La situación actual y el desarrollo de la tecnología de trituración ultrafina y clasificación de partículas finas para minerales no metálicos en mi país.

(1. Universidad de Minería y Tecnología de China, Beijing 100083; Sinoma International Xianyang Instituto de Investigación y Diseño de Minerales No Metálicos, Xianyang, Shaanxi 712021)

Desde A principios del siglo XXI, debido al rápido crecimiento de la producción de productos en la fabricación de papel, plásticos, caucho, revestimientos, cerámica y otras industrias relacionadas y a la mejora de los requisitos de calidad de los productos, la producción de polvo ultrafino de minerales no metálicos de mi país ha crecido. a una tasa anual promedio de más del 10% En 2006, varios polvos ultrafinos La producción total superó las 500 × 104t. Impulsados ​​por la fuerte demanda del mercado, la tecnología y los equipos de procesamiento de polvos ultrafinos de minerales no metálicos también han logrado avances significativos. Este artículo revisa el estado de desarrollo y los últimos avances de la tecnología y los equipos de trituración ultrafina y clasificación de partículas finas para minerales no metálicos en mi país [1 ~ 13].

Minerales no metálicos; molienda ultrafina; clasificación fina.

Acerca del autor: Zheng Shuilin, hombre, nacido en 1956, es profesor y supervisor de doctorado en la Escuela de Química e Ingeniería Ambiental de la Universidad de Minería y Tecnología de China (Beijing). Ha trabajado durante mucho tiempo. en docencia e investigación en procesamiento de minerales y procesamiento profundo de minerales no metálicos. Correo electrónico: shuilinzh@yahoo.com.cn.

Li Guo, hombre, nacido en 1955, ingeniero senior. Actualmente, es el ingeniero jefe de Xi'an Engineering Company del Grupo Sinoma y el editor en jefe de la revista "China Gems and Jade". Desde 1982, se dedica a la investigación y el desarrollo de tecnología de procesamiento de minerales no metálicos y de procesamiento profundo ultrafino.

La fabricación de equipos industriales de procesamiento de polvo ultrafino, trituración ultrafina y clasificación fina de mi país comenzó a finales de los años 1970 y principios de los 1980. Hasta ahora, el desarrollo de la tecnología y los equipos de molienda ultrafina en mi país ha pasado aproximadamente por tres etapas. Desde principios de los años 1980 hasta mediados de los años 1980, se introdujeron principalmente tecnología y equipos extranjeros. Durante este período, la tecnología nacional de trituración ultrafina, la fabricación de equipos y los procesos apenas comenzaban, y muchos aspectos estaban básicamente en blanco. Desde mediados de los años 1980 hasta mediados de los años 1990, la introducción de tecnología y equipos extranjeros estuvo sincronizada con el desarrollo de imitaciones nacionales. En general, el sistema de equipos de molienda ultrafina y la tecnología de molienda ultrafina de mi país se formaron y desarrollaron durante este período, y los principales fabricantes de equipos de molienda ultrafina se establecieron básicamente durante este período. Después de mediados de la década de 1990, entró en la etapa de desarrollo y fabricación independientes, complementada con la introducción. La mayoría de las plantas de procesamiento de polvos ultrafinos establecidas durante este período adoptaron tecnología y equipos nacionales. Desde 1996 hasta el presente, el número de tecnologías y equipos de molienda ultrafina con derechos de propiedad intelectual independientes o patentes de invención ha aumentado significativamente en comparación con los 10 años anteriores. El rendimiento integral de la capacidad de procesamiento, el consumo de energía por unidad de producto y la resistencia al desgaste. La combinación de procesos, el control automático y otros equipos ha sido notable. Mejorar la brecha de rendimiento general con tecnología y equipos avanzados extranjeros y reducirla gradualmente.

En primer lugar, la molienda ultrafina

El método de molienda ultrafina que se utiliza actualmente en la industria es principalmente mecánico. Los principales tipos de equipos incluyen molino de flujo de aire, molino de impacto mecánico de alta velocidad, molino de bolas agitador, separador de molienda, molino de arena, molino de bolas vibratorio, molino de bolas de tambor, molino de bolas planetario, molino de torre, molino autógeno ciclónico, molino de rodillos de alta presión. molino de rodillos de alta presión, etc. Molino de chorro de agua, molino coloidal, etc. Entre ellos, los molinos de chorro, los molinos de impacto mecánico de alta velocidad, los molinos autógenos ciclónicos y los molinos de rodillos de alta presión son equipos de molienda ultrafina en seco, los molinos de arena, los molinos de chorro de agua a alta presión y los molinos coloidales son molinos húmedos; Los molinos de bolas agitadores, los molinos de bolas vibratorios, los molinos de bolas de tambor, los molinos de bolas planetarios y los molinos de torre se pueden utilizar para la molienda ultrafina en seco y en húmedo. La Tabla 1 proporciona el principio de trituración, el tamaño de las partículas de alimentación, la finura del producto y el rango de aplicación del equipo de trituración ultrafino mencionado anteriormente.

Hay varios tipos de molinos de chorro, incluido el tipo de placa plana (disco), el tipo de tubo circulante, el tipo de contrachorro de lecho fluidizado, el tipo de chorro giratorio o el tipo ciclón, y docenas de especificaciones (Figura 1). Estos molinos de chorro se utilizan principalmente para la trituración ultrafina de minerales no metálicos como talco, grafito y wollastonita.

La trituradora ultrafina de impacto mecánico o de impacto rotativo es un tipo de equipo de trituración ultrafino ampliamente utilizado en la industria nacional de minerales no metálicos. Se utiliza ampliamente en caolín, calcita, mármol, tiza, talco a base de carbón. y pirofilita. Trituración ultrafina de minerales no metálicos de dureza media. La Figura 2 muestra una trituradora de impacto mecánica para la molienda ultrafina de pigmentos y cargas minerales no metálicos.

Tabla 1 Tipos y aplicaciones de equipos de molienda ultrafina

Figura 1 Molinillo de flujo de aire

(a) Molinillo de flujo de aire de disco horizontal (b) Chorro de tubería de circulación; pulverizador (c) Estructura del pulverizador de chorro inverso de lecho fluidizado; pulverizador de chorro ciclónico LHY; pulverizador de chorro JFC

Los molinos medianos y ultrafinos incluyen molinos de bolas agitadores, molinos de bolas vibratorios, molinos de bolas cilíndricos giratorios y planetarios. Molino de bolas y separador de molienda, molino de torre, molino de arena, etc. Según los diferentes mecanismos de mezclado, existen varios tipos de molinos de bolas mezcladores, como el tipo de eje, el de disco, el de espiral y el de tipo compuesto de varilla y disco (Figura 3). Este tipo de molino de bolas con agitación se ha utilizado para la molienda ultrafina de caolín, carbonato de calcio pesado, mica y talco. Los molinos de bolas vibratorios ultrafinos están disponibles en modelos de un solo cilindro y de doble cilindro (Figura 4) y se han utilizado para la molienda fina y ultrafina de minerales no metálicos como grafito, calcita y calcita. La característica estructural del molino de bolas de tambor utilizado para la molienda ultrafina es que el diámetro del molino es relativamente grande (Figura 5) y en la producción se utilizan bolas o segmentos de acero como medios de molienda, que a menudo forman un circuito cerrado. operación de molienda con el separador de polvo. Este molino-clasificador de bolas de funcionamiento en circuito cerrado seco se utiliza ampliamente en la producción de carbonato de calcio pesado ultrafino. Hay principalmente máquinas de dermoabrasión de 20 L, 80 L, 300 L y 500 L (Figura 6), que adoptan una configuración en serie de múltiples etapas para el pulido húmedo continuo.

Desde 1994, se han utilizado en líneas de producción de trituración ultrafina húmeda para caolín que contiene carbón y carbonato de calcio pesado. Existen principalmente dos tipos de molinos de arena, horizontales y verticales (Figura 7), que se utilizan principalmente para la trituración y dispersión ultrafina de pigmentos, carbonato de calcio pesado y caolín.

Figura 2 Pulverizador ultrafino de impacto mecánico (rotación)

Pulverizador mecánico LHJ; (b) pulverizador ultrafino CM51A; (c) pulverizador de impacto JCF1000.

Figura 3 Molino agitador de bolas

(a) Molino de agitación continua CYM (b) Mezclador ultrafino LXJM (c) Molino agitador de espiral vertical (molino de torre)

Figura 4 Molino de bolas de vibración ultrafina

(a) Molino de vibración de tambor único MZD (b) Molino de vibración ultrafina de doble cilindro MZ

Figura 5 molino de bolas

Figura 6 Máquina de microdermoabrasión BP (300 L, 500 L)

Figura 7 trituradora

(a) Molino de arena horizontal SEM (b; ) Molinillo de agujas de varilla horizontal FSW-40

Los molinos de rodillos y molinos de rodillos son equipos que utilizan molienda (extrusión) y fricción para triturar materiales y luego configuran equipos de clasificación fina para producir pigmentos y cargas ultrafinos. En la actualidad, los modelos principales incluyen el molino de rodillos VRM, el molino de rodillos y el molino de rodillos de anillos (Figura 8).

Figura 8 Laminadora y molino de rodillos

Molino de rodillos VRM; (b) molino de rodillos (c) molino de rodillos centrífugo de clasificación interna HLM

Alta- El pulverizador de chorro a presión o el homogeneizador de pelado ultrafino es un equipo de trituración húmeda que utiliza el fuerte impacto de chorros de alta presión (20 ~ 60 MPa) y el efecto de cavitación de la descompresión repentina para triturar materiales debido al impacto y la explosión (Figura 9). Este equipo se ha aplicado a la trituración fina y ultrafina de mica y caolín, así como a la dispersión y despolimerización de pigmentos de dióxido de titanio.

Figura 9 Homogeneizador de alta presión CYB

(a) Diagrama de apariencia (2) Principio de funcionamiento

Figura 10 Molino coloidal serie JM

El molino coloidal utiliza el movimiento relativo de un par de cuerpos de molienda fijos (estatores) y un cuerpo de molienda giratorio de alta velocidad (rotor) para generar fuertes fuerzas de corte, fricción, impacto y otras fuerzas, de modo que el material a procesar pase entre Los dos cuerpos de molienda. El espacio se aplasta y dispersa efectivamente bajo la acción de la fuerza antes mencionada y la vibración de alta frecuencia. Hay tres tipos principales de molinos coloidales domésticos: JTM, JM y DJM, verticales, verticales y horizontales (Figura 10). Actualmente se utiliza principalmente para procesar grafito coloidal y pigmentos de pintura dispersos.

2. Equipo de clasificación fina

En el proceso de trituración ultrafina de minerales no metálicos, además de las operaciones de trituración ultrafina, también se deben configurar operaciones de clasificación de subdivisión.

Según los diferentes medios de clasificación, los clasificadores de partículas finas se pueden dividir en dos categorías: uno es un clasificador seco que utiliza aire como medio, principalmente un clasificador de aire de rotor (turbina), el otro es un clasificador seco; que utiliza aire como medio, los clasificadores húmedos con agua como medio incluyen principalmente hidrociclones ultrafinos, centrífugas de espiral horizontal, centrífugas decantadoras, etc. La Tabla 2 enumera el rendimiento y las aplicaciones de los principales clasificadores de partículas finas domésticos.

Tabla 2 Rendimiento y aplicación de los principales clasificadores de partículas finas

La Figura 11 muestra los principales clasificadores de partículas finas secas en la industria nacional actual. Estos clasificadores de partículas finas secas se combinan básicamente con los correspondientes trituradores ultrafinos de impacto mecánico o trituradores de flujo de aire, y su tamaño de partícula de clasificación se puede ajustar en el rango de d973~20μm. Dependiendo de las especificaciones o tamaños del clasificador, la producción La capacidad de una sola máquina oscila entre decenas de kilogramos por hora y unos 7.000 kilogramos por hora.

Figura 11 Separador principal de polvo fino

Micro clasificador QF 5A; (b) clasificador ultrafino FQZ; (c) clasificador fino ATP de una sola rueda; clasificador de ruedas (f) dispositivo de clasificación fina de turbina LHB; clasificador ultrafino FJW500×6

Hay dos tipos principales de clasificadores húmedos: uno es un clasificador hidráulico basado en el principio de sedimentación por gravedad; un clasificador ciclónico basado en el principio de sedimentación centrífuga, que incluye centrífugas de sedimentación, como el separador centrífugo en espiral horizontal (etapa), el hidrociclón de diámetro pequeño, el ciclón LS, el hidrociclón ultrafino GSDF y otros modelos (Figura 12), el tamaño de partícula de clasificación puede alcanzar 1 ~ 5 micrones.

Figura 12 Máquina principal de clasificación húmeda

(a) Centrífuga de sedimentación con descarga en espiral LW (WL); centrífuga de sedimentación con descarga en espiral tipo D; (c) centrífuga de sedimentación; clasificador; clasificador centrífugo de disco; máquina giratoria hidráulica ultrafina; (f) dispositivo ciclónico

Tres. Progreso tecnológico

(1) Tecnología de procesamiento en seco de polvo ultrafino de minerales no metálicos.

1. Tecnología de clasificación fina

La tecnología de clasificación en seco ha logrado avances significativos desde 1985. La finura del producto d97 del clasificador de partículas finas más avanzado en 1985 fue inferior a 10 μm; 1992 d97 ≤ 6 μm; 2000 d97 ≤ 3,5 μm; 2002 d97 ≤ 2,5 μm m; /h; 1990 1000 kg/h; 1995 2000 kg/h; 2000 4000 kg/h;

2. Pulverizador de impacto mecánico ultrafino

El pulverizador de impacto mecánico de alta velocidad es el principal equipo de pulverización ultrafina en seco. A menudo funciona en un circuito cerrado con el clasificador de partículas finas y tiene un triturador. relación de Tiene las características de gran tamaño y artesanía simple. Sin embargo, la capacidad de producción de las primeras trituradoras ultrafinas de impacto mecánico de alta velocidad era pequeña. Las trituradoras ultrafinas de impacto mecánico desarrolladas en los últimos años han logrado grandes avances en la mejora de sus capacidades de producción. Por ejemplo, la trituradora mecánica ultrafina LHJ-260 [Figura 2-(a)], cuando el tamaño de las partículas de alimentación es ≤30 mm y la finura del producto d97 = 10 μm, puede moler ultrafinamente caolinita dura y la capacidad instalada es de 195 kW, la la producción es de 850 ~ 1400 kg/h de talco, la capacidad instalada es de 195 kW, la producción es de 1200 kg/h de barita, la capacidad instalada es de 202 kW, la producción es de 2000 kg/h, la capacidad instalada es de 195 kW; la producción es de 1300 kg/h; la capacidad instalada es de 202 kW, la producción es de 3000 kg/h;

3. Molino de rodillos de anillos y molino de rodillos

El molino de rodillos de anillos [Figura 8 (b) y Figura 8 (c)] es la última tecnología en el campo de la trituración ultrafina de calcita en Los últimos dos años. Equipos de trituración ultrafinos pequeños y medianos ampliamente utilizados. Se caracteriza por un proceso simple, una gran proporción de trituración y un bajo consumo de energía por unidad de producto. El tamaño de las partículas de alimentación es de 20 mm y se instala un dispositivo de clasificación en el interior. La finura del producto se puede ajustar entre D978 micrones; la producción de una sola máquina es de 600 ~ 1800 t/h y el consumo de energía (d97 = 10 μm) es de 100 kw. ·h/t

El molino de rodillos [Figura 8 (a)] es también uno de los principales avances en la tecnología de molienda ultrafina en seco en los últimos años. Este tipo de equipo de molienda se caracteriza por una gran capacidad de producción con una sola máquina, y la producción pesada de calcio de la producción de calcita puede alcanzar 5 ~ 10 t/h. También tiene un clasificador incorporado y la finura del producto se puede ajustar entre d976; ~20μm m..

(2) Tecnología de producción de lodos de carbonato de calcio ultrafino

Con el rápido desarrollo de la industria papelera nacional y la aplicación de la tecnología moderna de fabricación de papel, la demanda de calcio ultrafino La lechada de carbonato está creciendo a más de dos dígitos cada año. El rápido crecimiento ha promovido el rápido progreso de la tecnología de producción de lechada de carbonato de calcio ultrafino. Especificaciones del molino agitador: 1995 molino agitador de 300 L; molino agitador de 500 L alrededor de 2000; molino agitador vertical de 3000 L; Capacidad de producción de una sola máquina (d90≤2μm de peso seco): 65438+300 kg/h en 2000, 500 kg/h en 2000, 1000 kg/h en 2003, 2000 kg/h en 2005. Consumo de energía: 65438+250 kw·h; en 0995 /t, ​​180 kw·h/t en 2000, 120 kw·h/t en 2003 y 90 kw·h/t en 2005.

El importante progreso en la tecnología de procesamiento de lodos de carbonato de calcio ultrafino también se refleja en la finura y viscosidad del producto: la producción de recubrimiento de superficie especial de alta calidad GCC: contenido de sólidos de lodo 75% ~ 78%; < < 350 MPa·s;; tamaño máximo de partícula 3 ~ 5 micras, contenido de -2 μm ≥ 97%, contenido de 1 μm ≥ 75%; tamaño promedio de partícula 0,3 ~ 0,5 μm

(3) Ultra -calcinación fina Tecnología de trituración ultrafina de materias primas de caolín

La trituración ultrafina es una de las tecnologías clave para producir caolín calcinado ultrafino. El equipo de trituración ultrafina de caolinita dura de mi país se ha desarrollado desde la máquina trituradora y peladora BP80 en 1995 hasta la máquina trituradora y peladora BP300 en 1999, y luego a la máquina trituradora y peladora BP500 en 2000. En 2001 y 2005, se lanzaron uno tras otro los grandes molinos mezcladores CYM3000 y CYM5000. El progreso de la tecnología de trituración ultrafina para una línea de producción con una producción anual de 10.000 toneladas se muestra en la Tabla 3.

Tabla 3 Progreso de la tecnología de molienda ultrafina en líneas de producción de 10.000 toneladas

(4) Tecnología de procesamiento de polvo de wollastonita en forma de aguja con alta relación de aspecto

Gao Chang El procesamiento de polvo de wollastonita acicular con relación de diámetro es una de las tecnologías importantes para el procesamiento profundo de minerales de wollastonita. En los últimos años, el sistema de pulverización de fibra mineral TH1200 desarrollado por Shanxi Taihua Company y el molino de impacto ACM-700E de Southern Wollastonite Mining Company pueden procesar polvo de wollastonita ultrafino con una alta relación de aspecto de más de 12. La capacidad de trituración de estos dos tipos de equipos es relativamente grande y el consumo de energía por unidad de producto es bajo.

Cuatro. Conclusión

Desde principios del siglo XXI, con el rápido crecimiento de la producción de productos y la mejora de los requisitos de calidad de los productos en la fabricación de papel, plásticos, caucho, revestimientos, cerámica y otros sectores industriales relacionados, los sectores no industriales de mi país. La producción de polvo ultrafino de minerales metálicos ha aumentado a Con una tasa de crecimiento anual promedio de más del 10%, la producción total de varios polvos ultrafinos en 2006 superó las 500×104t. Impulsados ​​por la fuerte demanda del mercado, la tecnología de procesamiento y los equipos para polvos ultrafinos de minerales no metálicos también han logrado avances significativos. La tendencia de desarrollo futuro es mejorar la finura del producto (límite de trituración más bajo), aumentar la producción de una sola máquina (equipos grandes), reducir el consumo de energía y el desgaste (producto unitario) y estabilizar la calidad del producto al mismo tiempo, desarrollar eficiencia y bajo consumo; y tecnología y equipos de clasificación de gran rendimiento basados ​​en equipos y tecnologías existentes, desarrollar tecnología de inteligencia artificial para optimizar automáticamente la configuración del proceso de producción y los parámetros operativos de acuerdo con las características de las materias primas y los requisitos de finura del producto para lograr los objetivos de alta eficiencia y baja eficiencia. Consumo y calidad estable del producto.

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La situación actual y el desarrollo de la tecnología de trituración ultrafina y clasificación de partículas finas de minerales no metálicos en mi país

Zheng Shuilin 1 Guo Li 2

(1 Química y Medio Ambiente, Facultad de Ingeniería de la Universidad de Minería y Tecnología de China, Beijing 100083; 2 Instituto de Investigación y Diseño de Minerales No Metálicos de Xiangyang, Xiangyang, Shanxi 712021

Resumen: esta revisión resume el estado actual y los últimos avances de tecnología y equipos de trituración ultrafina y microclasificación de minerales no metálicos en mi país.

Palabras clave: minerales no metálicos, trituración ultrafina, clasificación fina.