓指標(biāo)，以形成所需要的穩(wěn)定的風(fēng)量。濰坊埃爾派粉體技術(shù)設(shè)備有限公司在為安徽鳳城粉體材料廠、鳳陽(yáng)利達(dá)粉體材料廠等多家設(shè)計(jì)制造的球磨機(jī)加氣流分級(jí)機(jī)的干式超細(xì)粉碎分級(jí)硅微粉生產(chǎn)線中，采用大過(guò)濾面積的脈沖布袋收集器，采用特殊材料的葉輪轉(zhuǎn)子，耐磨損、無(wú)污染，提高了硅微粉的產(chǎn)量質(zhì)量。正確調(diào)整整個(gè)系統(tǒng)的風(fēng)量風(fēng)壓，使磨機(jī)內(nèi)的合格產(chǎn)品能及時(shí)提走，提高了球磨機(jī)的研磨效率，產(chǎn)品分級(jí)的效率高，產(chǎn)量大。連續(xù)生產(chǎn)處理1000噸系統(tǒng)穩(wěn)定，效果明顯。

　　4、正確的連接方法，可提高系統(tǒng)的工作效率及穩(wěn)定性

　　由于球磨機(jī)在連續(xù)工作時(shí)，排料管始終處于高濃度排料狀態(tài)，而且球磨機(jī)在運(yùn)行中，磨腔內(nèi)一直處于半負(fù)壓狀態(tài)，因此分級(jí)機(jī)在與排料管連接時(shí)多采用“三通式直聯(lián)”，留下一個(gè)二次進(jìn)風(fēng)口，并加風(fēng)量調(diào)整閥，以調(diào)整磨機(jī)內(nèi)的風(fēng)量風(fēng)壓;以及分級(jí)機(jī)進(jìn)料管內(nèi)的物料分散。(如圖所示)

　　總之，在球磨加分級(jí)組成的干式超細(xì)粉碎分級(jí)生產(chǎn)系統(tǒng)中，二者的正確配合與協(xié)調(diào)尤為重要，若配合應(yīng)用不合理，會(huì)形成功能制約，耗能高，效率低。配合得當(dāng)，可發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，使整個(gè)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，事半功倍，效率很高?！　∪粽{(diào)節(jié)閥開(kāi)度過(guò)小，則易造成球磨機(jī)內(nèi)的風(fēng)量風(fēng)壓太大，形成“風(fēng)掃磨”，影響球磨機(jī)內(nèi)的研磨效果;也不利于分級(jí)機(jī)輸送物料，易形成堵料。開(kāi)度過(guò)大則易造成磨機(jī)內(nèi)的物料過(guò)磨，降低產(chǎn)量。

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