立式磨在重钙、石灰石、叶腊石等非金属矿加工中的应用

２０１１年第３期 中国非金属矿工业导刊 总第８９期【矿物加工】年产８万ｔ精细化重质碳酸钙生产线工艺设计与实践秦广超１，叶卫东１，王国庆１，乐 力２，李金荣１，迟 源１（１．合肥水泥研究设计院，安徽　合肥 ２３００５１；２．安徽江东科技粉业有限公司，安徽　宣城 ２４２５００）【摘　要】本文介绍了安徽江东科技粉业有限公司年产８万ｔ精细化重质碳酸钙生产线采用的立式磨＋二次、三次分级工艺设计及其实践。

实践表明，立式磨充分发挥了其高效节能、规模化优势，二次分级实现了产品精细化生产的优势。

该生产线实现了重钙产业规模化、产品精细化生产的设计宗旨。

【关键词】重质碳酸钙；立式磨；节能；精细化【中图分类号】ＴＤ９２１．４；ＴＤ９８５ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００７－９３８６（２０１１）０３－００３８－０３１ 前言随着国内外重质碳酸钙（简称重钙，ＧＣＣ）使用行业对产品规模化、精细化需求程度的提高，以及国家节能减排工作的深入，国内重钙加工企业渐渐认识到高效节能型重钙加工系统工艺优化设计及其工艺设备选型的重要性。

重钙加工工艺主要有干法和湿法。

目前，国内规模化重钙干法设计工艺主要有立式磨或立式磨＋二次、三次分级工艺和球磨机加分级机工艺。

其中立式磨或立式磨＋二次、三次分级工艺作为非金属矿粉体干法超细加工技术的主要进展之一，符合国家节能减排工作的要求。

立式磨加二次、三次分级工艺在我国台湾省、东南沿海及内地已经得到推广应用，也促进了这些地区重钙产品精细化发展。

马来西亚、印尼和日本等国家早在２０世纪８０年代就普遍采用立式磨加二次、三次分级生产技术，而且其应用涉及重钙、白云石、叶蜡石和重晶石等非金属矿种。

本文以安徽江东科技粉业有限公司年产８万ｔ重钙微粉工程设计为例，浅谈立式磨＋二次、三次分级生产线工艺的先进性。

２ 生产线工艺设计２．１　设计依据节能、绿色环保型矿物材料，是实现低碳经济社会的重要因素。

重钙作为一种节能、绿色、环保型矿物填料，其主要消费领域为造纸、塑料、橡胶、油漆和涂料。

立磨被广泛应用在各行业中，在化工，冶金，耐火材料方面都有着独特的性质，使之成为了立磨加工的主要物料之一，在立磨的选择方面，可以根据产量，粉磨细度等不同的加工要求来进行选择，产量还是比较大的。

立磨可以根据不同的加工物料粉磨到不同的细度范围，可以全面覆盖石灰石，白云石，方解石，碳酸钙，滑石，重晶石，石膏，石墨，云母，白垩，铝矾土，萤石，海泡石，蛭石，叶腊石，伊利石，矿渣，炉渣，水渣，钢渣，高岭土以及煤矸石，粉煤灰，混凝土，水泥等各种不同硬度物料的粉磨加工，应用领域及为广泛，是整个粉体加工行业首选推荐设备。

黎明重工立式磨粉机工艺流程简单（5大系统包括给料系统，立式辊磨机，外循环系统，成品收集系统及成品输送系统），占地面积节省30%以上，系统节电30-60%以上（系统电耗36kwh/t），粉尘污染小（排放≤30mg/Nm3），可以方便调节产品细度和单独粉磨不同种类的物料，如水泥熟料，矿渣等。

磨辊和磨盘维修和更换可同时进行；在线堆焊一般耗时3-5天；辊面无需刨掉；磨辊重量轻，现场更换辊套较方便。

综上所述立磨机系统在工艺、节能、环保及后期维护方面具有无可比拟的优势！黎明重工磨粉生产线目前执行的国家标准，用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉，对于地上结构以及有较高早期强度要求的混凝土结构，掺量一般为20-30％。

黎明重工立式磨粉机矿渣粉生产线，属于较为的自动化控制矿渣粉磨工艺。

矿渣粉磨工艺制造的矿粉，细度较为稳定一般会在400-650mesh范围内，颗粒细度合理，质量稳定性好，适合用来粉磨电石渣、褐煤、白垩土、水泥熟料、水泥生料、石英砂、钢渣、矿渣、叶腊石、铁矿石等非金属矿，这类型设备的明显特点是产品细度调节方便、操作简单。

公司一直将新产品的研发作为战略，与高等院校和科研机构联合攻关，大力完善磨粉机技术产品研发、测试及生产，加快磨粉机技术产品的开发和规模化生产。

又先后与瑞典斯维达拉公司、威克机械有限公司和澳大利亚爱邦公司等知名矿山机械制造商达成合作意向，引进了多项技术和工艺。

近多年来，立式辊磨在水泥工业因节能降耗的优势所产生的综合效益越来越明显，在电力、冶金、化工、非金属等行业也得到广泛应用和推广。

立式辊磨主要粉磨生料、熟料、粒化高炉矿渣、铁矿石、石灰石、煤粉、焦粉、煤矸石、粉煤灰、火山灰、石膏、方解石、叶腊石、石英、粘土、沙石、铝矾土、硅灰、煅烧的稻米壳等金属矿与非金属矿的加工行业。

煤粉锅炉中煤粉细度一般要求是200目，即74微米，粉体的粒度对煤粉的燃烧影响比较大，立式磨粉机可以实现200目的粒度要求，且质量比较稳定，这样可以使燃烧更加充分，锅炉换热效果也好。

为什么煤粉锅炉所需粉体的来源需要立磨设备来供给？因为立式磨粉机在煤粉领域有独特的优势。

首先是磨粉机运行比较稳定，由于工作中磨辊并不与磨盘直接接触，且磨辊与衬板采用材料制作，因此使用寿命长，磨损少；还有防止辊套和磨盘衬板直接接触的限位装置，这在一定程度上避免了破坏性冲击和剧烈震动；由于物料在磨内停留时间短，易于检测和控制产品粒度及化学成分，减少重复碾磨，稳定产品质量。

产品中含铁量极少，且所含机械磨损铁易于去除，用于粉磨白色或透明物料时，产品的白度和净度比较高。

煤粉锅炉可实施炉内脱硫，烟气采用布袋除尘，烟尘排放浓度低，黎明重工LM立式辊磨机广泛应用于水泥、电力、冶金、非金属矿、煤粉和矿渣等领域。

出料粒度：80 - 325 mesh，产量范围在7 - 128t/h，一般情况下煤粉制备系统要求粉体粒度为200目，像我公司之前的案例中，河北某钢厂需要加工物料是烟煤，成品细度是200目，先后从我公司购置了2台立式辊磨机LM1500，用于煤粉制备系统。

客户说，黎明立式辊磨机粉磨效率高，成品质量好，在当地销路比较好，立磨可靠的生产了客户很高的经济效益。

立磨应用于煤粉粉磨，无论是在粉磨效率、产能、安全生产、环境保护上都拥有明显优势。

同时立磨系统工艺流程简单，维护便捷等特点，因此应用日益普及。

立磨企业加强在煤炭粉磨领域的技术优化及市场推广，必将获得可观的经济效益。

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超细立式磨在重质碳酸钙和滑石粉体加工中的应用
1、超细立式磨结构特点
(1)立式磨的工作原理立式磨是利用磨辊与磨盘的相对运动对物料进行料床粉碎，随着磨辊碾压压力增加，物料细度变小;磨细的物料靠气流将其带起，由其上面的分级装置在磨内分级，粗粉落入磨盘重新被粉碎;合格细粉由风送出磨至袋收尘器收集。

(2)超细立式磨的结构特点①磨盘和磨辊为弧面曲线设计，物料按研磨轨迹先进入粗磨区粗磨，再经细磨区进行超细研磨。

②磨辊压力高达为10-15MPa，可根据物料特性，合理控制磨盘转速与磨辊压力;粉磨效率高，出料中2-10μm 粒级含量高。

③独特的磨内风环设计，风环处的风速达到30 m/s 以上，可确保超细研磨后的细物料在气流的带动下进入分级装置，粗颗粒料落入风环下从磨内排出。

④从结构尺寸、材料、机械强度以及叶片的设置形式等角度优化分级转子。

采用合理的转子间隙密封方式，确保分级效果和分级精度。

分级转子采用先进高效的动一静态组合方式，静叶片起到粗筛大颗粒的作用，动叶片起到控制产品d50、d97、d100 粒度指标，达到产品超细分级的作用。

2、超细立式磨在重质碳酸钙粉体加工中的应用
从重质碳酸钙粉体产品多样化需求的角度考虑，在进行立式磨粉体工程系统设计时多采用立式磨+二次(或三次)分级工艺，一是利用立式磨的规模化节能超细生产;二是利用二次分级有利于产品精细化提升。

图7 为某公司重质碳酸钙粉体的工艺流程图。

图7 某公司重质碳酸钙粉体的工艺流程图
采用细立式磨系统直接生产d97=13-40μm 重质碳酸钙，单机产量可达5-。

磨粉机的用途磨粉机是一种常用于粉状物料加工的机械设备，广泛应用于粉体冶金、化工、矿山、建材、制药和农业等领域。

它通过研磨和破碎原料将其粉碎成粉末状，从而改变物料的颗粒大小和形态，以满足不同工艺需求。

以下是磨粉机的主要用途：1. 矿山冶金行业：磨粉机用于粉磨矿石、金属矿石和非金属矿石等，将其细化成一定粒度的矿粉。

这些矿粉可以作为冶炼原料，用于提取出有价值的金属和非金属元素，如铁矿、铜矿、锰矿等。

2. 建材工业：在水泥生产中，磨粉机用于将熟料磨成细度适宜的水泥粉，以增加水泥的比表面积，提高其活性和粒度分布，从而改善混凝土的性能。

此外，磨粉机还可用于石灰石、石膏、煤矸石等原料的粉磨。

3. 化工工业：磨粉机在化学工业中常用于粉磨颜料、染料、涂料和塑料等原料，以获得所需的粒径和均匀度。

此外，磨粉机还可用于粉磨石英砂、硅胶、硅藻土等非金属无机物，以制备微米级粉体材料。

4. 制药工业：药物在制备过程中常常需要粉碎和研磨原料，以增加其溶解度和稳定性。

磨粉机可用于粉磨药物原料，如中草药、粉末药品和天然产物，以提高其活性和可溶性。

5. 农业领域：磨粉机可用于粉碎谷物、玉米、高粱等农作物，以制备粉状动物饲料。

此外，磨粉机还可用于粉碎植物纤维材料，如玉米芯、麦杆和秸秆等，用作颗粒饲料和肥料。

总的来说，磨粉机主要用于将各种原料粉碎成所需大小的粉末状物料。

它的主要优点包括：高效能，能够快速将原料破碎成所需粒度；粒度可调，能够根据需要调整出不同粒度的产品；操作简单，易于控制和维护；适应性强，能够满足多种原料加工需求。

磨粉机在很多不同的行业中都扮演着不可替代的角色，为各种工艺过程提供了关键的处理环节。

立式磨粉机为超大型工业制粉设备，产量远大于普通雷蒙磨。

立式磨粉机生产灵活，技术要求高，各种工业都可能遇到，满足不同客户需求。

在磨矿石方面，立式磨粉机主要针对水泥生料、金属矿、非金属矿等淬性物料加工在磨煤方面，立式磨粉机用于火力发电厂、钢厂以及喷煤钢炉等煤粉的生产。

目前，粉煤灰用途广泛，小型设备难以满足要求。

立式磨粉机是根据粉煤灰设计的，集干燥、研磨、选粉和提质于一体。

特别是在大型磨削过程中，完全满足客户需求的主要技术经济指标达到国际先进水平。

现在让我们来看看立式磨有什么优点。

立磨采用了合理可靠的结构设计，配合先进工艺流程。

立磨根据增湿塔和除尘器的位置，有两种不同的布置方案，即三风机系统和双风机系统。

采用旋风收尘器进行产品收集。

这种布置方式可降低系统的工作负压和通过收尘器的气体量。

可用电收尘器也可使用袋收尘器作为最终除尘设备；采用的收尘装置可以是电收尘器或袋收尘器，出磨气体直接进入收尘器，该系统减少了设备台数，简化了系统配置。

与球磨机相比其喂料粒度明显大（80~120mm），为此可以取消第三级破碎流程。

对限制物料水分的地方采用烘干粉磨是一个优势。

此外，矿石新释放的表面不受周围液态的影响烘干粉磨设备可独立从上步流程和下步流程操作，这样可在不影响其它操作条件下优化设备性能。

粉磨后的产品储存在库内，在生料制备工艺停机时可起到缓冲作用。

另外还可控制浮选设备内的泥浆密度。

投资费用低，由于集破碎、干燥、粉磨、分级输送于一体，系统简单，布局紧凑，占地面积约为球磨系统的50%，而且可露天布置，因此能大量降低投资费用。

立式磨粉机是在广泛采用国内外先进技术的基础上，结合多年的各种磨机生产经验，设计开发的先进粉磨设备。

是一种集破碎、干燥、粉磨、分级输送于一体的磨粉行业理想设备。

LM系列立磨可广泛应用于水泥、电力、冶金、化工、非金属矿等行业。

用于将块状、颗粒状及粉状原料磨成所要求的粉状物料。

在矿山生产中，还有其他类型的破碎、磨粉机械，从其工作原理来看，各有优劣。

一、辊式磨粉机：借转动的辊子将物料碾碎。

二、盘式磨粉机：利用垂直轴或水平轴的圆盘转动作为破碎部件。

三、离心式磨粉机：利用高速旋转部件和介质产生产离心力来完成破碎作用。

四、振动式磨粉机：利用转轴产生高频率的振动，使介质与物料互相碰击而完成破碎作用。

在矿山物料破碎、磨粉工艺中，矿石中细碎作业的破碎比较粗碎作业的大，故其破碎后的松散体积就有较大的增加。

为防止破碎机的破碎腔可能因此引起阻塞，在不增大排料口以所需的排料粒度的前提下，必须通过增大破碎锥下部的直径来增大总的排料截面。

矿山生产中常用的圆锥破碎机主要是在常规碎磨流程中作为第二段破碎和第三段破碎使用。

近几年来，国外使用比较广泛，国内市场上使用的圆锥破碎机除个别矿山外，相当大主要也是采用进口的圆锥破碎机。

目前，世界上圆锥破碎机在25mm排矿口的条件下，大处理能力可达1200t/h。

立式磨机：立式磨机是一种垂直安装、带有搅拌装置的细磨设备。

物料从磨机的下部给入，给入的物料经介质研磨后，合格的产品由于密度的原因，从磨机的顶部溢出，较粗的颗粒则留在磨机内继续被研磨。

立磨机的大给矿粒度为6mm，产品粒度74～2μm。

目前，国外大的立磨机安装功率1500HP，处理能力可达几百t/h。

黎明重工立式磨粉机磨粉效率高，磨损少，烘干能力强。

装备有自动控制系统，可实现远程控制，操作简便。

装备有防止辊套和磨盘衬板直接接触的装置，避免了破坏性冲击和剧烈震动。

通过检修油缸，翻转动臂，更换辊套、衬板方便快捷，减少停机损失。

运行时振动小，噪音低，且设备整体密封，系统在负压下工作，无粉尘外溢，环境清洁，满足国家环保要求。

工业的迅速发展，离不开电力供应，而电力供应离不开煤炭燃烧，燃煤又势必造成环境污染，因此，工业发展越快，环境污染可能越严重。

相关统计数据表明，火电厂二氧化硫排放量约占全国排放总量的一半以上，而每年由二氧化硫导致的酸雨损失高达上千亿元，每排放1吨二氧化硫，平均造成的损失约10000元，因此，电厂脱硫势在必行。

其中，钙法烟气脱硫在电厂脱硫中使用广泛，而石灰石粉的制备基本可分为湿式球磨机制浆和立式磨工艺制粉。

湿式球磨机是目前电厂脱硫中应用最广泛的一种石灰石制浆设备，但其运行中有很多不足。

如：由于磨机筒体的旋转，磨机入料口经常出现漏浆现象。

为保障磨机内水平衡，需要补充滤液水。

水中难免掺入杂质，造成调节门故障。

在管径较细的循环管道上装有密度计，球阀旁堆积的颗粒会导致密度计堵塞。

由于石灰石颗粒不容易控制，过大的石灰石颗粒会给球磨机带来额外的负荷，而且不易被钢球击碎，导致球磨机出力下降，电耗增加等。

由于湿式球磨机的以上缺点，而立式磨因系统电耗低，噪音小，操作简单而得到广泛的应用。

黎明重工立式磨是一种节能烘干兼粉磨设备，除应用于电厂脱硫之外，在煤粉制备、矿渣粉磨、石膏粉磨煅烧、有色金属行业及粉磨非金属矿等项目上贡献也很大。

较之湿式球磨机，黎明立式磨的优势在于：(一)粉磨效率高。

立式磨采用料层粉磨原理粉磨物料，能耗低，粉磨系统的电耗比球磨机低20%～30%，而且随原料水分的增加，节电效果更加显著。

(二)烘干能力大。

立式磨采用热风输送物料，在粉磨水分较大的物料时可控制进风温度，使产品达到要求的最终水分。

在立式磨内可烘干入磨水分高达15%的物料。

(三)产品化学成分稳定、颗粒级配均匀。

物料在立式磨内停留的时间仅2～3分钟，而在球磨机内则要15～20分钟，所以立式磨产品化学成分及细度可以很快测定、校正。

(四)机器磨损小，利用率高。

由于立式磨运行中没有金属之间的直接接触.故其研磨体磨损小，单位产品磨耗一般为5～10g/t。

(五)噪音低、扬尘少。

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超细立磨在超细重钙加工生产中的优势
目前，600～1500 目的重钙产品成为我国超细重钙粉市场的主流。

与此同时，在现代工业对产品品质的要求和国家节能减排的发展思路等大环境下，采用大型节能和精细化的设备，使超细产品生产节能规模化和产品质量精细化成为超细重钙的加工方向。

一、引言
当前，全球对非金属矿粉体的需求日益旺盛。

在过去的10 年内，仅仅对重
钙的需求量就从3500 万吨增长到近9000 万吨，年平均增长率近9.5%。

据相关机构预测，在未来的10 年内，全球对非金属矿粉体的年需求量仍将保持高的
增长率。

重质碳酸钙，简称重钙，是由天然碳酸盐矿物(如方解石、大理石、石灰石)
磨碎而成，为常用的粉状无机填料，可广泛地用于造纸、塑料、橡胶、油漆、涂料、胶粘剂和密封剂等产业。

二、超细重钙加工设备比较
目前，我国的非金属矿干法超细粉碎研磨工艺设备主要有雷蒙磨、搅拌磨、
振动磨、环辊磨、球磨机和立式磨等。

雷蒙磨主要加工200～400 目粉体产品，是加工325 目以下粉体产品的主流
设备;配置分级机可分级加工出800 目的产品，但产量较小。

搅拌磨配亚微米分级机可用于加工1250～6000 目产品，但能力偏小。

振动磨配分级机可以用于加工600-2500 目产品，但是能力偏小，能耗较高，主要用于硬度比较特殊的物料加工。

环辊磨主要用于加工800～1500 目产品，具有能耗低的优势，但单机生产能力不够大。

立式磨粉机由于集破碎、干燥、粉磨、分级输送于一体，系统简单，布局紧凑，占地面积约为球磨系统的50%，而且可露天布置，因此能大量降低投资费用。

众所周知，场地费用和加工费用逐年增高，立式磨粉机的面世，更够为厂商或者个人降低成本，提高工作的效率，在很大程度上提高了便捷性。

随着社会经济的快速前进，在超细粉加工领域，面对越来越多的超细粉应用要求，传统的超细粉加工设备因普遍产能低的特点，已很难满足市场需求。

低产能严重制约了现代超细粉加工企业的发展，超细立式磨粉机，可广泛应用于化工、冶金、非金属矿等行业，尤其在白色非金属矿的超细粉磨加工领域，有着出色表现，可为造纸、涂料、塑料、橡胶、PVC、油墨等行业提供高品质的填料和添加剂。

可广泛应用于方解石、大理石、石灰石、白云石、重晶石、滑石、高岭土、白云石、硅灰石、石膏、长石、叶腊石等非金属矿的大规模超细干粉加工。

立式磨粉机主要由选粉机、磨辊装置、磨盘装置、加压装置、减速机、电动机、壳体等部分组成。

分离器是一种高效、节能的选粉装置。

磨辊是用来对物料进行碾压粉碎的部件。

磨盘固定在减速机的输出轴上，是磨辊碾压物料的地方。

加压装置是为磨辊提供碾压力的部件，向磨辊提供足够的压力以粉碎物料。

立式磨粉机不仅在投资费用上有较大的优势，其性能上的优势愈加明显，塔集破碎、干燥、粉磨、分级输送于一体。

磨粉效率更是相较其他普通磨粉机而言大幅度提升，，寿命方面也远超别的磨粉机，因为要处理的物料在辊磨内停留的时间仅2-3分钟，而在球磨机内则要15-20分钟。

所以立式辊磨产品化学成分及细度可以很快测定、校正，而且质量稳定。

黎明重工在探索非金属矿规模化发展之路时，不断为客户创造价值，不断开发出、节能型的装备与技术，为我国的环保事业做出一份自己的贡献，承担起属于一个企业的社会责任和义务，黎明的立式磨粉机对于实现非金属矿规模化发展也具有重要意义，可以很大程度上推动实现非金属矿的规模化的发展。