浅谈多功能振动磨机与气流分级机在干式超细粉碎生产系统中的配合

浅谈多功能振动磨机与气流分级机

在干式超细粉碎生产系统中的配合

朱海平（青岛华清微纳技术开发中心 13705423555）

超细粉碎技术是伴随现代高新技术、新材料产业，以及传统产业进步和资源综合加工利用等发展起来的一项新的粉碎工程技术。现已成为最重要的工业矿物及其他原材料深加工技术之一，对现代高新技术产业的发展具有重要意义。

干式超细粉碎生产线，是指将物料采用干法加工粉碎至0、1—10微米，即1250目以细的连续生产系统，目前，干式超细粉碎生产线所采用的设备主要有高速冲击磨机组、气流磨机组、振动磨与气流分级机配合组成的生产系统等。

高速机械冲击磨机采用围绕水平或垂直轴高速旋转的回转体（棒、锤、叶片等）对物料加以激烈的冲击，使其与固定体或颗粒间冲击碰撞，以较强大的力量使颗粒粉碎，由于机件高速运转及与颗粒的冲击、碰撞，不可避免地产生磨损问题，因而不适用于处理硬度较高、纯度要求较高的物料。气流磨系统是采用高速气流的能量使颗粒相互产生冲击、碰撞和摩擦，从而导致固体物料粉碎的最常用的干式超细粉碎生产线，但由于高速气流的获得，必须有较大功率空气压缩机的连续工作支持，因此该生产线能耗较大，生产成本较高，一般只适合中高档化工原料和医药原料等方面的超细粉碎，而对于深加工附加值相对较低的非金属矿物，现一般采用振动磨机与气流分级机组成的干式超细粉碎生产线。

多功能振动磨是目前能耗最低的一种超细粉碎设备，其产量大、能耗低、研磨介质衬板选择灵活，对物料高纯度加工污染小，可在超细粉碎生产中对物料进行表面活化改性等特点众所周知，但由于其产品粒度分布较宽，因此小批量生产一般采用间歇式，而大批量生产必须配合干式分级机组成连续工作系统。

干式分级机主要有空气旋流式和转子（涡轮）气流式，根据振动磨产品的特点一般采用转子（涡轮）气流式分级机（简称气流分级机），分级机的作用主要有两种：一是提高粉碎效率，二是保证产品细度和粒度分布。与气流分级机组成生产系统的其他配套设备一般还有引风机、旋风收尘器、布袋集尘器等。

其工艺流程一般是：

振动磨机与气流分级机组成的干式超细粉碎生产线与其他干式超细粉碎生产线相比，有着设备投入低、产量较大、运行可靠、节电、细度可控、纯度较高、可在超细粉碎生产中对物料进行表面活化改性等优点，但是由于多功能振动磨和气流分级机有各自不同的功能侧重点和标准，因此在生产系统中的配合问题非常重要。配合的好，可发挥出各自的功能优势，优势互补，事半功倍，效率很高；配合的不好，形成功能制约，能耗高，效率低。

一、 正确认识和处理好两者之间的“产量”和“处理量”概念

由于振动磨和分级机一般不是同一家企业生产，即便是一家企业生产，因为振动磨和分级机都是可独立工作的粉体加工设备，往往在产量等概念的表述上有较大差异，甚至产生误导。

一台振动磨的产量受给料细度、硬度、振动频率、振幅、磨介级配等等多种条件的影响，在确定了一定的影响条件后，其产量在一定范围内取决于给料量，即单独一台振动磨连续生产时，其给料量就是磨机的处理量也就是磨机的产量。而在振动磨机与气流分级机组成的干式超细粉碎生产线中，由于分级机处理后的粗粉一般应回振动磨继续加工，因此给料量就应小于处理量。

一台气流分级机的产量受粉体浓度、粒度分布、细度、分级效率、转速、风压、风量等等多种条件的影响，在确定了一定的影响条件后，其产量在一定范围内也取决于入料量，由于分级机的作用是保证所处理粉体的产品细度，因此一台气流分级机的产量一般要大大小于其处理量。由于分级机处理后的粗粉一般应回振动磨继续加工，在振动磨机与气流分级机组成的干式超细粉碎生产线的设计和设备选型时，应该正确认识如下关系：

分级机的处理量=振动磨的产量

振动磨的产量=振动磨的给料量+分级后的粗粉量

分级后的粗粉量=分级机的处理量—分级机的产量

同时，引风机、旋风收尘器、布袋集尘器等的能力也是设计和设备选型时所应匹配的。

二、 重视风压、风量对系统的影响

转子（涡轮）气流式分级机是靠分级叶轮旋转形成的稳定离心力场进行分级的，通过调节叶轮数、风量及调节器位置等可以调节分级粒度和产量。在振动磨机与气流分级机组成的干式超细粉碎生产系统中，由于振动磨产量大粉体浓度高，粉体完全依靠负压系统进入分级叶轮旋转形成的离心力场进行分级，因此空气耗量较大，在选择引风机时应充分重视风量指标，以形成所需要的稳定的风压。华清微纳技术中心与清华大学粉体工程实验室为江苏某硅微粉企业设计制造的振动磨机与气流分级机组成的干式超细粉碎生产线中，采用大布袋直接收集，合理利用系统风量形成稳定风压，使产品微粉含量高产量大，取得较好效果。华清微纳技术中心与山东潍坊分级机厂合作为唐山某陶瓷公司设计制造的振动磨机与气流分级机组成的干式超细粉碎生产线，采用新型旋风收尘器和布袋集尘器，正确调节系统风量形成稳定风压，可在超细粉碎生产中对物料进行表面活化改性的同时，获得超细和微细两种细度的产品，效益明显。

三、 合理配置提高改性矿粉的活化率和质量

多功能振动磨在超细粉碎过程中，磨介高频摩擦，使筒体内的温度非常接近改性所需要的环境温度，而且可以采用保温和利用冷却仓加温等措施保证不同改性剂的温度要求，振动磨高频冲击、研磨、剪切的加工过程，可以使通过改性口按一定比例注入的改性剂与矿粉充分混合，从而在粉体加工过程中得到活化率较高的改性矿粉。在与气流分级机组成的干式超细粉碎生产线中，分级机叶轮的高速旋转并形成的稳定离心力场，在保证产品细度和粒度分布的同时，有效地减轻了微细颗粒在改性后的团聚，振动磨机与气流分级机的合理配置还使得振动磨粉体加工过程中改性的矿粉得到快速均匀冷却，提高矿粉的活化率和改性质量。

四、 正确的连接方法保证系统的工作效率

由于振动磨的工作性质决定了排料管将始终处于高频振动状态中，而且振动磨在运行中研磨室内为正压状态，打开排料阀后粉体会自动排出，因此其他设备在和振动磨的排料管连接时一般采用橡胶软管直接连接，如和螺旋排料器、料仓等的连接。但在振动磨机与气流分级机组成的干式超细粉碎生产系统中，振动磨机与分级机的正确连接方法应该是“虚连接”，即看似连接实为不连接（如图所示）：

振动磨排料管与分级机进料管之间应该留有合适的间隙，若太大会损失风量，太小则会相互碰撞，并影响磨机内的正常工作压力。