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GJM- 90型超细硅酸锆湿法粉碎生产线及工艺特点
发布时间：2013-04-13 08:47 来源：未知
超细硅酸锆是陶瓷釉料的乳浊剂，目前国内大多采用搅拌磨湿法超细粉碎工艺生产。由于原料锆英砂硬度大、密度高，用机械粉碎的方法生产超细高纯的产品，对设备的设计及工艺的选择要求较高。长沙矿山研究院设计研制的GJM- 90型超细硅酸锆湿法粉碎生产线（以下称GJM生产线）针对超细硅酸锆的产品特点，对主体设备进行了创新设计，并选择配置了经济实用的生产工艺，为生产高质量的超细硅酸锆产品提供了保证。
1、生产流程
将60～80目的锆英砂与水按一定比例加入搅拌磨，分布在搅拌轴不同层面上的搅拌棒带动磨介以一定转速在搅拌磨桶内作圆周运动，锆英砂与磨介发生碰撞、剪切及研磨而被破碎。料浆在循环泵的作用下不断流经冷却系统降温并返回搅拌桶再次粉碎，达到规定细度后排入沉降池。料浆经过约10--15 d的自然沉降、排出部分清水后装入托盘。装有料浆的托盘由轨车送入干燥窑。在窑中燃油燃烧机产生的高温烟气与托盘接触传热，料浆受热后水份蒸发。干燥至规定要求的块状硅酸锆进入二次粉碎系统被粉碎细化，并在风机作用下进入旋风分离器分离收集。含尘空气经布袋除尘器除尘排放。产品称重计量后按要求进行灌袋包装。
2、主要设备
2.1 高能搅拌磨
搅拌球磨机对硅酸锆产品质量的优劣起决定性作用。对GJM生产线采用的高能搅拌磨在搅拌器结构、搅拌热的移出以及筛板结构等方面进行了创新设计。
(1)搅拌器结构。根据搅拌磨的粉碎原理，搅拌轴附近为低能区，搅拌器圆周处粉碎作用力最大。在一定条件下，增大搅拌器的线速度可增加磨介对物料的剪切冲击力。国内同类设备其搅拌器的直径一般为磨桶直径的2/3，相邻两根搅拌臂呈十字交叉形式。根据试验效果，设计高能搅拌磨的搅拌器直径为磨桶直径的6／7。同时将相邻两搅拌臂设计为偏移同一角度的交叉形式。生产使用证实，这种结构具有较好的超细粉碎效果。
(2)传动装置。一般用减速机联轴器与搅拌器直联的方法。高能搅拌磨采用了减速机输出轴通过联轴器连接倒置式中间轴承座，再用联轴器将其输出轴与搅拌器连接的结构形式。这种设计保证了设备长时间连续运转，而且维护简便。
(3)搅拌热的移出。搅拌磨磨桶内搅拌棒、磨介及物料之间由于碰撞冲击、剪切研磨会产生大量的热，致使料浆温度升高。部分搅拌棒套及磨桶内衬采用聚胺脂橡胶，其许用温度在80℃以下，这些耐磨件长时间处于过热的环境，会很快老化，缩短使用寿命，因此，摩擦热的移出是一个不可忽视的问题。为降低料浆温度，通常采用简单的搅拌桶夹套式水冷却装置，但冷却效果不好，料浆的运行温度仍可能处于60℃以上，对磨机的长期运行不利。高能搅拌磨采用桶外螺旋管式冷却器，料浆流出磨桶后泵入螺旋管式冷却器进行强制水冷。螺旋管式冷却器冷却面积大、冷却效果好，料浆通过后可得到有效的降温，即使在炎热的夏天，料浆温度也稳定在55℃度以下，为磨机的长时间运行提供了保证。
(4)筛板。筛板处于磨筒底部，是料浆与磨介分离后的出口通道。筛板长期受运动的磨介重压及摩擦，极易磨损或堵塞。目前筛板大多采用不锈钢或工程塑料。不锈钢有刚度，但不耐磨，磨损后的铁质会污染料浆。工程塑料韧性好，但受热后易变形，造成磨介嵌入或溢出筛板孔，恶化操作状态。高能搅拌磨采用不锈钢和聚胺脂橡胶的结合体作筛板，这种筛板有足够的刚度支承磨介，且耐磨性也很好。
2.2 料浆干燥设备
根据工艺，GJM生产线配置一种高效能的间歇式燃油干燥窑。一般以煤、油为燃料的干燥设备都以二次热风作为干燥介质，以防烟气对物料产生污染。但存在的问题是热损失大，干燥效率低。间歇式燃油干燥窑采用性能优良的进口燃油燃烧机，该种燃烧机燃烧完全，产生的一次高温热风可作为干燥介质直接干燥料浆，干燥效率高。
干燥窑设计了烟气循环可调装置。调节循环风量就是调节干燥介质的进口温度，这样就能满足各干燥阶段干燥介质的流量和温度需要。在恒速干燥阶段，调小的热风再循环量，加大含湿空气的排出，即减少了干燥介质的含湿量，增大了传热推动力。在降速干燥阶段，物料的含水量降至临界含水量后，调大的热风再循环量，减少排出量，提高烟气进口温度，使窑内温度升高，加快了物料内部水份的迁移和气化速度。另外，对窑体、窑门及管道等都采用了较好的保温措施，以减少不必要的热损失。
2.3二次粉碎设备
二次粉碎机用于打碎干燥后的块状物料，其要求是粉碎效率高，处理量大，产品中不含有粒状物。针对硅酸锆干块状物料松散易粉碎的特点，GJM生产线配置了二次粉碎机，达到了较好的粉碎效果。
块状物料进入料斗先经棒式粉碎器粗粉碎后落入螺旋输送器，螺旋输送器的下部是叶片式粉碎器。粗物料通过高速旋转的甩料盘甩出并经高速叶片击打而完全粉碎。粉状物料在粉碎机底部与空气混合并在风机的作用下送至旋风分离器。产品自旋风分离器底部排出，余气经风机送至布袋除尘器除尘。
横向布置的低速棒式粉碎器对物料进行预粉碎，垂直方向的甩料盘及高速叶片又对物料进行再次粉碎。经过由粗至细不同方式的3次击打粉碎，达到结块物料完全粉碎的效果。风机的部分进风从料斗口内引入，由于料斗口形状与托盘一致，当托盘向料斗倾倒物料时覆盖了料斗口，风机又向料斗吸气，所以设备运行时没有粉尘溢出。
3、工艺特点
3.1 不同直径磨介组合分段磨
在采用氧化锆磨介超细粉碎硅酸锆的工艺中，由于氧化锆磨介价格较高，磨介的磨损费用占生产成本的比例高。如果产品达到规定细度的粉碎时间短，磨介的磨损量也就相对少，所发生的生产成本也相应较低。通过试验，证实较大的磨介在粉碎前期能较快地将粗物料磨细，而较小的磨介在粉碎效率较低的粉碎后期有助于物料的进一步细化。
湿法搅拌磨一般的生产工艺是用同一磨介在同一磨桶内一次性地将原料粉碎到规定细度。GJM生产线采用不同大小磨介组合的分段磨方法，即采用不同大小的磨介在几个磨桶内由大至小分段将原料磨细。生产实践证明，这种方法有效地缩短了产品达到规定细度的粉碎时间。
生产线使用球状氧化锆磨介。用大、中、小3种直径的磨介组成3段磨超细粉碎工艺。3种磨介分别装入3个搅拌磨桶内，原料按磨介大小分别在3个磨桶内各磨一定时间。测试证实，在相同粒度效果的情况下，采用分段磨工艺比单台搅拌磨的普通工艺每粉碎300 kg原料约能减少th的粉碎时间。
3.2 料浆自然沉降预脱水
目前较为普遍的料浆脱水干燥工艺是采用压滤机压滤预脱水，形成滤饼后再进行干燥及二次粉碎。GJM生产线采用沉降池预脱水、加热干燥及二次粉碎的工艺。由于硅酸锆比重较大，其料浆的自然沉降速度较快。试验证实，从搅拌磨中排出的料浆含水率约35%，在沉降池经过10 d左右的沉降，可以排出10%以上的清水。经沉降预脱水后的料浆含水率约为20%。搅拌磨作业过程中，料浆是间歇性排出的，料浆在储备停留过程中会发生沉降，因此，采用沉降池与湿法搅拌磨匹配进行料浆的预脱水是合理的。只要场地许可，设置沉降池，可以达到料浆预脱水的效果。而在压滤脱水工艺中，为防止料浆沉降，需在储浆灌内设置搅拌器，不停搅拌以保证料浆的泵送。较之压滤脱水，沉降预脱水的总生产运行成本显然要少。且自然沉降的料浆干燥后的结块比压滤机滤饼要松散得多，因此也易于二次粉碎。
三门峡富通新能源销售球磨机、雷蒙磨粉机、回转窑等机械设备。
4、生产效果
生产实践证明，GJM- 90生产线具有工艺设计合理、设备性能优良、产品质量稳定以及生产运行成本低等特点。该生产线生产的超细硅酸锆的中位粒径为0.5～0. 75um（光透沉降法测量），达到了国内高档陶瓷产品釉料乳浊剂的品级要求。
