本發(fā)明涉及一種礦石研磨工藝及設(shè)備，屬于金屬及非金屬礦及其他高新原材料深加工粉碎及超細(xì)粉碎技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近些年，我國已能生產(chǎn)各種類型的粉碎粗細(xì)物料的設(shè)備，基本上能滿足我國非金屬礦實際生產(chǎn)中的需要。隨著富礦、易選礦石資源的不斷消耗，難選礦石的比重越來越大，國內(nèi)現(xiàn)有大量金礦、弱磁性鐵礦、錳礦、磷礦、鋁土礦等因為目的礦物及伴生礦物嵌布粒度太細(xì)而無法有效分選，礦產(chǎn)資源的礦物之間微細(xì)嵌布特性決定了必須對礦石進(jìn)行超細(xì)磨，使其單體解離，方能實現(xiàn)礦物的有效分選。

在礦石細(xì)磨或超細(xì)磨作業(yè)中，當(dāng)采用常規(guī)磨礦技術(shù)(如球磨機(jī))單體解離礦石中的礦物時，磨礦能耗及生產(chǎn)成本是相當(dāng)高的。即使磨礦細(xì)度能夠使礦物得到單體解離，但產(chǎn)品過磨現(xiàn)象嚴(yán)重，使得許多有用礦物損失到礦泥中，而且磨礦粉碎能耗較高及生產(chǎn)成本居高不下，如現(xiàn)在的磁性鐵礦石弱磁性鐵礦石的精選提純生產(chǎn)成本已經(jīng)高于市場價格，很多鐵礦石精選企業(yè)已經(jīng)虧損停產(chǎn)。

超細(xì)磨技術(shù)已在化妝品、油墨涂料、精細(xì)化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域中應(yīng)用了幾十年，超細(xì)粉碎和超細(xì)分級是物料深加工中的難題，也是粉體技術(shù)中的關(guān)鍵。立式攪拌磨因適應(yīng)大處理量的金屬礦石超細(xì)磨礦作業(yè)要求而得到了廣泛應(yīng)用，立式攪拌磨礦技術(shù)的研究與應(yīng)用為企業(yè)和國家?guī)砹孙@著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，其市場前景廣闊，1928年Klein和Szegvari提出攪拌磨概念和完成濕磨粉碎，1948年高速攪拌球磨機(jī)問世，1952年日本河端重勝博士發(fā)明塔磨機(jī)(TowerMill即立式螺旋磨礦機(jī))。第一臺在礦物加工應(yīng)用的立式螺旋磨礦機(jī)是由日本Kubota公司制造的，Metso礦物公司于1979年取得該項技術(shù)，生產(chǎn)的磨機(jī)叫作Vertimill磨機(jī)。到20世紀(jì)60年代新材料的發(fā)展，各種攪拌磨機(jī)正式開始出現(xiàn)，如美國Union Process公司、日本細(xì)川公司(HOSOKAWA)、德國的耐馳(NETZSCH)公司、德國道萊士(Drais)公司、瑞士AGMW公司制造的WPM型立式濕法連續(xù)式攪拌磨和美國美卓(Metso)礦機(jī)公司等生產(chǎn)的超細(xì)攪拌磨機(jī)成套設(shè)備，其設(shè)備型式有立式、臥式等形式。磨機(jī)由垂直筒體、螺旋攪拌葉片、分級設(shè)備和驅(qū)動裝置等部分組成。在造紙、塑料、涂料精細(xì)化工、醫(yī)藥、陶瓷、光電業(yè)TFT-LCD、噴墨油墨、電子、磁性材料、細(xì)胞破碎、氧化物、食品等行業(yè)的發(fā)展，需要的物料細(xì)度極細(xì)，例如重鈣涂布級要求-2um＞＝90％-95％，d50＜＝0.5-0.7um，而且產(chǎn)量較大，陶瓷級硅酸鋯在-1um＞＝90％-95％，d50＜＝0.5-0.7um，。國內(nèi)80年代末開始，出現(xiàn)了100L、300L和500L大型超細(xì)攪拌磨，設(shè)備質(zhì)量也在不斷提高，已從油漆、顏料行業(yè)的小型砂磨機(jī)正向金屬礦和有色金屬礦應(yīng)用的大型攪拌磨礦機(jī)發(fā)展。但是現(xiàn)有立式螺旋磨機(jī)攪拌磨機(jī)特別是大型立式螺旋磨機(jī)和大型超細(xì)攪拌磨機(jī)仍有很多不足。如Vertimill磨機(jī)的基本磨碎作用是由磨剝而不是沖擊過程實現(xiàn)的，因此其給料粒度不能太大，一般為小于3mm，該磨機(jī)螺旋外緣圓周速度太低為3m/s左右，研磨效率不高，與傳統(tǒng)臥式 球磨機(jī)相比，節(jié)能效果只能提升30％-35％。棒式攪拌磨機(jī)以中高速度旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速達(dá)550r/min，其棒梢速度為11m/s，研磨效率也不高，節(jié)能效果只能提升35％-50％，而且電機(jī)功率過大，攪拌軸容易卡死，如果轉(zhuǎn)速提高，按照現(xiàn)有的設(shè)備技術(shù)條件，和技術(shù)工藝則生產(chǎn)效率不能提高、能耗反而增加。

為了滿足社會生產(chǎn)發(fā)展的需要，面臨著節(jié)約能源、保護(hù)自然環(huán)境等資源可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，需要降低能耗、噪音、污染等因素，大大提高生產(chǎn)效率，降低能耗，保證磨礦產(chǎn)品的品質(zhì)，要求占地面積小，節(jié)能降耗，噪音通常低于85db，為滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，本發(fā)明提供了一種新型研磨工藝及設(shè)備進(jìn)行高效研磨，適合鐵礦石、鋁礬土礦、銅礦、鈦礦、金礦等金屬礦的粗細(xì)研磨提取，也特別適合建筑陶瓷原材料的粗細(xì)研磨。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有的磨礦設(shè)備和磨礦工藝技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種新型研磨工藝，通過設(shè)備的研磨區(qū)、壓強(qiáng)緩沖區(qū)、物料粗細(xì)分級區(qū)進(jìn)行高效研磨，適合鐵礦石、鋁礬土礦、銅礦、鈦礦、金礦等金屬礦的粗細(xì)研磨提取，特別適合建筑陶瓷原材料的粗細(xì)研磨?，F(xiàn)有的立式螺旋磨機(jī)磨礦依靠重力進(jìn)行搓磨，一層一層磨剝而不能沖擊破碎，研磨介質(zhì)或者物料搓磨速度太低，僅為3m/s左右，現(xiàn)有的立式棒式攪拌磨機(jī)以中高速度旋轉(zhuǎn)沖擊破碎研磨，轉(zhuǎn)速達(dá)550r/min，其棒梢速度為11～13m/s，此時軸心已經(jīng)形成空虛沒有研磨介質(zhì)或者物料進(jìn)行搓磨沖擊破碎有效研磨區(qū)域就減少，如果速度再提高軸心就形成的空虛越大，有效研磨區(qū)域就越小，不能充分利用能量有效研磨物料，相當(dāng)一部分能量作用于研磨介質(zhì)或者物料做劇烈的離心運(yùn)動，按照現(xiàn)有的設(shè)備技術(shù)條件，和技術(shù)工藝則生產(chǎn)效率不能提高、能耗反而增加。

本發(fā)明的一種礦物的高效研磨工藝及設(shè)備其特征是通過本設(shè)備的三軸高速攪拌產(chǎn)生的高線速度研磨區(qū)、外加研磨壓強(qiáng)緩沖區(qū)、物料粗細(xì)分級區(qū)進(jìn)行高效研磨，設(shè)備主要由機(jī)體、磨筒、攪拌器、底閥、電機(jī)、送料泵和冷卻系統(tǒng)組成。本發(fā)明的一種礦物的高效研磨工藝及設(shè)備其特征是所述的三軸高速攪拌是指磨筒內(nèi)呈正三角形排布的三個攪拌器組成，研磨時三個攪拌器相同時針方向轉(zhuǎn)動攪拌研磨，單個攪拌器使研磨介質(zhì)與物料相互以高于10～16m/s的剪切速度運(yùn)動。因為單個攪拌器使研磨介質(zhì)與物料相互以高于10～16m/s的剪切速度運(yùn)動，則三個攪拌器相互交錯的區(qū)域研磨介質(zhì)與物料相互以高于20～32m/s的剪切速度運(yùn)動進(jìn)行搓磨沖擊破碎，則研磨效率大大提高。

本發(fā)明的外加研磨壓強(qiáng)緩沖區(qū)作用是當(dāng)軸高速攪拌產(chǎn)生高線速度，避免軸心形成空虛，從而避免研磨介質(zhì)或者物料做劇烈的離心運(yùn)動，有效保持研磨區(qū)域，外加研磨壓強(qiáng)緩沖區(qū)由研磨介質(zhì)或者物料組成或研磨介質(zhì)物料組成，外加研磨壓強(qiáng)緩沖區(qū)高度是由三個攪拌器轉(zhuǎn)動速度決定。

本發(fā)明的一種礦物的高效研磨工藝及設(shè)備中的攪拌器可以是盤式攪拌器，棒式攪拌器，渦輪式攪拌器。棒式攪拌器允許入料的初始粒度較粗優(yōu)選30毫米以內(nèi)，盤式攪拌器允許入料的初始粒度中等優(yōu)選5毫米以內(nèi)，渦輪式攪拌器初始粒度較細(xì)優(yōu)選1毫米以內(nèi)。

本發(fā)明的一種礦物的高效研磨工藝及設(shè)備中的攪拌器若是盤式攪拌器或者棒式攪拌器則三個攪拌軸上的盤和棒優(yōu)選相互交錯排列。

本發(fā)明的一種礦物的高效研磨工藝及設(shè)備中的高效研磨工藝及設(shè)備其特例可以是單軸高速攪拌產(chǎn)生的高線速度研磨區(qū)、外加研磨壓強(qiáng)緩沖區(qū)、物料粗細(xì)分級區(qū)進(jìn)行高效研磨，是本發(fā)明工藝方案的簡化版。

本發(fā)明的一種礦物的高效研磨工藝及設(shè)備中的溢流收集口是指研磨的物料經(jīng)過粗細(xì)分級區(qū)分選流出的區(qū)域，可以在本分明設(shè)備的上部或者攪拌器軸心的下部。本發(fā)明的一種礦物的高效研磨工藝及設(shè)備中的下部溢流收集口是指研磨的物料經(jīng)過攪拌軸上安裝的離心器粗細(xì)分級分選流出的區(qū)域。

本發(fā)明的一種礦物的高效研磨工藝及設(shè)備中的攪拌軸上安裝的離心器用來粗細(xì)物料分級分選用的，特別是高比重的物料如銅合金的研磨分離，鉛鋅合金的研磨分離的等，離心器分級輪主要是由帶有多個螺旋葉片組成，葉片尾部的旋轉(zhuǎn)線速度高于其前側(cè)的葉片部分的旋轉(zhuǎn)線速度，主要包括前法蘭盤、后法蘭盤、多個葉片組成，葉片與前法蘭盤、后法蘭盤分別相固定連接，相鄰的葉片之間具有進(jìn)料縫，多個葉片的內(nèi)側(cè)形成空腔，通過其中一個法蘭盤和攪拌軸固定，另一個法蘭盤套在出料管上和出料管連接，細(xì)粉物料必須經(jīng)葉片旋轉(zhuǎn)選擇而自進(jìn)料縫進(jìn)入出料管內(nèi)進(jìn)入收集口。

本發(fā)明的一種礦物的高效研磨工藝及設(shè)備主要由機(jī)體架、磨筒、攪拌器、底閥、電機(jī)、上部的溢流收集口或者攪拌器底部的分級輪收集口，送料泵或者干料送料裝置和冷卻系統(tǒng)組成。工作時，筒內(nèi)裝有一定數(shù)量的研磨介質(zhì)陶瓷珠，優(yōu)選景德鎮(zhèn)百特威爾耐磨氧化鋁球，漿料物料由送料泵吸料，經(jīng)研磨筒底部送入研磨筒內(nèi)，電機(jī)通過主軸帶動攪拌器高速旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速可達(dá)400～2300r/min。研磨介質(zhì)、物料經(jīng)由攪拌器的高速轉(zhuǎn)動，賦予研磨氧化鋁球以足夠的動能，與被研磨的顆粒發(fā)生強(qiáng)烈的沖擊、剪切、擠壓和摩擦作用，對物料進(jìn)行粉碎和研磨。經(jīng)磨碎產(chǎn)生合格粒度的物料，通過筒體上部的物料粗細(xì)分級區(qū)分離裝置與研磨介質(zhì)分離，從出料口排出。由于采用連續(xù)進(jìn)料-研磨一出料，整個生產(chǎn)過程都是連續(xù)進(jìn)行的。如果干料送料，則通過干料送料裝置從三個攪拌軸中間入料。

具體實施方式

例1研磨鐵礦石，80目鐵礦石漿料入料，250目出料。

一種礦物的高效研磨工藝及設(shè)備主要由機(jī)體架、直徑2米高2.5米磨筒、三個棒式攪拌器、直徑580厘放氧化鋁球筒底門、90KW攪拌電機(jī)三臺、送料泵裝置和水冷卻系統(tǒng)組成，棒式攪拌器棒長度30厘米直徑7厘米，一周均勻分布3個，分三層每層間距38厘米，攪拌軸長度3米直徑120厘米。工作時，筒內(nèi)裝有2米高的景德鎮(zhèn)百特威爾生產(chǎn)耐磨氧化鋁球規(guī)格3～6毫米，其中上部1米高耐磨氧化鋁球外加研磨壓強(qiáng)緩沖區(qū)，干料送料，通過送料泵裝置從磨筒底部入料，電機(jī)通過主軸帶動攪拌器高速旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速可達(dá)400r/min。研磨介質(zhì)、物料經(jīng)由攪拌器的高速轉(zhuǎn)動，賦予研磨氧化鋁球以足夠的動能，與被研磨的顆粒發(fā)生強(qiáng)烈的沖擊、剪切、擠壓和摩擦作用，對物料進(jìn)行粉碎和研磨。經(jīng)磨碎產(chǎn)生合格粒度的物料，通過筒 體上部的物料粗細(xì)分級區(qū)分離裝置與研磨介質(zhì)分離，從出料口排出，研磨料水比工藝按現(xiàn)有技術(shù)執(zhí)行。由于采用連續(xù)進(jìn)料-研磨一出料，整個生產(chǎn)過程都是連續(xù)進(jìn)行的。云南西雙版納一礦區(qū)生產(chǎn)每小時約300T鐵礦石干料，不同地區(qū)鐵礦石解理不同則每小時產(chǎn)量也有差異。

例2研磨建筑陶瓷原材料長石粉，2～3目長石干料入料，250目出料。

一種礦物的高效研磨工藝及設(shè)備主要由機(jī)體架、直徑2米高2.5米磨筒并貼有景德鎮(zhèn)百特威爾生產(chǎn)的耐磨氧化鋁襯件、三個棒式攪拌器、直徑280厘米放氧化鋁球底閥、90KW攪拌電機(jī)三臺、干料送料裝置及水和加研磨助劑系統(tǒng)、水冷卻系統(tǒng)組成，棒式攪拌器棒長度30厘米直徑7厘米，一周均勻分布3個，分三層每層間距38厘米，攪拌軸長度3米直徑120厘米，攪拌棒及攪拌軸均有耐磨氧化鋁襯。工作時，筒內(nèi)裝有2米高的景德鎮(zhèn)百特威爾生產(chǎn)耐磨氧化鋁球規(guī)格5～6毫米，其中上部1米高耐磨氧化鋁球外加研磨壓強(qiáng)緩沖區(qū)，通過干料送料裝置從三個攪拌軸中間入料，電機(jī)通過主軸帶動攪拌器高速旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速可達(dá)500r/min。研磨介質(zhì)、物料經(jīng)由攪拌器的高速轉(zhuǎn)動，賦予研磨氧化鋁球以足夠的動能，與被研磨的顆粒發(fā)生強(qiáng)烈的沖擊、剪切、擠壓和摩擦作用，對物料進(jìn)行粉碎和研磨。經(jīng)磨碎產(chǎn)生合格粒度的物料，通過筒體上部的物料粗細(xì)分級區(qū)分離裝置與研磨介質(zhì)分離，從出料口排出，研磨料水比工藝按現(xiàn)有技術(shù)執(zhí)行。由于采用連續(xù)進(jìn)料-研磨一出料，整個生產(chǎn)過程都是連續(xù)進(jìn)行的。生產(chǎn)每小時約155T長石粉干料。

例3研磨銅合金粉，80目銅合金粉干料入料，250目出料。

一種礦物的高效研磨工藝及設(shè)備主要由機(jī)體架、直徑2米高2.5米磨筒并貼有景德鎮(zhèn)百特威爾生產(chǎn)的耐磨氧化鋁襯件、三個棒式攪拌器、三個安裝在棒式攪拌器底部的3個分級輪，分級輪法蘭內(nèi)孔120厘米，其一與底端軸固定，另一端套在直徑80厘米出料管上和出料管連接，直徑280厘米放氧化鋁球底閥、90KW攪拌電機(jī)三臺、干料送料裝置及水和加研磨助劑系統(tǒng)、水冷卻系統(tǒng)組成，棒式攪拌器棒長度30厘米直徑7厘米，一周均勻分布3個，分三層每層間距38厘米，攪拌軸長度3米直徑120厘米，攪拌棒及攪拌軸均有耐磨氧化鋁襯。工作時，筒內(nèi)裝有2米高的景德鎮(zhèn)百特威爾生產(chǎn)耐磨氧化鋁球規(guī)格4～6毫米，其中上部1米高耐磨氧化鋁球外加研磨壓強(qiáng)緩沖區(qū)，通過干料送料裝置從三個攪拌軸中間入料，電機(jī)通過主軸帶動攪拌器高速旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速可達(dá)500r/min。研磨介質(zhì)、物料經(jīng)由攪拌器的高速轉(zhuǎn)動，賦予研磨氧化鋁球以足夠的動能，與被研磨的顆粒發(fā)生強(qiáng)烈的沖擊、剪切、擠壓和摩擦作用，對物料進(jìn)行粉碎和研磨。經(jīng)磨碎產(chǎn)生合格粒度的物料，通過筒體攪拌器底部的3個分級輪的物料粗細(xì)分級區(qū)分離裝置與研磨介質(zhì)分離，從出料口排出，研磨料水比工藝按現(xiàn)有技術(shù)執(zhí)行。由于采用連續(xù)進(jìn)料-研磨一出料，整個生產(chǎn)過程都是連續(xù)進(jìn)行的。生產(chǎn)每小時約65T銅合金粉干料。

上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)，作出的變化、改型、添加或替換，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。