一、超細(xì)粉碎和精密分級(jí)設(shè)備選型

　　在超細(xì)粉碎工廠設(shè)計(jì)中，主要設(shè)備設(shè)計(jì)與計(jì)算的依據(jù)是：

　　（1）超細(xì)粉碎廠的建設(shè)規(guī)模、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或品種、產(chǎn)品細(xì)度及粒度分布、純度、粒形等數(shù)量和質(zhì)量要求；

　　（2）被粉碎物料的硬度、粒度、比表面積、化學(xué)成分、黏度等物理化學(xué)性能；

　　超細(xì)粉碎廠的工作制度；

　?。?）設(shè)計(jì)的超細(xì)粉碎工藝流程圖或設(shè)備聯(lián)系圖。包括質(zhì)量流程圖及料漿流程圖；

　　（4）設(shè)備計(jì)算參數(shù)的試驗(yàn)資料及類似廠的生產(chǎn)指標(biāo)或數(shù)據(jù)；

　　（5）所建廠的自動(dòng)控制水平及設(shè)備作業(yè)率；

　?。?）定型設(shè)備的產(chǎn)品樣本，新設(shè)備的工業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及鑒定資料。

　　1、超細(xì)粉碎設(shè)備選型

　　超細(xì)粉碎設(shè)備的選擇和規(guī)格的確定主要與所處理的物料的物理性質(zhì)（硬度、密度、水分、給料粒度等）、處理量、粉碎產(chǎn)品細(xì)度和粒度分布、純度、粒形以及設(shè)備工藝配置等因素有關(guān)。所選用的設(shè)備必須滿足粉碎產(chǎn)品粒度、設(shè)計(jì)產(chǎn)量或處理量和適應(yīng)給料中最大顆粒粒度的要求。

　?。?）干式和濕式超細(xì)粉碎工藝設(shè)備的選擇

　　對(duì)于前面不設(shè)置濕法提純和濕法加工工序或后續(xù)不設(shè)置濕法加工工序的物料，一般當(dāng)產(chǎn)品細(xì)度d97≥5μm時(shí)，在目前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，優(yōu)先選擇干法加工工藝和干法超細(xì)粉碎設(shè)備，如氣流粉碎機(jī)、高速機(jī)械沖擊式粉碎機(jī)、離心或旋（颶）風(fēng)自磨機(jī)、干式球磨機(jī)、振動(dòng)磨、攪拌磨等。除了內(nèi)設(shè)精細(xì)分級(jí)裝置或具有自行分級(jí)功能的超細(xì)粉碎設(shè)備，如氣流磨等外，一般在選用時(shí)還要同時(shí)考慮相應(yīng)的精細(xì)分級(jí)設(shè)備，才能滿足產(chǎn)品細(xì)度和粒度分布的要求。

　　當(dāng)需要設(shè)計(jì)生產(chǎn)d97＜5μm以下的超細(xì)粉體產(chǎn)品，或者最終產(chǎn)品可以濾餅或漿料銷售時(shí)，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用濕法超細(xì)粉碎工藝和設(shè)備。

　　另外，如果被粉碎物料是經(jīng)過前置其他濕法工藝（如水洗、提純等）加工的，也即在超細(xì)粉碎作業(yè)之前設(shè)置有水洗、提純等濕法加工工序，則不管最終產(chǎn)品粒度要求如何，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮濕法超細(xì)粉碎工藝和設(shè)備。

　　此外，如果經(jīng)超細(xì)粉碎后的粉料還是進(jìn)行濕法加工，也應(yīng)優(yōu)先選用濕法超細(xì)粉碎工藝和設(shè)備。還有一此特殊情況.如用做珠光云母原料的碎白云母的加工，為確保片狀顆粒形狀和表而光潔度，要選用濕法超細(xì)粉碎工藝和設(shè)備。

　?。?）干法超細(xì)粉碎設(shè)備的選型

　　干法超細(xì)粉碎設(shè)備的類型很多，選型時(shí)主要考慮原料的物理性質(zhì)（硬度、密度、粘性、水分等）及粒度、產(chǎn)品細(xì)度和粒度分布、純度、粒形、設(shè)計(jì)產(chǎn)量及產(chǎn)品的價(jià)值等。同時(shí)要在相同條件下比較各種不同類型干法超細(xì)粉碎設(shè)備的生產(chǎn)能力、單位產(chǎn)品電耗、磨耗、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、自動(dòng)控制水平、維護(hù)和檢修性能以及工藝配套性能等。

　　一般對(duì)于價(jià)位較大、產(chǎn)品純度要求較高、粒形較規(guī)則的物料，如稀土、精細(xì)磨料、藥品及保健品、名貴中藥材、生物制品等可優(yōu)先考慮選擇氣流粉碎機(jī)，尤其是新型的流化床式或?qū)娛綒饬鞣鬯闄C(jī)及內(nèi)襯剛玉等耐磨材料的其他類型氣流粉碎機(jī)。

　　對(duì)于大宗的工業(yè)礦物超細(xì)粉體的加工，如重質(zhì)碳酸鈣、普通滑石粉、高嶺土、硅灰石等應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮其他干式超細(xì)粉碎設(shè)備，如高速機(jī)械沖擊式超細(xì)粉碎機(jī)、旋轉(zhuǎn)筒式球磨機(jī)（帶分級(jí)機(jī)）、離心旋風(fēng)自磨機(jī)、振動(dòng)磨、干式攪拌磨（帶分級(jí)機(jī)）、塔式磨等，原因是這些工業(yè)礦物粉體的單位價(jià)值相對(duì)較低，而氣流粉碎機(jī)的單位產(chǎn)品能耗相對(duì)較高。物料的硬度也是干式超細(xì)粉碎設(shè)備要考慮的一個(gè)重要因素。

　　一般來說。除流化床對(duì)噴式氣流磨之外的其他類型氣流粉碎機(jī)、高速機(jī)械沖擊式粉碎機(jī)、離心旋風(fēng)式白磨機(jī)等不適臺(tái)加工莫氏硬度大于7的高硬度物料。

　　選定了設(shè)備的類型后，接下來就要確定設(shè)備的規(guī)格和臺(tái)數(shù)。設(shè)備規(guī)格和臺(tái)數(shù)的確定主要依據(jù)所要求的產(chǎn)品細(xì)度條件下設(shè)備的處理量而定。設(shè)備的處理量或生產(chǎn)能力最好以同種物料的工業(yè)生產(chǎn)實(shí)例（相同產(chǎn)品細(xì)度和粒度分布條件下）或在指定產(chǎn)品細(xì)度和粒度分布條件下的工業(yè)設(shè)備的試驗(yàn)結(jié)果來確定。

　　在沒有相同物料作參照物的情況下，超細(xì)粉碎設(shè)備的處理量的計(jì)算還要考慮物料種類、硬度、密度、黏度或含水量、雜質(zhì)種類和含量以及給料粒度和粒度分布所帶來的差別。

　　總之，在計(jì)算超細(xì)粉碎機(jī)的單機(jī)處理量時(shí)，最好是參照同種物料在相同或相近產(chǎn)品細(xì)度和粒度分布下的工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)或相近機(jī)型的工業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

　　另外，還要說明的是，設(shè)備廠家提供的設(shè)備的技術(shù)性能參數(shù)是對(duì)一般物料而言的，所給出的生產(chǎn)能力隨產(chǎn)品細(xì)度要求不同及不同物料而有較大的變化，因此，在選型計(jì)算時(shí)，如無相同物料在相同產(chǎn)品細(xì)度條件下的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，最好是先取有代表性的原料在定型工業(yè)設(shè)備或樣機(jī)進(jìn)行一定時(shí)間的工業(yè)試驗(yàn)，以確保選型計(jì)算的準(zhǔn)確和可靠。

　?。?）濕式超細(xì)粉碎設(shè)備的選型計(jì)算

　　相對(duì)于干式超細(xì)粉碎設(shè)備而言，濕式超細(xì)粉碎設(shè)備的類型較少。定型的主要有攪拌磨或摩擦磨（Attrition）、研磨剝片機(jī)、砂磨機(jī)、振動(dòng)磨、球磨機(jī)和膠體磨、高壓均漿機(jī)等，其中，除膠體磨和高壓均漿機(jī)外，上述其他濕式超細(xì)粉碎設(shè)備都是介質(zhì)研磨粉碎機(jī)，磨機(jī)筒體內(nèi)充填鋼珠、氧化鋁珠、氧化錯(cuò)珠、玻璃珠以及氧化鋁和氧化錯(cuò)復(fù)合珠等研磨介質(zhì)。這些研磨介質(zhì)的粒徑大小及其配比、充填率等直接影響最終研磨產(chǎn)品的細(xì)度和產(chǎn)量。

　　這些使用研磨介質(zhì)的濕法超細(xì)粉碎設(shè)備一般能用于各種硬度物料的超細(xì)研磨加工，因此，選型時(shí)主要比較在相同給料粒度和物料性質(zhì)及相同產(chǎn)品細(xì)度、純度、粒形等條件下，各種不同類型濕式研磨機(jī)的生產(chǎn)能力、單位產(chǎn)品電耗、單位產(chǎn)品磨耗、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性、自動(dòng)控制水平、維護(hù)檢修性能及工藝配套性等。

　　濕式超細(xì)粉碎設(shè)備規(guī)格和臺(tái)數(shù)的確定一定要以給料粒度和指定產(chǎn)品細(xì)度所需的設(shè)備的處理量而定一濕式超細(xì)粉碎設(shè)備生產(chǎn)能力的設(shè)計(jì)計(jì)算尚未建立起一套完善的方法，在設(shè)計(jì)中最好是參照同種物料在相同或相近產(chǎn)品細(xì)度、粒度分布、純度、粒形等條件下的工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)或工業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。

　　對(duì)于攪拌磨、研磨剝片機(jī)及砂磨機(jī)來說，在估算粉碎機(jī)處理量或產(chǎn)量時(shí)還要考慮設(shè)計(jì)工藝與所參照的工業(yè)生產(chǎn)或工業(yè)試驗(yàn)在設(shè)備生產(chǎn)方式上的差別。這是因?yàn)閷?duì)于這幾種磨機(jī)有3種不同的生產(chǎn)方式，即間歇或批量式、循環(huán)式、連續(xù)式。間歇式和循環(huán)式一般是單機(jī)生產(chǎn)或多機(jī)并聯(lián)生產(chǎn)，連續(xù)式有時(shí)是由幾臺(tái)攪拌磨或研磨剝片機(jī)串聯(lián)成的機(jī)組進(jìn)行生產(chǎn)。只有生產(chǎn)方式相同，而且給料粒度和產(chǎn)品細(xì)度均相同的同種物料的工業(yè)生產(chǎn)或工業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)才可直接用來確定設(shè)計(jì)設(shè)備的處理量。如果工業(yè)生產(chǎn)或工業(yè)試驗(yàn)是間歇式操作或生產(chǎn)，其他條件，如物料品種、物理化學(xué)性質(zhì)、給料粒度、產(chǎn)品細(xì)度等均一與設(shè)計(jì)加工的物料相同，則可通過物料在磨機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間來計(jì)算連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的磨機(jī)的處理量或生產(chǎn)能力。

　　2、精密分級(jí)設(shè)備選型

　　目前工業(yè)上應(yīng)用的分級(jí)機(jī)主要有兩大類：即以空氣為介質(zhì)的干式轉(zhuǎn)子渦輪式氣流分級(jí)機(jī)和以水為介質(zhì)的水力旋流器、臥式螺旋沉降式離心機(jī)及旋流式超細(xì)水力分級(jí)機(jī)等濕式精細(xì)分級(jí)機(jī)。其中轉(zhuǎn)子式或渦輪式氣流分級(jí)機(jī)一般與干式超細(xì)粉碎設(shè)備，如高速機(jī)械沖擊式粉碎機(jī)、分級(jí)研磨機(jī)、離心旋風(fēng)式自磨機(jī)、氣流粉碎機(jī)等配套使用或單獨(dú)設(shè)置；濕式精細(xì)分級(jí)機(jī)與濕式超細(xì)研磨機(jī)，如攪拌磨、振動(dòng)磨等配套使用或單獨(dú)設(shè)置。

　?。?）干式精細(xì)分級(jí)設(shè)備的選型

　　在超細(xì)粉體加工中，干式精細(xì)分級(jí)設(shè)備主要有兩種設(shè)置方式：一是作為超細(xì)粉碎工藝設(shè)備系統(tǒng)的一個(gè)組成部分與超細(xì)粉碎設(shè)備設(shè)置在一起，構(gòu)成內(nèi)閉路或閉路作業(yè)，以提高粉碎作業(yè)的效率和控制最終產(chǎn)品的細(xì)度，在這種情況下，精細(xì)分級(jí)設(shè)備的處理量等于超細(xì)粉碎作業(yè)的排料量。內(nèi)分級(jí)裝置是超細(xì)粉碎設(shè)備的一個(gè)組成部分，由粉碎設(shè)備自帶，因此無需單獨(dú)選擇。

　　在選擇與超細(xì)粉碎機(jī)配套使用的共用一套風(fēng)動(dòng)系統(tǒng)的精細(xì)分級(jí)機(jī)時(shí)，一定要采取1配1的方式，即l臺(tái)粉碎機(jī)配1臺(tái)分級(jí)機(jī)或串聯(lián)配置兩臺(tái)以上分級(jí)機(jī)，如果要并聯(lián)配置2臺(tái)以上的精細(xì)分級(jí)機(jī)，則一定要設(shè)置中間料倉和獨(dú)立的分級(jí)機(jī)風(fēng)動(dòng)系統(tǒng)。這種獨(dú)立設(shè)置的分級(jí)機(jī)的單獨(dú)處理量要根據(jù)分級(jí)機(jī)的工作制度另行計(jì)算，一般應(yīng)適當(dāng)大于前段粉碎作業(yè)的排料量或產(chǎn)量。

　　一般來說，經(jīng)分級(jí)機(jī)分級(jí)后得到粗、細(xì)兩種產(chǎn)物，這兩種產(chǎn)物的數(shù)量大小取決于分級(jí)機(jī)給料中小于指定粒度的粉體的含量和分級(jí)機(jī)的分級(jí)效率或超細(xì)粉提取率。

　　干式精細(xì)分級(jí)機(jī)的類型較多，選型時(shí)首先要確認(rèn)擬選擇比較的分級(jí)設(shè)備能否滿足設(shè)計(jì)的分級(jí)產(chǎn)品細(xì)度和粒度分布的要求，然后要在物料種類、給料粒度、要求的分級(jí)細(xì)度及產(chǎn)品粒度分布等相同的條件下，比較各種不同類型干式精細(xì)分級(jí)設(shè)備的處理能力、細(xì)粉提?。ㄐВ┞?、單機(jī)處理量、單位產(chǎn)品電耗、設(shè)備的穩(wěn)定性、自動(dòng)控制水平、維修性能及收塵效率等。

　　為確保選型的先進(jìn)性和可靠性，如果沒有相應(yīng)的同種物料的工業(yè)生產(chǎn)或工業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，最好在選型之前在樣機(jī)上進(jìn)行帶料試驗(yàn)。

　?。?）濕式精細(xì)分級(jí)設(shè)備

　　濕式精細(xì)分級(jí)設(shè)備主要是臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)和小直徑水力旋流器組，這些設(shè)備的選型計(jì)算第10章已有詳細(xì)介紹，本章不再贅述。

　　二、年產(chǎn)5萬t超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)線工藝設(shè)備選型實(shí)例

　　1、設(shè)計(jì)條件

　?。?）產(chǎn)品規(guī)格和產(chǎn)量

　　產(chǎn)品l：d97≤5μm，產(chǎn)量1.2萬t/；

　　產(chǎn)品2：d97≤10μm，產(chǎn)量1.8萬t/；

　　產(chǎn)品3：d90≤2μm，產(chǎn)量2.0萬t/。

　?。?）原料粒度

　　方解石不大于5mm。

　?。?）工作制度

　　300d/a，3班/d，8h/班。

　　2、工藝流程確定及計(jì)算

　　產(chǎn)品1及產(chǎn)品2為d97=5-10μm的超細(xì)粉體，且產(chǎn)量較大，根據(jù)近幾年國內(nèi)外超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)實(shí)踐，5萬t/a以上的大中型超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)線采用球磨機(jī)加分級(jí)機(jī)的生產(chǎn)工藝產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定，單位產(chǎn)品能耗較低。因此，擬采用干法球磨-分級(jí)工藝。

　　產(chǎn)品3為d90≤2μm的超細(xì)粉體，采用濕法（砂磨機(jī)或攪拌球磨機(jī)）加工工藝單位產(chǎn)品能耗較低，單機(jī)生產(chǎn)能力較大，其原則工藝流程如下：

　?。?）干式超細(xì)粉碎作業(yè)的處理量

　　Pd=P1+Pa

　　式中，P1為球磨機(jī)的新給礦量；Pa為三分級(jí)后物料的循環(huán)量。根據(jù)同類方解石超細(xì)粉的生產(chǎn)實(shí)踐，循環(huán)負(fù)荷一般為300%-450%，本工藝取340%，即得： Pd=P1+Pa=50000/7200+50000/7200×340%=30.55 t/h

　　式中，P1為6.94t/h；Pa為23.61 t/h。

　?。?）干式分級(jí)作業(yè)的處量

　　分級(jí)機(jī)一：根據(jù)類似生產(chǎn)線磨機(jī)排料的粒度分析結(jié)果、-5μm含量約為15%，設(shè)分級(jí)機(jī)的-5μm提取率為65%，則有：

　　PC1=（產(chǎn)品1×97%）/（15%×65%）=（（1200/7200）×0.97）/（0.15×0.65）=16.58 t/h 分級(jí)機(jī)二：根據(jù)類似生產(chǎn)線磨機(jī)排料的粒度分析結(jié)果，-10μm含量約為26%，設(shè)分級(jí)機(jī)的-10μm含量提取率為68%，則有：

　　PC1=（產(chǎn)品2×97%）/（26%×68%）=（（1800/7200）×97%）/（0.26×0.68）=13.71 t/h 分級(jí)機(jī)三：其處理量為：

　　PC3= Pd-產(chǎn)品1-產(chǎn)品2=30.55-12000/7200-18000/7200=26.38 t/h

　　（3）超細(xì)濕磨作業(yè)的處理量

　　PS=（1+kS）×產(chǎn)品3=（1+0.05）×產(chǎn)品3=（1+0.05）×（20000/7200）=2.92 t/h

　　式中，kS為超細(xì)研磨作業(yè)的物料損失率，取5%；超細(xì)研磨作業(yè)的漿料濃度（含固量，%）為73%，作業(yè)調(diào)漿加水量為1.08m3/h，作業(yè)礦漿量為2.92/2.6+1.08=2.2 m3/h。

　　3、設(shè)備選型

　　球磨機(jī)：根據(jù)類似生產(chǎn)廠的生產(chǎn)實(shí)踐，選用一臺(tái)Φ3×6.5m的旋轉(zhuǎn)筒式球磨機(jī)，該機(jī)內(nèi)腔直徑2.8m，長(zhǎng)度6.5m，電機(jī)功率800kw，電機(jī)轉(zhuǎn)速1000r/min，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速18.5r/min，不帶研磨介質(zhì)毛重115t；供電電壓6000V。

　　分級(jí)機(jī)：分級(jí)作業(yè)一選用2臺(tái)渦輪超細(xì)分級(jí)機(jī)。該分級(jí)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為：氣量12000 m3/h，渦輪直徑510mm，電機(jī)功率160kw，風(fēng)阻16kPa；轉(zhuǎn)閥電機(jī)2×0.75kw。

　　分級(jí)作業(yè)二選用2臺(tái)渦輪分級(jí)機(jī)。該分級(jí)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為：氣量9000 m3/h，渦輪直徑630mm，電機(jī)功率30kw，風(fēng)阻12kPa；轉(zhuǎn)閥電機(jī)2×0.75kw。

　　分級(jí)作業(yè)三選用2臺(tái)渦輪分級(jí)機(jī)，主要技術(shù)參數(shù)同分級(jí)機(jī)二。

　　濕式超細(xì)磨：選用二臺(tái)立式砂磨機(jī)，該機(jī)主要技術(shù)參數(shù)為：研磨腔容積約1250L，電機(jī)功率315kW，轉(zhuǎn)速1500r/min，外形尺寸：2.3m×1.5m×8.5m。

　　想了解年產(chǎn)2萬噸重質(zhì)碳酸鈣漿料工藝設(shè)計(jì)與設(shè)備選型計(jì)算、年產(chǎn)3萬t超細(xì)緞燒高嶺土工藝設(shè)計(jì)與設(shè)備選型計(jì)算、年產(chǎn)4萬噸超細(xì)硅酸鋯工藝設(shè)計(jì)與設(shè)備選型計(jì)算。