这种磨机可用于干磨和湿磨;常用介质为长棒,表面硬度HRC51~55。
图29所示为德国洪堡威达公司生产的用较广的帕拉型振动磨机,该机有上下两个磨矿筒1;两磨矿筒由2~4个横支撑板2联结;支撑板2由橡胶弹簧3支承在机架上,支撑板中部装配主轴4和偏心配重5。主轴4通过万向联轴节同电动机联结。主轴旋转时偏心配重产生离心力使体系发生振动。每个偏心配重又各由两小块组成,调节二者的角度可调节离心力的大小,从而调节振幅大小。帕拉型振动磨机的筒体的长径比为12.5,直径为[next]200~650毫米,长度为1300~4300毫米。这种振动磨机筒体的一端联接给料部,另一端联接排料部,也可根据需要在中部联结给料和排料部。图30示出了几种不同的筒体联接方式。物料的磨碎时间主要取决于流经路程的长短。图30中a为串联系统,物料磨碎时间最长,可达1小时,适用于坚硬物料,或给料粒度大,或产品粒度要求细;b是并联系统;c为半并联系统,磨矿时间仅1分钟左右,例如磨褐煤;d为1/4并联系统,磨矿时间最短,仅0.5分钟左右。还应指出的是,帕拉型振动磨机的联结系统可以根据需要随时更改,灵活性很强。又如当磨碎并混匀两种不同硬度的物料时,硬度较硬的物料从筒体首端给入,而较软物料在筒体后边某一点给入,这样可以获得相同细度的混合产品。
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通常根据给料和产品粒度选择研磨介质的形状及尺寸。图31示出了不同给料和产品粒度条件下应选用的研磨介质类型。在某种情况下,例如磨矿产品要求极细时,磨机内产生某种“衬垫”作用,此时不宜采用钢球或钢段,应采用钢棒;另外,要求产品中某一粒级含量较高时也采用钢棒作研磨介质。[next]
振动磨机具有单位容积产量大、磨碎效率高、占地面积小、设备重量轻和流程简单等优点。近年来,随着对粉末冶金、化工染料、特种陶瓷和高级耐火材料等产品细度的特殊要求,振动磨机又有新的较快的发展。改进磨机筒体使之便于密闭,或加入惰性气体进行超低温保护性磨矿;这些特性适合于易燃、易爆以及易于炭化等固体原料的超细磨碎。振动磨机用于干式磨矿时,可将粒径为1~2毫米的物料,粉磨为85~5微米的产品粒度;用于湿式磨矿时,产品粒度可达5~0.1微米的微细颗粒。[next]
振动磨矿也有一些缺点,其中主要有:机械上要求高,特别是大规格机器,其中弹簧和轴承很易损坏,对某些物料,例如韧性物料、热敏物料,其磨碎就较困难。对水份的要求严格,当原料中含水量超过4~5%时产量大大下降。由于机械上的严格要求,这种磨机不像其他磨机那样制造成很大规格的;加上其单机产量低,故不能满足大规模生产量的要求。
(三)介质搅拌式磨机
搅拌式磨机的筒体内装有叶片型的搅拌装置和球介质(陶瓷球、玻璃球、钢球等),搅拌装置旋转使球介质转动,从而产生冲击、剪切和研磨作用将物料磨碎。
根据这类磨机的结构特点,可分为塔式、搅拌槽型、流通管型和环型等。这类磨机可作为超细磨机、搅拌混合机或分散机等。按照生产方式,可分为干式和湿式两种。干式磨矿时,物料粒子的压力强度增加,粒子的表面能增大,粒子之间产生凝聚,容易附着在磨机筒体内壁上。采用湿式磨矿时,由于粒子分散性能好,致使粒子的表面能降低,可防止粒子问产生凝聚,故超细磨时,湿式磨矿较好。
A 塔式磨机
塔式磨机实际上是一个垂直圆筒的立式球磨机。这种磨机是由垂直筒体、螺旋搅拌叶片、分级设备和驱动装置等部分组成。塔式磨机的规格以筒体内径和高度表示,即以D×H表示。
塔式磨机也分干式和湿式两种。图32为湿式搭式磨机闭路生产系统图。垂直筒体内的主(竖)轴上装有螺旋搅拌叶片(或搅拌器),并由电动机的驱动装置带动它作快速的旋转运动,以此强迫搅拌筒体内的研磨介质和被磨物料强烈旋转,使物料受到研磨作用而粉碎。粉碎产品由磨机流入分级机,再经水力旋流器进行分级,溢流即为磨矿产品,粗粒通过管道返回磨机再磨。
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干式塔式磨机除采用旋风收尘器的空气分离系统与湿式不同外,磨机筒体、螺旋搅拌叶片和主轴驱动装置等部分同湿式塔式磨矿机完全一样。
塔式磨机的基本磨碎作用是磨剥而没有冲击,因此其给料粒度不能太大,一般为小于3毫米。磨矿筒体垂直安装主要基于下述考虑:(1)介质在搅拌器作用下在水平面内旋转,而不是象卧式磨矿机内那种在垂直方向作用及抛物线运动,这样研磨介质不克服重力作功,从而节省能量;(2)塔式磨机筒体直径小、高度大,从而增加了研磨介质问的压力,当研磨介质转动时就增加了对物料的研磨力;因此,这种设备适合于物料的细磨及超细磨。研磨介质的压力有一适宜范围,在此范围内磨矿效率高而功耗低;当超出此范围时,磨矿效率就不能再提高;因此,塔式磨机的高径比(H/D)应有一适宜值。塔式磨机主要为磨剥作用,故其磨球尺寸不宜过大,一般最大球径为25毫米左右;作为超细磨时,研磨介质尺寸还应小些。
这种磨机最早出现于1953年,用来代替球磨机作为中矿再磨用。国内外后来都相继对塔式磨机进行过试验室和工业试验。例如美国在新墨西哥州的铜加工厂(Copper Flats)安装一台塔式磨机用来再磨钼精矿。加拿大安大略州的马卡萨(Marcassa)安装一台200千瓦的塔式磨机用来同时磨碎和浸出选金的尾矿。这台磨机处理该尾矿的生产能力为12.2吨/时,尾矿邦德功指数约为14.5千瓦时/吨,尾矿中-325目含量占45%,磨至-325目占95%。生产试验表明该塔式磨机与一般球磨机相比,电能节省60%以上,而投资二者相近,塔式磨机所需基础较小且节省空间,故安装费用大大低于球磨机。
利用球磨机和土塔式磨机磨铀矿石时的结果对比。从该试验结果可以看出按产生一吨小于200目物料所消耗的电能计,塔式磨机比球磨机低一倍以上。
美国科珀(Kopper)公司的某一子公司提供的塔式磨机与球磨机的工作性能对比结果。D是装在可兰德湖拉卡矿业公司再磨回路中应用情况。根据该公司的试验结果得出下述见解:
塔式磨不能取代常用圆筒式磨机,它主要用于中矿再磨。此外可用于烟气脱硫过程中石灰石浆的制备,石灰熟化,金的浸出回路中磨碎和浸出,水6 煤及煤油的混合配制,煤或其他物料的超细磨。塔式磨机给料不应大于5毫米,否则设备处理能力和效率均下降。当给料粒度合适、产品粒度小于74微米时,其能耗较普通磨机省很多。当要求产品粒度较粗,例如大于74微米时,一般塔式磨机不比球磨机节省能量。[next]
我国有关单位研制的MQL—500型螺旋搅拌塔式磨机也分干式、湿式两种。湿式塔式磨机于1984年在大石河铁矿选矿厂进行过半工业试验,后来在金厂裕金矿用作浮选金矿的再磨,以满足该厂下步氰化浸出的要求。该厂采用一段塔式磨机可以将小于350目占65.84%的金浮选精矿磨细到小于350目占99.74%,磨机利用系数为0.485吨/米3.时,电能消耗为13.45千瓦/吨,钢耗为4.65千克/吨。
总的来看,塔式磨机与球磨机对比,其优点是:(1)适宜于超细粒磨碎;(2)设备结构简单,占厂房面积少,不需庞大的设备基础,可节约安装费用;(3)可进行开、闭路及干、湿法作业,开路磨矿也能获得极细的产品,这就简化了流程和操作;(4)运行平稳,振动较轻,噪音小,一般在85分贝以下,而球磨机多在95~100分贝;(5)可将物料的磨碎和浸出二过程在塔式磨机中同时完成,简化了工艺、提高了效益;(6)电耗较低。
塔式磨矿的缺点是给料粒度不能太大,因此不适于原矿或粗粒级磨矿。此外,当磨机高度增加时,研磨介质问的压力也增加,磨矿效率提高,但搅拌部件及衬板的磨损就成为突出的问题。这就限制了塔式磨机的大型化和大规模推广应用。
日本生产的塔式磨机的系列产品处理给料粒度小于3毫米,产品粒度平均10微米的处理量(吨/时)。
B 搅拌槽型磨机
这类磨机的结构是在立式圆筒体的主轴上装有不同形状的搅拌机构( 如螺旋形、盘形等),利用这种结构的旋转运动,使加入筒体内的研磨介质( 磨球、陶瓷球等)产生搅拌运动,致使物料受到很强的剪切和研磨作用而被粉碎。磨机筒体可以采用耐磨钢材、不锈钢等材料制作。
搅拌型磨机通常为湿式开路磨矿。
阿特里托(Attritor)搅拌形磨机,可分为周期式、连续式和循环式三种类型。
周期式搅拌磨机(图33)是将被磨物料装入外圆圈为水(冷水或热水)套的圆形筒体中,由于装在竖轴上的圆棒的旋转运动,从而带动筒体的研磨介质强烈搅拌而将物料粉碎。这种磨机可用于超细磨碳化钨、陶瓷材料、钴粉以及难于细磨的炭黑和油墨等。[next]