一、超細粉碎和精密分級設備選型
在超細粉碎工廠(chǎng)設計中，主要設備設計與計算的依據是：
?。?）超細粉碎廠(chǎng)的建設規模、產(chǎn)品結構或品種、產(chǎn)品細度及粒度分布、純度、粒形等數量和質(zhì)量要求；
?。?）被粉碎物料的硬度、粒度、比表面積、化學(xué)成分、黏度等物理化學(xué)性能；
超細粉碎廠(chǎng)的工作制度；
?。?）設計的超細粉碎工藝流程圖或設備聯(lián)系圖。包括質(zhì)量流程圖及料漿流程圖；
?。?）設備計算參數的試驗資料及類(lèi)似廠(chǎng)的生產(chǎn)指標或數據；
?。?）所建廠(chǎng)的自動(dòng)控制水平及設備作業(yè)率；
?。?）定型設備的產(chǎn)品樣本，新設備的工業(yè)試驗數據及鑒定資料。
1、超細粉碎設備選型
超細粉碎設備的選擇和規格的確定主要與所處理的物料的物理性質(zhì)（硬度、密度、水分、給料粒度等）、處理量、粉碎產(chǎn)品細度和粒度分布、純度、粒形以及設備工藝配置等因素有關(guān)。所選用的設備必須滿(mǎn)足粉碎產(chǎn)品粒度、設計產(chǎn)量或處理量和適應給料中最大顆粒粒度的要求。
（1）干式和濕式超細粉碎工藝設備的選擇
對于前面不設置濕法提純和濕法加工工序或后續不設置濕法加工工序的物料，一般當產(chǎn)品細度d97≥5μm時(shí)，在目前技術(shù)經(jīng)濟條件下，優(yōu)先選擇干法加工工藝和干法超細粉碎設備，如氣流粉碎機、高速機械沖擊式粉碎機、離心或旋（颶）風(fēng)自磨機、干式球磨機、振動(dòng)磨、攪拌磨等。除了內設精細分級裝置或具有自行分級功能的超細粉碎設備，如氣流磨等外，一般在選用時(shí)還要同時(shí)考慮相應的精細分級設備，才能滿(mǎn)足產(chǎn)品細度和粒度分布的要求。
當需要設計生產(chǎn)d97＜5μm以下的超細粉體產(chǎn)品，或者最終產(chǎn)品可以濾餅或漿料銷(xiāo)售時(shí)，應當優(yōu)先選用濕法超細粉碎工藝和設備。
另外，如果被粉碎物料是經(jīng)過(guò)前置其他濕法工藝（如水洗、提純等）加工的，也即在超細粉碎作業(yè)之前設置有水洗、提純等濕法加工工序，則不管最終產(chǎn)品粒度要求如何，應當優(yōu)先考慮濕法超細粉碎工藝和設備。
此外，如果經(jīng)超細粉碎后的粉料還是進(jìn)行濕法加工，也應優(yōu)先選用濕法超細粉碎工藝和設備。還有一此特殊情況.如用做珠光云母原料的碎白云母的加工，為確保片狀顆粒形狀和表而光潔度，要選用濕法超細粉碎工藝和設備。
（2）干法超細粉碎設備的選型
干法超細粉碎設備的類(lèi)型很多，選型時(shí)主要考慮原料的物理性質(zhì)（硬度、密度、粘性、水分等）及粒度、產(chǎn)品細度和粒度分布、純度、粒形、設計產(chǎn)量及產(chǎn)品的價(jià)值等。同時(shí)要在相同條件下比較各種不同類(lèi)型干法超細粉碎設備的生產(chǎn)能力、單位產(chǎn)品電耗、磨耗、設備運轉穩定性、自動(dòng)控制水平、維護和檢修性能以及工藝配套性能等。
一般對于價(jià)位較大、產(chǎn)品純度要求較高、粒形較規則的物料，如稀土、精細磨料、藥品及保健品、名貴中藥材、生物制品等可優(yōu)先考慮選擇氣流粉碎機，尤其是新型的流化床式或對噴式氣流粉碎機及內襯剛玉等耐磨材料的其他類(lèi)型氣流粉碎機。
對于大宗的工業(yè)礦物超細粉體的加工，如重質(zhì)碳酸鈣、普通滑石粉、高嶺土、硅灰石等應當優(yōu)先考慮其他干式超細粉碎設備，如高速機械沖擊式超細粉碎機、旋轉筒式球磨機（帶分級機）、離心旋風(fēng)自磨機、振動(dòng)磨、干式攪拌磨（帶分級機）、塔式磨等，原因是這些工業(yè)礦物粉體的單位價(jià)值相對較低，而氣流粉碎機的單位產(chǎn)品能耗相對較高。物料的硬度也是干式超細粉碎設備要考慮的一個(gè)重要因素。
一般來(lái)說(shuō)。除流化床對噴式氣流磨之外的其他類(lèi)型氣流粉碎機、高速機械沖擊式粉碎機、離心旋風(fēng)式白磨機等不適臺加工莫氏硬度大于7的高硬度物料。
選定了設備的類(lèi)型后，接下來(lái)就要確定設備的規格和臺數。設備規格和臺數的確定主要依據所要求的產(chǎn)品細度條件下設備的處理量而定。設備的處理量或生產(chǎn)能力最好以同種物料的工業(yè)生產(chǎn)實(shí)例（相同產(chǎn)品細度和粒度分布條件下）或在指定產(chǎn)品細度和粒度分布條件下的工業(yè)設備的試驗結果來(lái)確定。
在沒(méi)有相同物料作參照物的情況下，超細粉碎設備的處理量的計算還要考慮物料種類(lèi)、硬度、密度、黏度或含水量、雜質(zhì)種類(lèi)和含量以及給料粒度和粒度分布所帶來(lái)的差別。
總之，在計算超細粉碎機的單機處理量時(shí)，最好是參照同種物料在相同或相近產(chǎn)品細度和粒度分布下的工業(yè)生產(chǎn)數據或相近機型的工業(yè)試驗數據。
另外，還要說(shuō)明的是，設備廠(chǎng)家提供的設備的技術(shù)性能參數是對一般物料而言的，所給出的生產(chǎn)能力隨產(chǎn)品細度要求不同及不同物料而有較大的變化，因此，在選型計算時(shí)，如無(wú)相同物料在相同產(chǎn)品細度條件下的生產(chǎn)數據，最好是先取有代表性的原料在定型工業(yè)設備或樣機進(jìn)行一定時(shí)間的工業(yè)試驗，以確保選型計算的準確和可靠。
（3）濕式超細粉碎設備的選型計算
相對于干式超細粉碎設備而言，濕式超細粉碎設備的類(lèi)型較少。定型的主要有攪拌磨或摩擦磨（Attrition）、研磨剝片機、砂磨機、振動(dòng)磨、球磨機和膠體磨、高壓均漿機等，其中，除膠體磨和高壓均漿機外，上述其他濕式超細粉碎設備都是介質(zhì)研磨粉碎機，磨機筒體內充填鋼珠、氧化鋁珠、氧化錯珠、玻璃珠以及氧化鋁和氧化錯復合珠等研磨介質(zhì)。這些研磨介質(zhì)的粒徑大小及其配比、充填率等直接影響最終研磨產(chǎn)品的細度和產(chǎn)量。
這些使用研磨介質(zhì)的濕法超細粉碎設備一般能用于各種硬度物料的超細研磨加工，因此，選型時(shí)主要比較在相同給料粒度和物料性質(zhì)及相同產(chǎn)品細度、純度、粒形等條件下，各種不同類(lèi)型濕式研磨機的生產(chǎn)能力、單位產(chǎn)品電耗、單位產(chǎn)品磨耗、設備運轉的可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量的穩定性、自動(dòng)控制水平、維護檢修性能及工藝配套性等。
濕式超細粉碎設備規格和臺數的確定一定要以給料粒度和指定產(chǎn)品細度所需的設備的處理量而定一濕式超細粉碎設備生產(chǎn)能力的設計計算尚未建立起一套完善的方法，在設計中最好是參照同種物料在相同或相近產(chǎn)品細度、粒度分布、純度、粒形等條件下的工業(yè)生產(chǎn)數據或工業(yè)試驗數據確定。
對于攪拌磨、研磨剝片機及砂磨機來(lái)說(shuō)，在估算粉碎機處理量或產(chǎn)量時(shí)還要考慮設計工藝與所參照的工業(yè)生產(chǎn)或工業(yè)試驗在設備生產(chǎn)方式上的差別。這是因為對于這幾種磨機有3種不同的生產(chǎn)方式，即間歇或批量式、循環(huán)式、連續式。間歇式和循環(huán)式一般是單機生產(chǎn)或多機并聯(lián)生產(chǎn)，連續式有時(shí)是由幾臺攪拌磨或研磨剝片機串聯(lián)成的機組進(jìn)行生產(chǎn)。只有生產(chǎn)方式相同，而且給料粒度和產(chǎn)品細度均相同的同種物料的工業(yè)生產(chǎn)或工業(yè)試驗數據才可直接用來(lái)確定設計設備的處理量。如果工業(yè)生產(chǎn)或工業(yè)試驗是間歇式操作或生產(chǎn)，其他條件，如物料品種、物理化學(xué)性質(zhì)、給料粒度、產(chǎn)品細度等均一與設計加工的物料相同，則可通過(guò)物料在磨機內的停留時(shí)間來(lái)計算連續運轉的磨機的處理量或生產(chǎn)能力。
2、精密分級設備選型
目前工業(yè)上應用的分級機主要有兩大類(lèi)：即以空氣為介質(zhì)的干式轉子渦輪式氣流分級機和以水為介質(zhì)的水力旋流器、臥式螺旋沉降式離心機及旋流式超細水力分級機等濕式精細分級機。其中轉子式或渦輪式氣流分級機一般與干式超細粉碎設備，如高速機械沖擊式粉碎機、分級研磨機、離心旋風(fēng)式自磨機、氣流粉碎機等配套使用或單獨設置；濕式精細分級機與濕式超細研磨機，如攪拌磨、振動(dòng)磨等配套使用或單獨設置。
（1）干式精細分級設備的選型
在超細粉體加工中，干式精細分級設備主要有兩種設置方式：一是作為超細粉碎工藝設備系統的一個(gè)組成部分與超細粉碎設備設置在一起，構成內閉路或閉路作業(yè)，以提高粉碎作業(yè)的效率和控制最終產(chǎn)品的細度，在這種情況下，精細分級設備的處理量等于超細粉碎作業(yè)的排料量。內分級裝置是超細粉碎設備的一個(gè)組成部分，由粉碎設備自帶，因此無(wú)需單獨選擇。
在選擇與超細粉碎機配套使用的共用一套風(fēng)動(dòng)系統的精細分級機時(shí)，一定要采取1配1的方式，即l臺粉碎機配1臺分級機或串聯(lián)配置兩臺以上分級機，如果要并聯(lián)配置2臺以上的精細分級機，則一定要設置中間料倉和獨立的分級機風(fēng)動(dòng)系統。這種獨立設置的分級機的單獨處理量要根據分級機的工作制度另行計算，一般應適當大于前段粉碎作業(yè)的排料量或產(chǎn)量。
一般來(lái)說(shuō)，經(jīng)分級機分級后得到粗、細兩種產(chǎn)物，這兩種產(chǎn)物的數量大小取決于分級機給料中小于指定粒度的粉體的含量和分級機的分級效率或超細粉提取率。
干式精細分級機的類(lèi)型較多，選型時(shí)首先要確認擬選擇比較的分級設備能否滿(mǎn)足設計的分級產(chǎn)品細度和粒度分布的要求，然后要在物料種類(lèi)、給料粒度、要求的分級細度及產(chǎn)品粒度分布等相同的條件下，比較各種不同類(lèi)型干式精細分級設備的處理能力、細粉提?。ㄐВ┞?、單機處理量、單位產(chǎn)品電耗、設備的穩定性、自動(dòng)控制水平、維修性能及收塵效率等。
為確保選型的先進(jìn)性和可靠性，如果沒(méi)有相應的同種物料的工業(yè)生產(chǎn)或工業(yè)試驗數據，最好在選型之前在樣機上進(jìn)行帶料試驗。
（2）濕式精細分級設備
濕式精細分級設備主要是臥式螺旋卸料沉降離心機和小直徑水力旋流器組，這些設備的選型計算第10章已有詳細介紹，本章不再贅
述。
二、年產(chǎn)5萬(wàn)t超細重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)線(xiàn)工藝設備選型實(shí)例
1、設計條件
?。?）產(chǎn)品規格和產(chǎn)量
產(chǎn)品l：d97≤5μm，產(chǎn)量1.2萬(wàn)t/；
產(chǎn)品2：d97≤10μm，產(chǎn)量1.8萬(wàn)t/；
產(chǎn)品3：d90≤2μm，產(chǎn)量2.0萬(wàn)t/。
?。?）原料粒度
方解石不大于5mm。
?。?）工作制度
300d/a，3班/d，8h/班。
2、工藝流程確定及計算
產(chǎn)品1及產(chǎn)品2為d97=5-10μm的超細粉體，且產(chǎn)量較大，根據近幾年國內外超細重質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)實(shí)踐，5萬(wàn)t/a以上的大中型超細重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)線(xiàn)采用球磨機加分級機的生產(chǎn)工藝產(chǎn)品質(zhì)量較穩定，單位產(chǎn)品能耗較低。因此，擬采用干法球磨-分級工藝。
產(chǎn)品3為d90≤2μm的超細粉體，采用濕法（砂磨機或攪拌球磨機）加工工藝單位產(chǎn)品能耗較低，單機生產(chǎn)能力較大，其原則工藝流程如下：
（1）干式超細粉碎作業(yè)的處理量
Pd=P1+Pa
式中，P1為球磨機的新給礦量；Pa為三分級后物料的循環(huán)量。根據同類(lèi)方解石超細粉的生產(chǎn)實(shí)踐，循環(huán)負荷一般為300%-450%，本工藝取340%，即得：
Pd=P1+Pa=50000/7200+50000/7200×340%=30.55 t/h
式中，P1為6.94t/h；Pa為23.61 t/h。
（2）干式分級作業(yè)的處量
分級機一：根據類(lèi)似生產(chǎn)線(xiàn)磨機排料的粒度分析結果、-5μm含量約為15%，設分級機的-5μm提取率為65%，則有：
PC1=（產(chǎn)品1×97%）/（15%×65%）=（（1200/7200）×0.97）/（0.15×0.65）=16.58 t/h
分級機二：根據類(lèi)似生產(chǎn)線(xiàn)磨機排料的粒度分析結果，-10μm含量約為26%，設分級機的-10μm含量提取率為68%，則有：
PC1=（產(chǎn)品2×97%）/（26%×68%）=（（1800/7200）×97%）/（0.26×0.68）=13.71 t/h
分級機三：其處理量為：
PC3= Pd-產(chǎn)品1-產(chǎn)品2=30.55-12000/7200-18000/7200=26.38 t/h
（3）超細濕磨作業(yè)的處理量
PS=（1+kS）×產(chǎn)品3=（1+0.05）×產(chǎn)品3=（1+0.05）×（20000/7200）=2.92 t/h
式中，kS為超細研磨作業(yè)的物料損失率，取5%；超細研磨作業(yè)的漿料濃度（含固量，%）為73%，作業(yè)調漿加水量為1.08m3/h，作業(yè)礦漿量為2.92/2.6+1.08=2.2 m3/h。
3、設備選型
球磨機：根據類(lèi)似生產(chǎn)廠(chǎng)的生產(chǎn)實(shí)踐，選用一臺Φ3×6.5m的旋轉筒式球磨機，該機內腔直徑2.8m，長(cháng)度6.5m，電機功率800kw，電機轉速1000r/min，球磨機轉速18.5r/min，不帶研磨介質(zhì)毛重115t；供電電壓6000V。
分級機：分級作業(yè)一選用2臺渦輪超細分級機。該分級機的主要技術(shù)參數為：氣量12000 m3/h，渦輪直徑510mm，電機功率160kw，風(fēng)阻16kPa；轉閥電機2×0.75kw。
分級作業(yè)二選用2臺渦輪分級機。該分級機的主要技術(shù)參數為：氣量9000 m3/h，渦輪直徑630mm，電機功率30kw，風(fēng)阻12kPa；轉閥電機2×0.75kw。
分級作業(yè)三選用2臺渦輪分級機，主要技術(shù)參數同分級機二。
濕式超細磨：選用二臺立式砂磨機，該機主要技術(shù)參數為：研磨腔容積約1250L，電機功率315kW，轉速1500r/min，外形尺寸：2.3m×1.5m×8.5m。
想了解年產(chǎn)2萬(wàn)噸重質(zhì)碳酸鈣漿料工藝設計與設備選型計算、年產(chǎn)3萬(wàn)t超細緞燒高嶺土工藝設計與設備選型計算、年產(chǎn)4萬(wàn)噸超細硅酸鋯工藝設計與設備選型計算，歡迎添加小編微信18201663187，這里就不再贅述！
來(lái)源：非金屬礦加工技術(shù)與應用手冊，作者：鄭水林、袁繼祖
編輯整理：中國粉體技術(shù)網(wǎng)（未經(jīng)授權，禁止轉載）
更多精彩！歡迎掃描下方二維碼關(guān)注中國粉體技術(shù)網(wǎng)官方微信（粉體技術(shù)網(wǎng)）
|
