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1、攪拌磨技術(shù)概述
攪拌磨技術(shù)是20世紀(jì)50年代首先在美國發(fā)展起來的,與傳統(tǒng)的礦方式不同,主要是通過攪拌器攪動(dòng)1-5mm研磨介質(zhì)產(chǎn)生沖擊、摩擦和剪切作用,其特點(diǎn)是細(xì)磨能力強(qiáng)、細(xì)磨/超細(xì)磨能耗低、產(chǎn)品粒徑均勻、污染小。
大型立式濕法攪拌研磨機(jī)SJM
圖源:密友
此外,攪拌磨另一個(gè)不可忽視的優(yōu)勢(shì)是應(yīng)用范圍廣。目前攪拌磨可用于生產(chǎn)粒度小于1um的微細(xì)產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于顏料、高嶺土、碳酸鈣、滑石、石墨等領(lǐng)域。
2、攪拌磨在非金屬礦領(lǐng)域廣泛應(yīng)用
1.高嶺土
在涂料和造紙工業(yè)中,攪拌磨用于超細(xì)粉碎高嶺土至2μm以下,提高其白度和分散性。立式攪拌磨通過優(yōu)化磨礦濃度(65%)、攪拌速度(550r/min)等參數(shù),可實(shí)現(xiàn)高效超細(xì)粉碎。
2.碳酸鈣
LJM型立式攪拌磨機(jī)在碳酸鈣領(lǐng)域應(yīng)用的已非常廣泛,3600L‐5000L工業(yè)大型超細(xì)攪拌磨機(jī)已成功應(yīng)用于山東某化工有限公司(太陽紙業(yè)衛(wèi)星廠),岳陽紙業(yè)衛(wèi)星廠等造紙和納米重鈣廠。產(chǎn)品細(xì)度‐2μm含量大于90%,處理能力2.1t/h(固含量72%,按漿料計(jì)),能耗80-100kW∙h/t。
3.滑石
攪拌磨通過控制剪切力和表面改性(如硅烷偶聯(lián)劑),可制備高徑厚比(17:1)的滑石粉體,提升其在塑料中的增強(qiáng)效果(拉伸強(qiáng)度提升20-40%)。
4.石墨
李榮改等對(duì)豫西南石墨礦精選再磨時(shí),立式攪拌磨機(jī)與球磨機(jī)、三輥四筒棒磨機(jī)磨礦效果對(duì)比研究表明,立式攪拌磨既能使石墨單體解離,又能很好地保護(hù)鱗片石墨,且磨礦效率高,是石墨粗精礦再磨的理想設(shè)備。
5.硅灰石
硅灰石-TiO2顆粒復(fù)合過程中,硅灰石基體研磨時(shí)間、復(fù)合體系pH值和研磨機(jī)械力是影響硅灰石與TiO2顆粒復(fù)合及顏料性能的重要因素。其中,硅灰石基體研磨時(shí)間30min、pH值為7和攪拌磨轉(zhuǎn)速1000r/min、球料比4.5∶1時(shí),復(fù)合顏料性能最佳。
6.磷礦
立式攪拌磨在磷礦超細(xì)粉碎中表現(xiàn)優(yōu)異。在攪拌速度550r/min、磨礦濃度65%條件下,有效磷含量達(dá)8.75%,枸溶率74.03%,顯著提升磷肥利用率。
7.石英
攪拌磨結(jié)合聚氨酯內(nèi)襯和釔穩(wěn)定氧化鋯球,可制備1μm以下高純石英微粉。優(yōu)化磨礦時(shí)間(12h)和介質(zhì)添加量,產(chǎn)品粒度D50達(dá)0.98μm。
8.云母
立式螺旋攪拌磨采用高彈耐磨橡膠球(直徑8-18mm),可保持云母晶體結(jié)構(gòu),制備高徑厚比粉體(徑厚比>15:1),用于珠光顏料和耐熱涂料。
9.重晶石
大型濕法攪拌磨(如JM-260型)處理重晶石,可實(shí)現(xiàn)2000-8000目超細(xì)粉制備,產(chǎn)品流動(dòng)性好,廣泛應(yīng)用于涂料和塑料填料。
10.珍珠巖
攪拌磨結(jié)合粉碎刀片(直徑18mm)和溫控系統(tǒng),可優(yōu)化珍珠巖顆粒形貌,提升保溫板強(qiáng)度(彎曲模量從1.8GPa提升至2.5GPa)。
11.石膏
膠體磨結(jié)合六偏磷酸鈉助磨劑(用量0.2%),可制備D50=11.12μm的超細(xì)石膏粉體,降低料漿黏度(從72.49mPa・s降至48.91mPa・s)。
12.膨潤土
攪拌磨結(jié)合二次研磨裝置(碾輪與齒片配合),可提高膨潤土粉碎精度(粒徑<20μm),用于高效吸附劑制備。
13.螢石
立式螺旋塔磨機(jī)通過調(diào)節(jié)攪拌速度(500-1000r/min)和介質(zhì)填充率(60%),可制備325-1800目螢石粉,用于光纖傳導(dǎo)等高精尖領(lǐng)域。
14.硅藻土
攪拌磨結(jié)合表面改性(硬脂酸用量1.5%),可制備高比表面積硅藻土(>300m²/g),用于高效催化劑載體。
15.硫鐵礦
立式螺旋攪拌磨(轉(zhuǎn)速120r/min)結(jié)合重選-浮選聯(lián)合工藝,可從硫品位4-16%的尾礦中回收硫精礦(品位>45%),提高資源利用率。
16.鋰輝石
攪拌磨結(jié)合超聲波分散(功率200W),可制備納米鋰輝石粉體(粒徑<100nm),提升鋰離子電池充放電性能(容量保持率>90%)。
總結(jié)
生產(chǎn)實(shí)踐證明,攪拌磨可以通過優(yōu)化設(shè)備參數(shù)(如攪拌速度、介質(zhì)配比)和工藝路線(如分級(jí)、改性),在非金屬礦超細(xì)粉碎、表面改性和提純等領(lǐng)域展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。未來需進(jìn)一步結(jié)合智能控制和綠色工藝,以高效率、低能耗優(yōu)勢(shì)推動(dòng)非金屬礦資源高效利用。
參考來源:
粉體網(wǎng)
林海:超細(xì)煤系鍛燒高嶺土粉體制備的工藝參數(shù)優(yōu)化
陳國華:機(jī)械剝離法大量制備石墨烯及其在復(fù)合材料中的應(yīng)用
李國鋒:攪拌磨機(jī)超細(xì)粉磨河北某磷礦
蔣述興:高純超細(xì)石英微粉的制備方法研究
中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所
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(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)
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