立轴行星式搅拌机同时满足多条生产线要求

对内 部介质的运动规律、能量分布进行了模拟计算，取得 了较好结果。 搅拌细磨装备仿真技术进展初步明确了装备内 部矿浆、研磨介质与细磨效果间的关系，揭示了工艺、 结构参数对细磨效果的影响方式，为装备的结构设 计、优化、工艺参数配置等奠定了基础。 2 应用研究进展 在湿式搅拌细磨、超细磨技术的支持下，螺旋式、 棒式、盘式这 3 种类型的搅拌细磨装备逐渐取得矿山 行业的认可，在国内外重点大型矿山领域取得了广泛 应用。其中，螺旋式搅拌磨机主要以立式螺旋式搅拌 磨机(塔磨机或立磨机)为代表，主要用于有色、黑色 金属矿物的再磨作业流程。盘式搅拌磨机分为立式 和卧式搅拌磨机 2 种，卧式搅拌磨机主要用于有色金 属矿物的超细磨领域;立轴行星搅拌机设备磨机主要用于非金属 矿物、化工行业等领域的超细磨流程。棒式搅拌磨机 主要为立式棒式搅拌磨机，可用于有色金属、非金属 矿物的超细磨、再磨擦洗流程中。 2．1 螺旋搅拌磨机 立式螺旋搅拌磨机的典型结构如图 7 所示，其由 立式筒体组件、电机、减速机、螺旋式搅拌装置等组 成。 立式螺旋搅拌磨机主要靠研磨介质重力和螺旋 搅拌带来的摩擦力来实现细磨或再磨，其通常采用高 铬球、陶瓷球等作为研磨介质，介质直径为 12 ～ 30 mm，工作时搅拌装置以 2． 5 ～ 4． 0 m/s 左右。因其转 速较低、研磨介质直径较大，故其一般适用于给矿粒 · 1 6 1 · 第 1 期 卢世杰，等:典型湿式搅拌细磨技术与应用进展 度 F 80 =74 μm 左右的有色金属矿物细磨或再磨，产品 粒度不低于 P 80 =20 μm ［28］ 。 图 7 立式螺旋搅拌磨机结构简图 Fig． 7 Schematic diagram structure of vertical screw stirring mill 国外研究立式螺旋搅拌装备的典型代表公司有 芬兰 METSO 公司和日本 EIＲIＲCH 公司，其中 METSO 公司研制 VTM 立磨机，其大装机功率已达4 500 HP (约3 350 kW)，是目前已见报道应用的装机功率大 的立式螺旋搅拌磨机，其用于哈萨克斯坦某铜矿的再 磨流程，如图 8 所示 ［29］ 。 图 8 VTM －4500 立磨机 Fig． 8 VTM －4500 tower mill 国内从事立式螺旋搅拌磨机研究的公司较多，其 中较早的有北矿机电科技有限责任公司和长沙矿冶 研究院有限公司等，其中北矿机电科技有限责任公司 研制的 KLM － 630 立磨机在国内取得应用时是当时 国内自主研发的装机功率大的立磨机，现 KLM 立 磨机的大装机功率已达1 250 kW 以上，其可实现全 带载荷启动和无人值守，节能高效，如图 9 为其在新 疆某铁矿的应用。 图 9 KLM －630 立磨机 Fig． 9 KLM －630 vertical mill 2．2 盘式搅拌磨机 盘式搅拌磨机主要由电机、轴承体、筒体组件和 搅拌装置等组成，两者的主要区别在于筒体和搅拌装 置的安装固定方式。 图 10 M10000 艾莎磨机 Fig． 10 M10000 Isa mill 盘式搅拌磨机的搅拌外圆线速度达 19 ～ 22 m/s · 2 6 1 · 矿产保护与利用 2020 年 左右，内部的能量密度可高达 350 kW/m 3 ，研磨介质 主要为高密度的氧化锆陶瓷球，介质直径一般较小在 2 ～6 mm 左右，故其主要利用极高的研剥力和能量密 度来实现超细磨。一般用于有色、非金属矿物或化 工、颜料行业的超细磨，适用于给矿粒度 F 80 = 38 μm 左右，产品粒度一般小于 P 80 =10 μm ［30 －32］ 。 卧式 搅拌磨机 的典 型 代表 为 Isamill，由 德 国 Netzsch 公司和澳大利亚的 Mont Isa 铅锌矿共同开发， 磨机由卧式筒体与水平盘式搅拌装置组成。如图 10 所 示是 M10000 卧式搅拌磨机在南非某珀金矿的应用。 立式盘磨机主要结构与卧式搅拌磨机类似，国外 主要以 FLSmith 公司为代表，如图 11 为某立式盘磨机 在工业现场的应用 ［33］ 。 国内盘式搅拌磨机的研究机构较多，如北矿机电 科技有限责任公司等，但关于该类设备的研究基本主 要集中在小规格上，一般装机功率不超过 300 kW，容 积不超过 5． 0 m 3 ，在一些非金属矿、颜料、化工行业取 得了广泛应用。 图 11 立式盘磨机应用 Fig． 11 Application of vertical disc mill 2．3 棒式搅拌磨机 立式棒式搅拌磨机，一般由电机、减速机、棒式搅 拌装置、筒体组件等组成。 立式棒式搅拌磨机可以使用氧化锆、氧化铝等陶 瓷介质或玻璃球、石子等作为研磨介质，介质直径在 2 ～20 mm 之间，搅拌装置线速度一般为 6 ～ 13 m/s。 由于介质种类多、转速范围大，故其既可以适用于某 些有色矿物细磨作业也可适用于某些非金属矿物再 磨和擦洗作业，一般适用于给矿粒度 F 80 = 150 μm 左 右，产品粒度在 P 80 =20 μm 左右。 国外研究的典型代表为 METSO 公司的搅拌介质 细碎机 ［34］ ，应用于金属矿山的超细磨作业，如图 12 为 其在南非某矿的应用。 图 12 SMD 的应用 Fig． 12 Application of SMD 国内研究的典型代表为北矿机电科技有限责任 公司，但其技术和装备与国外产品有显著不同，主要 集中在搅拌装置布置形式、槽体型式、作用机理和应用 场合等方面，目前已应用的 GJM 大型棒式搅拌磨机，主 要针对再磨和擦洗流程，一般应用氧化铝陶瓷球作为研 磨介质，介质直径在 8 ～16 mm 之间，如图 13 为 GJM － 30 － D 棒式搅拌磨机在再磨行业的应用 ［35 －36］ 。 图 13 GJM －30 － D 棒式搅拌磨机 Fig． 13 GJM －30 － D rod stirring mill · 3 6 1 · 第 1 期 卢世杰，等:典型湿式搅拌细磨技术与应用进展 3 结 语 伴随着湿式搅拌细磨技术、装备的发展和在国内 外众多矿山选厂应用，一些技术问题也逐渐暴露出 来，诸如:选型方法不完善，单位容积装机功率较大， 浪费明显;易损件磨损较快，运行维护成本较高;适用 性较差，某种装备只能应用于某些特殊场合等等。这 些问题均需在今后的研发设计中重点考虑，力争避 免。 随着矿物加工行业的进一步发展，湿式搅拌细磨 技术和装备会逐渐朝着产品粒度更细、匹配性更好、 适用性更广、更节能、更高效等方面发展，为实现上述 功能，行业内需要着重关注节能高效超细磨机理、系 统完善的选型方法、易损件自检测技术、智能控制系 统等方向的研究，争取能在关键技术和方向上取得突 破，尽快实现更节能高效、更细产品粒度的超细磨。