重質(zhì)碳酸鈣最新粉磨裝備與工藝探討

張國成，郭華洋，肖 威

（河南黎明重工科技股份有限公司，河南 鄭州 450001）

碳酸鈣是建材、造紙、塑料、橡膠、油漆、涂料等行業(yè)用量最大的無機(jī)填料，由于性價比高、市場銷路大、技術(shù)要求不高，近年來國內(nèi)碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)大量涌現(xiàn)，尤其是重質(zhì)碳酸鈣(重鈣)的產(chǎn)量逐年遞增，選擇合理的加工裝備和工藝是重鈣生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和長遠(yuǎn)發(fā)展的重要保證。

從近年來市場對重鈣粉體產(chǎn)品的要求來看，主要需要其達(dá)到一定的細(xì)度、通篩率、白度、純度、含鈣量等，有的還要求符合一定的粒度分布要求，某些應(yīng)用場合還對粉體的顆粒形態(tài)做出嚴(yán)格要求。

實(shí)踐證明，重鈣產(chǎn)品的顆粒形態(tài)、粒度及其分布與原料、加工裝備、工藝技術(shù)和條件控制有關(guān)。因此，為了確保重鈣的品質(zhì)以適應(yīng)市場的要求，一要注重重鈣原料的選擇，另一方面需結(jié)合市場考察選擇合適的重鈣加工設(shè)備與工藝。

1 重鈣生產(chǎn)現(xiàn)狀

重質(zhì)碳酸鈣是以天然方解石、大理石、白云石或白堊為原料，經(jīng)機(jī)械設(shè)備粉磨和分級后達(dá)到一定細(xì)度的粉狀產(chǎn)品。生產(chǎn)方法有干法和濕法，從實(shí)際應(yīng)用來看，3000目以下的產(chǎn)品，一般以干法生產(chǎn)為宜；3000～6000目產(chǎn)品，通常以濕法生產(chǎn)為宜。

縱觀國內(nèi)碳酸鈣行業(yè)，產(chǎn)業(yè)集中度很低，企業(yè)結(jié)構(gòu)性矛盾突出，存在企業(yè)數(shù)量多、平均產(chǎn)能過小、生產(chǎn)工藝落后、加工裝備差、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。其中最明顯是重復(fù)建設(shè)、產(chǎn)能過剩、開工率嚴(yán)重不足、經(jīng)濟(jì)效益下滑。因此，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)型升級是碳酸鈣行業(yè)“十二五”的首要任務(wù)，其中一項(xiàng)政策就是重點(diǎn)鼓勵發(fā)展節(jié)能環(huán)保的重質(zhì)碳酸鈣。

長久以來，重質(zhì)碳酸鈣企業(yè)在粉體加工中大多采用傳統(tǒng)的雷蒙磨、球磨機(jī)等設(shè)備，面臨著能耗高、效率低、穩(wěn)定性差、成品粒度不可控、污染嚴(yán)重等難題。因此，升級改造迫在眉睫，裝備水平的提升是碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和長遠(yuǎn)發(fā)展的重要保證。

2 重鈣加工設(shè)備與應(yīng)用范圍

國內(nèi)重鈣資源大多品質(zhì)優(yōu)良、純度高、白度高，一般不需經(jīng)過浮選或其他除雜工藝，僅需粉磨分級即可。因此選擇性能優(yōu)越、質(zhì)量可靠的粉磨分級設(shè)備和工藝至關(guān)重要。

目前我國的雷蒙磨、球磨機(jī)、高壓磨等國產(chǎn)粉磨設(shè)備，在一定程度上滿足了國內(nèi)重鈣產(chǎn)品加工的需求，實(shí)現(xiàn)了一定的經(jīng)濟(jì)效益，但是，隨著產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，該類設(shè)備能耗高、污染重等問題突出，需繼續(xù)對該類型設(shè)備進(jìn)行技術(shù)革新以期適應(yīng)現(xiàn)代碳酸鈣產(chǎn)業(yè)規(guī)?；捌洚a(chǎn)品精細(xì)化發(fā)展的市場需求。

目前適合重鈣加工的先進(jìn)設(shè)備主要有專利產(chǎn)品-歐版磨機(jī)、超細(xì)立磨等設(shè)備，以滿足不同粒度重鈣客戶的需求。該類制備技術(shù)均為干法生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)自磨自選，通過變頻高效選粉機(jī)，可直接制備重鈣，無需再經(jīng)過外部篩分或分選。由于采用風(fēng)選原理，可快速將符合成品的重鈣粉吹選出，完全避免過粉磨現(xiàn)象，大大提高了產(chǎn)量和生產(chǎn)效率；同時由于采用了先進(jìn)的脈沖除塵器，系統(tǒng)達(dá)到國家環(huán)保要求。

該類裝備適用于碳酸鈣、氧化鈣(生石灰)、石灰石、方解石、大理石等碳酸鈣類礦石以及各種非金屬礦；可滿足不同行業(yè)要求，有多種方案可選，可加工80～200目、200～400目、400～800目、800～1500目、1500～3000目重鈣產(chǎn)品。

3 重鈣制備工藝及設(shè)備選型

3.1 生產(chǎn)80～400目重鈣制備技術(shù)及工藝

(1)歐版磨機(jī)。

歐版磨機(jī)系統(tǒng)為閉路系統(tǒng)，是黎明重工自主開發(fā)的第四代磨機(jī)產(chǎn)品，是在國產(chǎn)雷蒙磨和擺式磨的基礎(chǔ)上，引進(jìn)歐洲最新設(shè)計(jì)理念及標(biāo)準(zhǔn)，潛心開發(fā)出的具有國際領(lǐng)先技術(shù)水平，擁有多項(xiàng)自主專利技術(shù)的最新粉磨設(shè)備(專利號：ZL 200920088889.8，ZL 2009 20092361.8，ZL 200920089947.9)。自投放市場以來，性能穩(wěn)定、技術(shù)先進(jìn)、客戶口碑好，通過科學(xué)技術(shù)成果鑒定。

歐版磨粉機(jī)作為一種高效節(jié)能裝備，其技術(shù)特點(diǎn)是單機(jī)生產(chǎn)能力大、易于規(guī)?；a(chǎn)、單位產(chǎn)品能耗低、易于維護(hù)等，一次成品細(xì)度d97=80～400目(200～38μm)，單機(jī)生產(chǎn)能力依機(jī)型不同在6～50t/h，其工藝流程見圖1。

圖1 歐版磨制備重鈣工藝流程

MTW系列歐版磨粉機(jī)為立式結(jié)構(gòu)，占地面積小，成套性強(qiáng)。主要由主機(jī)、風(fēng)機(jī)、選粉機(jī)、專用除塵器、旋風(fēng)集粉器、管道裝置及電機(jī)組成。配套輔助設(shè)備可選擇破碎機(jī)、提升機(jī)、給料機(jī)等，見圖2。

圖2 歐版磨機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)

(2)立式磨系統(tǒng)。

黎明重工立式磨系統(tǒng)為開路系統(tǒng)，是結(jié)合德國萊歇、非凡等公司的技術(shù)優(yōu)勢，結(jié)合中國的工況條件而開發(fā)設(shè)計(jì)的一款大型化、工業(yè)化制粉設(shè)備，尤其適用于規(guī)?；奶妓徕}粉碎加工，其自動化程度高、生產(chǎn)成本低、效率高，一次成品細(xì)度d97=200～38μm，單機(jī)生產(chǎn)能力依機(jī)型不同在20～100t/h，其工藝流程見圖3。

圖3 LM立式磨制備重鈣工藝流程

立式磨是利用磨輥與磨盤的相對運(yùn)動對物料進(jìn)行料床粉碎，輥壓增加，物料細(xì)度變小；磨細(xì)的物料靠氣流將其帶起，由其上面的分離器(分級機(jī))在磨內(nèi)分級，粗粉落入磨盤重新被粉碎；合格細(xì)粉由風(fēng)送出磨至袋收塵器收集。

立式磨主要由傳動裝置、磨輥與磨盤、分級裝置、加壓和潤滑裝置、機(jī)殼與機(jī)座等部分組成，見圖4。分級裝置由傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子、導(dǎo)向葉片、粗粉錐斗、出風(fēng)口組成，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵性部件，有動態(tài)、動靜態(tài)組合多種結(jié)構(gòu)型式。

圖4 LM立式磨主機(jī)結(jié)構(gòu)

3.2 生產(chǎn)400～1500目重鈣生產(chǎn)技術(shù)及工藝

生產(chǎn)該細(xì)度范圍的重鈣主要選用超細(xì)立磨，LUM系列超細(xì)立式磨是黎明重工結(jié)合多年的各種磨機(jī)研發(fā)制造經(jīng)驗(yàn),以LM系列立式磨為基礎(chǔ)，借鑒德國超細(xì)立磨的相關(guān)技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)的先進(jìn)粉磨設(shè)備，是一種一次完成超細(xì)粉磨、分級、輸送于一體的超細(xì)制粉行業(yè)專業(yè)設(shè)備，其工藝參數(shù)、機(jī)械性能及成品質(zhì)量等技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。該機(jī)可直接粉磨生產(chǎn)650目的重鈣，通過增加二次分級裝置，可生產(chǎn)1500目的超細(xì)重鈣。該機(jī)主要應(yīng)用于超細(xì)碳酸鈣的粉碎加工，一次成品細(xì)度d97=400～1500目(8～38μm)，單機(jī)生產(chǎn)能力依機(jī)型不同在8～18t/h，其工藝流程見圖5。

LUM系列超細(xì)立式磨可廣泛應(yīng)用于方解石、大理石、石灰石、重鈣、滑石、重晶石、白云石等礦物的大規(guī)模超細(xì)粉磨加工。

圖5 LUM超細(xì)立式磨制備重鈣工藝流程

LUM超細(xì)立式磨整套系統(tǒng)包含：給料裝置、磨機(jī)主機(jī)、脈沖收塵器、風(fēng)機(jī)、消音器、管道裝置、控制系統(tǒng)等。其中超細(xì)立磨主機(jī)主要由選粉機(jī)、磨輥裝置、磨盤裝置、加壓裝置、減速機(jī)、電動機(jī)、殼體、稀油潤滑站、液壓站等部分組成，見圖6。

圖6 LUM超細(xì)立式磨主機(jī)結(jié)構(gòu)

3.3 生產(chǎn)400～3000目重鈣制備技術(shù)及工藝

該細(xì)度范圍內(nèi)的重鈣粉加工可選擇黎明重工超細(xì)中速環(huán)輥磨，HGM系列環(huán)輥微粉磨是黎明重工根據(jù)近30年的磨機(jī)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，吸取國內(nèi)外磨機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過多次充分考察、研究、試驗(yàn)開發(fā)出的一種專用于生產(chǎn)超細(xì)粉及微粉的設(shè)備。該機(jī)主要應(yīng)用于超細(xì)碳酸鈣的粉碎加工，一次成品細(xì)度d97=400～3000目(5～38μm)，單機(jī)生產(chǎn)能力依機(jī)型不同在0.5～10t/h，其工藝流程見圖7。

該機(jī)具有輥壓、研磨、沖擊等綜合機(jī)械粉碎性能，特別適用于方解石、石灰石、大理石、重鈣、滑石、重晶石等礦物超微粉碎，是理想的礦物深加工設(shè)備。

HGM環(huán)輥微粉磨主要包括：主機(jī)、選粉機(jī)、擴(kuò)散式旋風(fēng)集粉器、脈沖除塵器、高壓風(fēng)機(jī)、消聲器等。根據(jù)工藝要求可選配破碎機(jī)、提升機(jī)、儲料倉、給料裝置等輔助配套設(shè)備，見圖8。

圖7 HGM環(huán)輥微粉磨制備重鈣工藝流程

圖8 HGM環(huán)輥微粉磨主機(jī)結(jié)構(gòu)

4 結(jié)語

歐版磨機(jī)、超細(xì)立式磨等設(shè)備作為高效節(jié)能、規(guī)?；勰ピO(shè)備，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于碳酸鈣等白色非礦工業(yè)的生產(chǎn)加工，越來越多的規(guī)?；剽}等非礦企業(yè)也都傾向于采用歐版磨等先進(jìn)裝備技術(shù)來生產(chǎn)重鈣、方解石、石灰石、滑石、石膏等白色非礦產(chǎn)品，以期實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模化、提升市場競爭力。

建議投資者在選擇重鈣加工設(shè)備及工藝時，一定要結(jié)合本地原料性質(zhì)、市場行情、產(chǎn)品的定位、裝備廠家的實(shí)力及設(shè)備先進(jìn)性等綜合因素全面慎重考慮。同時建議輕鈣企業(yè)根據(jù)情況也可適當(dāng)增加重鈣項(xiàng)目，相比較而言投資少、見效快一些，也能豐富產(chǎn)品線，提高競爭力。