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| 攪拌磨超細粉碎技術的發展歷程 |
| 來源：中國粉體技術網 更新時間：2015-08-05 08:38:21 瀏覽次數： |
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1 攪拌磨
攪拌磨的細磨作用是通過攪拌器把動力直接施加于研磨介質上而實現。與球磨機相比，普通球磨機和振動磨需轉動或振動包括研磨介質在內的笨重的筒體；攪拌磨的全部輸入功率直接使用于攪動研磨介質，能量利用率一般提高10～20 倍，從而達到高效率超細粉碎物料的目的。
在各種超細磨設備當中，攪拌磨憑借其高效、低能耗、操作簡便以及能獲得平均粒徑小于 1μm、粒度分布均勻的超細粉體，成為國內外研究的熱點。近幾年國外在超細粉碎設備中取得了很大的突破，比較典型的有：(1)前蘇聯的“依列粉碎機”；(2)西歐國家的 JIYU 粉碎機；(3)德國 Alpine 公司的流態化床逆向氣流磨(AFG)；(4)日本的MICROS 超細粉碎機、MF細磨機和 PJM氣流磨。這些設備在結構和條件合理時，能使物料粉碎到 5μm 以下，甚至 2μm 的超細粉體，相應的物料分級有干式(循環氣流分級、離心機械分級、選擇氣流分級)和濕式(水力旋流器、螺旋離心分級)分級。
2 攪拌磨超細粉碎技術的發展
1928 年 klein 和 Szegvari 提出攪拌磨的基本原理，在攪拌桶中加入天然砂粒，然后應用人工研磨介質(瓷球、玻璃球、鋼球等)，用攪拌器研磨物料，從而掀開了攪拌磨的歷史。他們用攪拌器和球形介質完成了細粒濕磨，用于涂料工業，并成立了UP公司(UnionProcess lnc)，專門從事攪拌磨的設計制造和推廣應用。
1939年美國礦山局設計了一種研磨機，用于浮選之前清理礦物表面。該研磨機由安裝在一個立式圓筒內的轉子和定子組成，由轉子和定子之間的相對運動產生顆粒之間的摩擦來清理礦物表面，后發現該裝置是一臺很有效的細磨設備。50 年代末至60年代初，美國礦山局對該研磨機進行了大量的細磨研究，并用來大規模加工高嶺土和氧化鈦。
1948 年美國杜邦公司(DuPont)開發出了高速攪拌磨 Sandmill—砂磨機，主要用于生產油漆工業的顏料，并成為攪拌磨發展的重大轉折點。50 年代由日本 KubotaTowerMill 公司的河端重勝博士開發出新型的攪拌磨—塔式磨，采用螺旋攪拌器，用于冶金、礦業中加工煤、水泥、硫化礦和多種工業礦物，并出口美國、澳大利亞。這種塔式磨在超細磨與化學處理領域已取得了顯著的效益(表1)。
表1 塔式磨加工的部分產品
| 用途 |
原料 |
產品與應用效果 |
| 超細磨 |
金剛砂 |
20um |
| 鐵素體 |
0.4um |
| 礬土 |
0.5um |
| 滑石 |
1.9um |
| 錳鐵 |
用于生產電焊條的焊劑 |
| 化學處理 |
錳礦+硫酸鹽 |
在稀硫酸中研磨錳礦提取硫酸錳 |
| 金礦+氰化物 |
在氰化鈉中研磨，獲得較高的浸出率 |
1956 年 Szegvari 發明了另一類攪拌磨機，該磨機采用由細長鐵棒組成的攪拌器，并在機體外面裝有冷水套，磨礦是在垂直的圓筒形容器中進行。給礦粒度由40μm～1mm，產品粒度可達10～20μm，磨礦介質為不銹鋼、鎢碳鋼、陶瓷或者礫石，介質尺寸 3～6mm 不等。連續作業的 Szegvari 細磨機于 1964年獲得了專利。1965～1967 年，Engels 將攪拌磨的開頂改為封閉式，有利于進一步提高攪拌磨的轉速。1970 年，Wilhelm 增加了攪拌磨介質分離器，能處理磨礦粘度達到 5Pa·s 的物料。
70 年代初瑞典 MatterPartnerAG 公司開發了TRZK(干)和 NRZK(濕)式攪拌磨，主要用于加工水煤漿。70 年代中期，改進了攪拌磨的排礦裝置，使攪拌器轉速不斷提高，于 1976 年由 Durr 發明了臥式攪拌磨。這種攪拌磨的能量高度集中，磨損降低，磨礦效率得到了很大程度的提高。
1979年美國MPSI公司引進了日本的塔式磨專利產品，生產出立式攪拌磨，并應用于鉛鋅礦、金礦等工業部門。
80 年代，德國Fryma公司開發了雙錐形砂磨機，改進了攪拌器；美國 Attritor 攪拌磨的開發，在陶瓷原料加工中獲得廣泛應用。
90年代初，美國Aquaflne公司和英國Joy公司研制出了槽式水平攪拌磨；瑞典Sala 公司的新型底部給料攪拌磨，節能60%。近年來日本三井三池株式會社、美國 UP 公司、德國NETZSCH 公司和英國 Torrance ＆ Son公司生產的間歇式、循環式攪拌磨，已廣泛應用于精細陶瓷、磨料、粉末冶金、硬質合金、磁性材料、油漆和非金屬礦等領域，產品細度可達1μm。
表2 攪拌磨加工的部分產品
| 行業 |
粉末產品 |
| 農業 |
農藥、殺蟲劑、殺真菌劑 |
| 油墨 |
印刷油墨、燃料、紡織品油墨、顏料 |
| 食品 |
咖啡、奶油巧克力、花生醬、芝麻 |
| 電子工業 |
高級陶瓷、電子元件氧化物、永磁鐵氧體 |
| 礦物 |
石灰石、非金屬礦、工業填料、貴金屬 |
| 涂料、油漆 |
初級涂料、油漆填料、散體填料 |
| 化學品、藥物 |
各種粉末產品 |
目前，國外已將攪拌磨應用于顏料、陶瓷、造紙填料及復雜礦物處理。表 2 是經攪拌磨加工的產品。隨著工業的迅速發展，逐漸認識了超細粉體的重要地位，其需求量日益增大。
我國從 80年代起借鑒國外技術開始攪拌磨的生產，鄭州東方機器制造廠、蘇州非金屬礦工業設計研究院、長沙礦冶研究院等一些單位相繼研制了各式攪拌磨，并在化工、非金屬礦、涂料和粉末冶金行業得到了初步應用。但從整體上來看，品種少、結構有待改進，基礎工作遠遠落后于國外水平。由于應用的需要，對于攪拌磨超細粉碎的基礎研究工作主要集中在濕法細磨上，這是因為與干法相比，濕法超細粉碎具有能連續進行、易實現自動化、分散性好、防止粉塵污染等優點。
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