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球磨+分级机干法加工重质碳酸钙粉体技术介绍

发布时间:2019-07-17 10:16:00

高细球磨机配超细分级机生产超细重钙的工艺路线比较符合我国国情。本文对球磨机+分级机配套干法加工重质碳酸钙粉体技术介绍。

纵观球磨机和立式磨在重钙中的使用,二者各有优点,但以使用球磨机的为多。我们认为高细球磨机配超细分级机生产超细重钙的工艺路线比较符合我国国情。

1 球磨机配分级机工艺路线的特点

高细球磨机配超细分级机的工艺路线,其特点有:①加工方解石类白色非金属矿超细产品,领导世界潮流已50余年,堪称经典;②单线规模从1万t/a到10万t/a,工艺装备及控制简洁,产品十分稳定。

2 球磨机配分级机工艺路线大规模的要点

建设大型的重钙生产线(10万t级超细),大型球磨机系统一般都能满足研磨的需要。但是,因为受到诸多条件的限制,国产的分级机不可能做得很大(与ALPINE公司的ATP630/4NG相比),所以可能要使用2套甚多套分级机系统并联或串联使用(欧洲目前多有大型重钙企业采用数台分级机并串连使用的案例)。图1为以球磨机配分级机年产10万t1 250目重钙生产线工艺流程。

图1  球磨机配分级机生产1250目重钙生产线

3 球磨与分级干法加工的实践与体会

3.1 重钙生产中的几点看法

(1) 对技术指标(细度、产量和能耗)的认识。目前的重钙加工技术与设备市场,厂商众多,各有看家本领,技术指标国内或国际先进。对投资者而言,宛如雾里看花,难以了解实际情况。建议投资者在面对众说纷纭、千差万别的技术方案和技术指标时,参考一下西方几大技术厂商的技术方案,了解其技术指标。在机械方法生产重钙产品的领域,先进的技术指标总是相同或比较接近。

(2) 对产品粒度检测方法的认识。表3为几种激光粒度分析仪测试同一个1 250目重钙样品的测试结果。

表1  不同激光粒度仪对1250目重钙样品测试结果

由表1可见,同一个1250目标准重钙粉,不同激光粒度分析仪的检测结果差别很大。根据国产分析仪1的检测结果,1250目标准重钙粉显示成了近2 000目左右的粉体。如果投资商不明里,很容易判断失误。客观地讲,国产的各种粒度分析仪都是比较过关的,其重现性很好,完全能满足粒度检测要求。表3中的偏差仅仅是相对偏差,比如说,在国产分析仪1上,1 250目标准重钙粉检测出来的d97=6.5左右,那么,在生产中取样,只要测试结果与此数据一致,可以认定产品是标准的1 250目产品。 

(3) 对生产线装机功率的认识。

在重钙加工设备方面,同样的一套生产线,各设备商的装机功率可能要相差30%,甚更多,难免让人困惑。我们认为:要达到产品质量的稳定,采用大马拉车的理念(主要是主风机)。虽然生产线的装机功率与电耗关系密切,但是并非装机功率大,电耗高,装机功率低,电耗低。采用变频控制的电动机的电耗与电动机的额定功率关系不密切。

3.2 重钙干法加工设备的选型

3.2.1 球磨机的选型

目前,我国的大型球磨机制造技术已达到国际先进水平,在干法研究上的应用已非常成功,特别是高细球磨机已得到广泛地应用。其成倍强化研磨效果,大大提高了出料的细粉率(50%以上)。针对方解石类白色矿物的研磨,高耐磨合金材料的问世,使得球磨机衬板和研磨介质的磨损性能得到巨大改善。生产1 250目产品,研磨介质的铁磨耗不超过10~20g/t产品,衬板的铁磨耗不超过4~6g/t产品,合计磨耗小于30g/t产品,相当于1t1 250目产品中的铁含量增加了0.03%,比方解石本身的天然含铁量还低数倍。

3.2.2 分级机的选型

分级机作为重钙超细微粉生产的关键设备,决定着生产线的产品质量和产量。目前,分级机分为单叶轮和多叶轮两种类型,其特性对比见表2。

表2  单叶轮和多叶轮分级机的比较

根据分级机特点,对不同的生产要求可以选择不同的分级机类型,具体做法是:①对于只生产<1 250目的重钙产品,使用直立安装的单叶轮分级机,主要以获得高产量为目的;②对于1 250~2 500目的重钙产品的生产,使用水平安装的多叶轮分级机,主要以获得适中产量的超细产品为目的;③对于2 500~6 500目的重钙产品的生产,使用水平安装的单叶轮分级机,主要以获得产量较小,但档次很高的亚微米超微细产品为目的。

我国已研制并广泛使用了多种涡轮式超细分级机,虽然规格偏小,但是可以利用工艺布局,采用2台或数台分级机并联或串联来实现生产线的规模化,从而解决这一难题。当然,多台分级机的串并联也会增加生产线的复杂性。

3.2.3 收尘系统的选择与改进

收尘器性能,一方面会影响分级效率及产品的粒度分布;另外还因设备阻力的大小,影响系统操作的稳定性。老收尘系统和新收尘系统工艺如图2、图3所示。建议采用高浓度高压脉冲收尘器,取消旋风收集器,一步收集。这可以使得设备流程简单,系统阻力小,更重要的是,使产品的粒度分布一致,质量均一。

图2 老式收尘系统(左)  图3  新式收尘系统(右)

3.2.4 主风机的选型

目前,在重钙生产线的主风机选型中,可能存在一个误区:为降低系统的装机容量,或为了降低电耗,而选用功率较小的主风机。以为如此配置可以达到节能降耗的目的。实际上,风机的耗能主要与实际的操作风量和操作风压关系密切。在风机的选型中,高风压是系统稳定操作的一大保证,也即是产品质量稳定的保证;而风量可以通过风量调节阀,控制

在合适的操作数值。主风机的耗能是确定的,而不是简单地按照产品标牌上的功率来计算耗能。另外,目前变频技术在风机上得到广泛应用,节电效果十分明显。在满足风量和风压的情况下,通过变频器控制风机的电动机,可使能耗保持在较低水平。

4 结语

(1) 球磨机和大型分级机的使用,使重钙的单机大规模生产成为可能。因工艺流程简单、操作维护方便、产品质量稳定,球磨机配合分级机的重钙生产路线是一条符合我国国情的路线。

(2) 国产的大型分级机的生产已经非常成熟可靠,生产2 500目以下重钙粉,无论在规模还是技术上都可达到国际同等水平,这将大幅度降低投资成本和维修费用。

(3) 多台大型分级机的联合使用,是产品同时多样化的有效方法。

(4) 超细粉收尘器的选择关重要,由于粉细、含尘浓度高,若收尘效率不理想,不但增加生产能耗,而且污染了环境,更重要的是,影响分级系统的稳定工作及使用寿命。

(5) 2μm以下的超细重钙微粉需求量迅速增大,研究大型亚微米级的分级机是目前的主要任务。

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