（中國粉體技術網/班建偉）經過近年來的努力，我國已能生產各種類型的超細粉碎設備，基本上能滿足我國非金屬礦實際生產中的需要。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，國內現有大量金礦、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而無法有效分選，礦產資源的礦物之間微細嵌布特性決定了必須對礦石進行超細磨，使其單體解離，方能實現礦物的有效分選。
在礦石細磨或超細磨作業中，當采用常規磨礦技術( 如球磨機) 單體解離礦石中的礦物時，磨礦能耗及生產成本是相當高的。即使磨礦細度能夠使礦物得到單體解離，但產品過磨現象嚴重，使得許多有用礦物損失到礦泥中。超細磨技術已在化妝品和工業礦物等領域中應用了幾十年，立式攪拌磨因適應大處理量的金屬礦石超細磨礦作業要求而得到了廣泛應用，立式攪拌磨礦技術的研究與應用為企業和國家帶來了顯著的經濟效益和社會效益，其市場前景廣闊。
1 立式螺旋攪拌磨機
1. 1 Vertimill 磨機
1. 1. 1 結構和工作原理
1928 年Klein 和Szegvari 最先提出了攪拌磨機概念，1952 年河端重勝博士發明塔磨機( TowerMill 即立式螺旋磨礦機)。第一臺在礦物加工應用的立式螺旋磨礦機是由日本Kubota 公司制造的，Metso 礦物公司于1979 年取得該項技術，生產的磨機叫作Vertimill 磨機。磨機由垂直筒體、螺旋攪拌葉片、分級設備和驅動裝置等部分組成。
濕式Vertimill 磨機及閉路生產系統圖見圖1。磨機垂直筒體內的主( 豎) 軸上裝有螺旋攪拌葉片( 或攪拌器) ，由電動機的驅動裝置帶動它作旋轉運動，以此強迫攪拌筒體內的研磨介質和被磨物料旋轉，使物料受到研磨作用而粉碎。經過研磨的細粒產品上升至磨機筒體上部自流溢出，粉碎產品由磨機流入分級機，再經水力旋流器進行分級，溢流即為磨礦產品，粗粒通過管道返回磨機再磨。
 1. 1. 2 技術性能與應用
Vertimill 磨機的基本磨碎作用是由磨剝而不是沖擊過程實現的，因此其給料粒度不能太大，一般為小于3 mm。磨礦筒體垂直安裝主要基于下述考慮: ( 1) 介質在攪拌器作用下作多維連續循環旋轉，而不是象臥式磨礦機內那種在垂直方向作用及拋物線運動，這樣研磨介質不克服重力作功，從而節省能量; ( 2) Vertimill 磨機筒體直徑小、高度大，從而增加了研磨介質間的壓力，當磨礦介質轉動時就增加了對物料的研磨力。
因此，這種設備適合于物料的細磨及超細磨。研磨介質的壓力有一適宜范圍，在此范圍內磨礦效率高而功耗低; 當超出此范圍時，磨礦效率就不再提高; 因此，這種磨機的高徑比( H/D) 有一適宜值; ( 3) 磨機主要通過磨剝作用來實現細磨工作，該磨機螺旋外緣圓周速度為3 m/s左右，介質為12～30 mm 的鋼球，作為超細磨時，研磨介質尺寸還應小些。允許的給料粒度較粗，產品粒度常在10～20 μm，多用于選礦再磨回路中。
實踐證明，Vertimill 磨機是一種用途廣泛的磨礦設備，可處理粒度小于6 mm 的礦石，主要用于粗磨、二段磨、再磨和細磨作業中，處理硬度較低的物料時，可研磨至小于20 μm 的產品。Vertimill磨機規格從11 kW 到2 240 kW，新近開發最大功率2 240 kW 的磨機其最大處理量可達2 000 t /h。磨機優點是能效高，一般提高30% ～ 35%，有報告稱節能超過50%。同時介質消耗低，維護保養要求低，使用壽命長，作業率高達98%; 設備基礎簡單、安裝期短和安裝成本低，占地面積小; 噪音通常低于85 db。
1. 2 JM 螺旋攪拌磨機
1. 2. 1 結構和工作原理
JM 立式螺旋攪拌磨機是上世紀八十年末長沙礦冶研究院研發的一種最具代表性的立式攪拌超細磨機。磨機結構如圖2 所示。由傳動裝置、筒體、螺旋攪拌器和機架等組成，磨機筒體徑高比為1∶5 ～1∶6。傳動裝置采用三角皮帶和減速機減速; 筒體內襯材質有合金耐磨鋼、不銹鋼、聚氨酯或工程陶瓷;螺旋攪拌器采用合金耐磨鋼、不銹鋼、聚氨酯制作。
工作時，物料調漿后從筒體下部用泵打入，對較粗的物料或干磨物料從筒體上部給入。電機經減速機驅動螺旋攪拌器旋轉，磨礦介質和物料在筒體內作多維循環運動和自轉運動，介質和物料在筒體內上下、里外相互交換，在磨礦介質壓力和螺旋回轉產生的擠壓力下利用摩擦、少量的沖擊和剪切粉磨物料。磨機常與水力旋流器構成閉路磨礦分級作業。
 1. 2. 2 技術性能與應用
由于JM 立式螺旋攪拌磨機具有獨特的結構和工作參數，具有如下顯著特點:
(1) 磨剝離特性。粉磨作用以磨剝離為主。少量的沖擊和剪切作用。摩擦研磨磨礦是細磨和超細磨礦作業中最有效的粉磨方式。充分利用能量有效研磨物料。
(2) 分層研磨特性。在磨礦區域內介質表面壓力是由介質重量壓力和離心運動產生的擠壓力組成。介質表面壓力從磨機筒體上部到下部逐漸增大，在介質充填的最底層磨礦作用最強烈。粗顆粒由于沉降在磨機筒體下部而得到有效磨礦。
(3) 內部分級磨礦特性。濕法磨礦時，在介質充填的筒體上部是攪拌分級區域，物料按自然沉降和離心沉降分級，減少了過粉磨。
(4) 高能效特性。磨機內獨特的介質運動規律，即介質的多維運動和自轉運動能夠均衡地將螺旋器的能量彌散到各個部位，實現能量高效利用。
JM 立式螺旋攪拌磨機自研制以來，已成功地在黃金、磁材、錳業、化工、稀土和無機非金屬等行業和領域的細磨作業中得到了廣泛應用，應用數量達260 多套臺。
由于礦山行業的再磨作業用于金銀礦、銅精礦、鉛鋅礦、鉬礦、鎳礦鐵礦再磨作業或者潔凈煤的水煤漿制備、煙氣脫硫( FGD) 生產石灰石漿等細磨作業，產品細度－400 目大于95%或更細，設備生產具有節能、占地面積小及噪音低等優點;
用于電解錳的超細磨礦。濕磨電解錳片制造四氧化三錳，貴州松桃錳礦、湖南特種金屬材料廠等單位氧化錳廠用JM 立式螺旋攪拌磨機細磨電解錳片，給料粒度3 mm，產品細度－ 500 目大于95%。
稀土礦的超細磨礦。益陽稀土總廠、樂山普而美、上海君太公司和株洲硬質合金廠鉭鈮分廠獨居石和稀土礦的細磨生產，給料粒度為80 目，產品細度－ 400 目大于95%的要求。
經過十多年的改良工作，該院在綜合吸收塔式磨( JM 立式螺旋攪拌磨) 、攪拌磨、砂磨機和環隙磨等設備結構特點，利用這些年來從事超細粉碎設備的研究成果、經驗和工藝技術繼而研制成功了新型高效LXM 大型棒式( 或盤式) 攪拌超細磨機。新設備已應用在重鈣、高嶺土、碳化硅、石榴子石等非金屬礦行業領域超細粉碎作業。用于國內多家紙業企業的研磨重質碳酸鈣生產線的磨礦生產，年產量2 萬t 至10 萬t，給料－325 目≥97%，產品－2 μm 含量≥90% ～ 95%。取得了重碳酸鈣濕法研磨設備大型化生產的突破，促進濕法研磨重鈣的品質提高和生產成本的降低。
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