方解石（大理石、白垩）、白云石、高岭土、重晶石和叶蜡石等非金属矿，莫氏硬度都在4以下，属中低硬度非金属矿。目前，以重钙为代表的这类白色非金属矿微粉和超细微粉产品，应用范围极为广泛，涉及到造纸、建材、冶金、化工、轻工、机械等诸多工业部门。这些部门对非金属矿产品的细度，大多要求在400～2500目，而市场主流需求的则是800～1500目。但是，因为这类非金属矿超细深加工产品的附加值增值率，与其它微粉（氧化铝、氧化锆）相比并不太高。针对以上非金属矿的特点及市场需求，对其进行超细深加工的加工工艺及设备，原则上要求：技术成熟、工艺设备简单可靠、投资少、产品能耗低，而产量则越大越好。
以上产品需采用干法加工，是毫无疑问的。目前，我国的粉磨设备种类繁多，如：雷蒙磨、冲击式粉碎机、干式超细搅拌磨、气流磨、立式辊磨、振动磨和高细球磨机等，它们与超细分级机配合，组成超细加工系统，即可实现超细微粉的生产。但是采用哪种生产工艺流程更加科学合理，则需进行仔细的研究。
统观各种加工工艺设备，一般都可达到非常好的超细效果。但是在进行重钙类超细微粉的大规模生产时，球磨机配大型分级机则表现出了更多优点。目前在全世界，这是最受西方技术先进国家（如德国）推荐和常见的生产工艺。这一生产工艺完全满足了生产重钙这类附加值不太高的产品，所要求的技术成熟、工艺设备简单可靠、投资少、能耗低而产量则越大越好的原则。
1项目单位情况
安徽青阳县硫铁矿，拥有品质一流、可采储量在3700万t以上的方解石矿山一座。近年来，一直是在开采原矿出售并用雷蒙磨生产400目以下的粉，获益很低。为了达到综合利用、合理开发的目的，经对国内外市场的调查论证，决定按“总体规划、一步设计、分步实施、滚动发展”的原则，组建一家股份制公司——磊鑫碳酸钙粉业有限公司。在硫铁矿下属的原硫酸厂的厂址上，采用球磨机加大型涡流超细分级机的生产工艺，建设一条年产1万t800～2500目的重钙超细微粉生产线，并预留二、三期生产线位置，5年内发展到年产10万t超细重钙微粉的规模。
2生产线工艺及设备
2.1 工艺流程设计 该生产线，主机是01.5×5.7m高细球磨机和国产化的大型ADW6303涡流超细分级机，年产1万t800~2500目重钙超细微粉。现以1250目为例，说明生产过程（图1）。
2.2工艺流程说明
2.2.1 原料：从矿山来的方解石．经选矿除去明显杂质。必要时，再用高压水冲洗除去泥土灰尘等，再晾晒干送入堆棚。
2.2.2粗破：原矿在此分二段破碎，大块石料送入颚式破碎机粗破，再由皮带输送机送入高细锤式破碎机细碎，细石料由斗式提升机送入原料储库待用。
2.2.3球磨及分级：这是闭路粉磨系统。来自原料库的细石料，由变频调速喂料机定量喂入高细球磨机粉磨，出磨粉料经稳流喂料机气力送入ADW6303涡流超细分级机，产品细度800~2500目可调。细产品直接进高浓度脉冲收尘器一次性收集，成品经锁风下料器出料，直至安装在其下部的普通成品库存储；粗粉经锁风下料器出分级机，由粗粉回料螺旋输送机送回磨头，与原料混合，再入球磨机粉磨。
出收尘器的微粉，也可接螺旋输送机，送入高速混合机，与改性剂在一定温度下高速混合，进行表面改性处理。改性产品直接出料，至安装在下部的冷却机，冷却后包装。
2.2.4包装：采用人工或机械包装方式。分25kg装和50kg装二种规格。
2.2.5收尘及其它：破碎及输送设备引起的粉尘，通过小型脉冲收尘器收集；球磨机通风引起的粉尘，通过专用脉冲收尘器收集；改性设备、包装及出料引起的粉尘，也设小型脉冲收尘器收集。全厂冷却水，采用循环用水制，由清水泵和高位水池供水。
2.3 主要生产设备选型
2.3.1球磨机：球磨机已有一百多年的历史。在我国，这是一种使用非常普遍的粉磨设备，且Ø4m以下的球磨机制造技术，已达到世界先进水平。
但球磨机在白色非金属矿超细粉磨中应用，过去仍存在许多疑虑，一般人都直观怀疑：球磨机产生的微粉量少，仅适合中等细度或粗产品的粉磨；粉磨中铁污染大，将导致产品白度降低。
实际上，球磨机的粉磨技术一直在发展，我院的发明专利——高细球磨机技术，已在水泥、冶金、非金属矿、化工等行业得到了广泛的应用；再就是高耐磨材料的问世，使球磨机的上述疑难可全得到解决。本次选用的是普通结构的01.5×5.7m球磨机，但是其内部已进行了较大的改造，以满足超细研磨和极低铁混入的要求。
2.3.2大型多转子涡流贫级机：任何一条干法超细加工生产线，都离不开超细分级机这一关键设备。该设备性能的高低，决定着生产线的产品质量（细度及切割顶点）和产量。
我国已研制并成功使用了多种超细分级机，但规格都较小，难以满足工业规模生产的需求。1250目产量在lt/h以上的分级机仍需进口，设备价格很高，给建设单位带来较大的投资负担和风险。有鉴于此，合肥水泥研究设计院在引进技术的基础上，经过攻关，实现了涡流超细分级机的国产大型化。
2.3.3高浓度高压脉冲袋式收尘器：收尘器性能的好坏，一方面会极大地影响分级效率的高低及产品的粒度分布；另一方面决定设备流程的复杂程度。本生产线采用了我院从美国富乐公司引进的高浓度高压脉冲袋式收尘器，使从分级机出来的超细产品能直接进入收尘器收集下来，避免了采用普通收尘器时，中间要加一台旋风收集器进行产品预收集的环节，使设备流程变得非常简单。更重要的是，使产品的粒度分布确定一致，质量均一。
以上的主机选型方案，在青阳县磊鑫碳酸钙粉业有限公司的1万t/a生产线上，经8个多月的生产运行，证明选型合理，设备能力匹配，系统运行稳定可靠，产品的质量波动小（图2）。例如：1250目(D97= 10μm)产品的波动范围，小于±1μm，达到了国际著名碳酸钙跨国公司的质量指标要求。
3产品指标
3.1 产品规模 本生产线以生产1250目(D97=10μm)重钙产品为主，台时产量0.9~1.2t。据客户需求，也生产800～2500目各档次的产品。
3.2粒度分布超细产品的细度衡量指标，至少有二个参数，即通过率为97%时的粒径和最大粒径。本生产线生产的1250目和2200目二种产品的粒度分布情况，见表1。
4生产线主要技术经济指标
本生产线经8个多月的生产运行，工厂各项经济指标均已稳定（表2）。
5生产线运行影响因素分析
在生产线运行中发现，影响设备运行和产、质量的因素有：原料的硬度、含水率、入磨细度、研磨介质的级配、助磨剂的品种及用量、粉体出磨细度、分级机的性能等。下面就主要影响因素进行分析。
1．原料的含水率：当原料的含水率大于2%时，生产线的运行将受到很大影响，破碎时，糊破碎机蓖缝，物料溜槽粘粉；球磨机糊磨，粉磨效率明显下降，出磨细度变粗；粉料团聚，分级效率下降。所以，一般控制原料水份在1%以下。
2．助磨剂：加助磨剂可明显改善球磨机的粉磨状况，不糊磨，料流顺畅；出磨物料分散性也得以改善，提高分级效率。常用助磨剂为多元醇或胺氮化合物。用量一般每t产品300～1000g。针对产品用途不同，助磨剂的品种和用量也应作相应改变。
3．分级机的性能：粉体在分级机内的浓度有一最佳值，约在300～500g/m
3。浓度太高，分级效率将下降；浓度过低，虽然分级效率较高，但单位产量将下降，分级机的能力未得充分发挥。通过对喂料速度、风量及分级机转速的仔细调节，就可达到较高的分级效率。
6结论
1．在800～2500目方解石类非金属矿的大规模干法超细加工中，球磨机配大型涡流分级机的生产技术及装备，在国内外已有多年应用经验，投资又相对较小，且操作维护方便，适合我国国情。
2．重钙的大规模超细加工，分级机的大型化是关键。实践证明，1250目产量在1t/h以上的国产的大型涡流分级机完全可替代同类进口设备，这将大幅度降低工厂的投资及今后的操作维修费用。
3．除方解石（大理石、白垩）外，白云石、高岭土、重晶石、叶蜡石、滑石及硅灰石等非金属矿，都可采用球磨机配大型涡流分级机的生产技术及装备，进行干法超细加工。
