全球方解石資源較豐富,CaCO3含量³97%的優質方解石較大,因此,目前工業上一般不對方解石進行機械選礦加工,只進行簡單的洗礦和手選。以下介紹一下方解石粉碎和分級技術。
(1)粉碎、分級
粉碎分級的目的是加工出滿足應用領域細度要求的重質碳酸鈣產品。工藝流程和設備依產品細度要求而定,對于400目以下的產品,一般原則工藝流程是:原礦→破碎→磨礦(粉)→(分級)。主要設備有雷蒙磨(懸輥磨)、旋轉筒式球磨機、立式磨(壓輥磨)、離心自磨或旋磨機、錘磨機、振動磨、渦輪式粉碎機等。大多采用干式開路式粉碎工藝。表1所列為這些設備的給料粒度和產品細度。
表1 粉碎設備的給料粒度和產品細度
設備類型 |
雷蒙磨 |
球磨機[1] |
立式磨 |
旋磨機 |
振動磨 |
錘磨機 |
渦輪粉碎機 |
給料粒度,㎜ |
30 |
30 |
£30 |
35 |
5 |
10 |
10 |
產品細度,mm |
40~125 |
40~150 |
30~150 |
20~150 |
15~150 |
15~150 |
40~350 |
(2)超細粉碎與精細分級
國內外方解石和白堊的超細粉碎工藝主要有干法和濕法二種。干法工藝一般用于生產d973~5mm的產品,濕法工藝一般用生產d973~5mm(d902mm)的產品。
工業上采用的干法超細粉碎設備主要包括高速機械沖擊磨機、旋轉筒式球磨機、攪拌球磨機、振動球磨機、高壓輥磨機、分級研磨機、旋風自磨機以及氣流粉碎機等。除具有自行分級功能的氣流磨以外,為確保產品細度和粒度分布的要求,在實際生產線上一般均配置精細分級設備,配置方式有內置式和外置式二種,內置式均為內閉路生產方式,外置式可以有開路和閉路二種生產方式,開路式通過分級機分級后生產二種不同細度的產品,閉路式只生產一種超細粉體。干法生產線常配的分級機是離心或渦流式空氣或氣流分級機,如MS、MSS、ATP、LHB、QF等機型。圖1~5是常見的方解石和白堊的干式超細粉碎工藝流程。
濕式超細粉碎設備主要是濕式攪拌球磨機或研磨剝片機、砂磨機、螺旋攪拌磨或塔磨機、振動磨等。主要生產超紙涂料或顏料級產品和高檔涂料的填料和顏料。圖6是較典型的三段連續式攪拌磨超細粉碎工藝流程。該工藝主要由三級濕式攪拌磨或研磨剝片機及相應的儲罐和泵組成。原料經調漿筒1添加水和分散劑調成一定濃度或固液比的漿料后給入儲漿罐2,通過儲漿罐2泵入攪拌磨3中進行研磨。經攪拌磨1研磨后的料漿經分離研磨介質后給入儲漿罐4,通過儲漿罐4泵入攪拌磨5中進行第二次(段)研磨;二次研磨后的料漿經分離研磨介質后進入儲漿罐6,然后泵入攪拌磨7中進行第三次(段)研磨;經第三次研磨后的料漿進入儲漿罐8,并用磁選機除去鐵質污染及含鐵雜質。如果該生產線建在靠近用戶或離用戶較近的地點,可直接用管道或料罐送給用戶。如果較遠,則將料漿進行脫水脫水,然后進行打散和包裝。圖7所示為我國唐山東礦化工廠年產12000噸造紙涂料和填料級超細重質碳酸鈣工藝流程圖。其中,LEM型砂磨機由德國耐馳公司制造。其生產工藝主要由配料、中間緩儲、臥式砂磨機、分離篩等部分組成。其中砂磨機的筒體容積1000升。給料粒度為d9745mm(或全部小于70mm);產品細度為:涂料級d902mm;填料級d974mm(d602mm)。研磨介質尺寸為:I級研磨1.0~1.6㎜;II級研磨0.8~1.2㎜。
圖1高速機械沖擊磨閉路粉碎工藝流程
1-QM51超細粉磨機;2-給料機;3、8-星形排料閥;4、7、9、11-閥門;5-QF5型渦輪式分級機;6-捕集器;7-風機
圖2球磨機干式超細粉碎工藝流程
1-料倉;2-球磨機;3-提升機;4-渦輪式分級機;5-除塵器;6-多輪式分級機;7-成品倉
圖3攪拌磨干式閉路超細粉碎工藝流程
1-預粉碎機;2-斗式提升機;3-原料倉;4-螺旋輸料機;5-料斗;6-皮帶輸料機;7-斗式提升機;8--螺旋輸料機;9-干式攪拌磨;10-螺旋輸料機;11-介質分離篩;12--螺旋輸料機;13-斗式提升機;14--螺旋輸料機;15-研磨介質儲倉;16-渦輪式分級機;17-螺旋輸料機;18-斗式提升機;19--螺旋輸料機;20-集料器;21-集塵器;22--螺旋輸料機;23-包裝機;24-計量儀
圖4振動磨干式連續超細粉碎工藝流程
1-原料倉A;2-原料倉B;3-給料螺旋A;4-給料螺旋B;5-錐形混合機;6-提升機;7-振動磨料斗;8-給料機;9-雙筒連續振動磨;10-旋轉閥; 11-集料器;12--螺旋輸料機;13-計量成品倉
圖5高壓輥磨機干式超細粉碎工藝流程
1-空壓機;2-除塵器;3-打散機;4-螺旋輸送機;5-過濾器;6-料倉;7-給料機;8-ATP型渦輪式分級機;9-高壓輥磨機; 10-提升機;
圖6三段連續濕式攪拌磨超細粉碎工藝流程
1-調漿筒;2-儲漿罐;3-攪拌磨I;4-儲漿罐;5-攪拌磨II;6-儲漿筒;7-攪拌磨III;8-儲漿罐;9-磁選機;10-成品儲槽;11-介質分離篩
圖7 年產12000噸超細重質碳酸鈣濕法生產工藝流程
1-原料倉;2-稱重裝置;3-螺旋輸送機;4-配料罐;5-吸塵裝置;6-輸送泵;7-緩儲罐;8-分散劑;9、10、11-LME臥式砂磨機;12-篩子;13-產品儲罐
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