濕法球磨工藝的優(yōu)化

濕法球磨工藝的優(yōu)化

1濕法球磨工藝的提出濕式研磨是中國大多數(shù)陶瓷廠采用的原料加工技術(shù)。該工藝的主要設(shè)備是球磨機(jī)。球磨機(jī)的運轉(zhuǎn)需要消耗大量的電能,是陶瓷廠能耗大戶之一。因此,如何降低球磨機(jī)的能耗一直是陶瓷工業(yè)節(jié)能工作的重點。林州興盛陶瓷有限公司的主要產(chǎn)品是瓷質(zhì)地板磚,原料破粹的主要設(shè)備也是球磨機(jī)。長期以來,我公司球磨機(jī)的能耗居高不下,為了解決這個問題,我們在所用原料和球磨介質(zhì)不變的基礎(chǔ)上,通過對坯體配方、料球水比例、球磨介質(zhì)級配、磨機(jī)轉(zhuǎn)速以及投料方式的綜合研究,提出了一種優(yōu)化濕法球磨的工藝。生產(chǎn)實踐證明,此種優(yōu)化工藝不但提高了球磨效率,而且對濕法球磨工藝的節(jié)能降耗也有顯著的效果。2實驗2.1磨耗的測定本實驗天然球磨介質(zhì)采用蘭州河卵石,其化學(xué)組成見表1,物理性能見表2。磨耗的測定分級進(jìn)行。實驗采用25l流質(zhì)摩擦傳動球磨罐,一次裝入15kg球石,10kg水,磨24h稱量各種球石損耗,磨耗情況見表3。2.2粒度及表面粗糙度實驗采用興盛公司現(xiàn)用原料,其化學(xué)組成如表4,原料粒度如表5。各種原材料對電解質(zhì)的適應(yīng)性,我們采取100g料,75ml水,0.4g腐植酸鈉,在1.5kg小球磨罐中磨20min來測試,其性能見表6。2.3球石密度的確定實驗時,我們用QM3000×5000球磨機(jī),一次投料15t。料配方如表7。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗,泥漿粘度在34′～35′時,泥漿在球磨晚期會使粗顆粒粘附球石上,達(dá)到要求后又能及時沖掉,這有利于提高球磨效率。另一方面,水分的減少能大大提高噴霧造粒效率和質(zhì)量,也有利于節(jié)省煤氣。我們確定水分為35～37%,在水分不變情況下,腐植酸鈉加入0.4%可以滿足泥漿粘度的要求。實驗時根據(jù)混和料密度,混和球石密度來確定料球比,具體方法為:先加入混和料(干料),要求球磨內(nèi)干凈,轉(zhuǎn)1min停機(jī)測料面高度h1(圖1),則球石高度為3000-h1。通過多次測試,我們?nèi)2=3000-h1在1300～1340mm之間。通過計算和試驗按大中小之比為1∶4∶5的球石填充,球石量為23t,料∶球=1∶1.55,取料∶球∶水=1∶1.55∶0.56,采用如此料球水比,磨16h,篩余(萬孔篩)為2.5,符合2.5～2.8要求。此時面高度為h0=350～400mm之間(圖2)。在實驗時,粘土類原料H1、H2入磨粒徑較大,是早期球磨的任務(wù),但中后期的研磨任務(wù)主要是石英、云母、長石等硬質(zhì)原料的粉碎,粉碎方式主要為撞擊。此時,小球石與中球石擁有較大的接觸面積和接觸機(jī)會,有利于小塊料的剝離和研磨?？紤]到中后期的球磨目的和球磨介質(zhì)的運動規(guī)律以及填充密度,取球石級配為大∶中∶小=1∶4∶5。磨機(jī)轉(zhuǎn)速考慮到總體顆粒比大生產(chǎn)降低,大生產(chǎn)4～12cm實驗4～10cm,且小顆粒較多,我們把轉(zhuǎn)速下調(diào)為12轉(zhuǎn)/min,而大生產(chǎn)為13.5轉(zhuǎn)/min。2.4球磨時間的影響1999年我們在原料車間3號磨機(jī)上開始進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)實驗。補(bǔ)加球石采用如下方法:每周三補(bǔ)充500kg中球石,每周一補(bǔ)充120kg大球石。3號磨機(jī)在球磨18h后分析的篩余情況,篩余在2.5～2.7之間。剛加入的新球石,由于表面較粗糙,接觸面積相對較小,但在研磨過程中,逐漸光滑,接觸面積相對增大,研磨效率也在提高,在加入補(bǔ)充球石后,當(dāng)天效率有所下降,后幾天基本持平,但終會較大幅度下降。圖3就說明了這種情況。經(jīng)過長達(dá)月余的實驗,在篩余維持在2.5～2.7的情況下,球磨時間可維持在14～16h之間。此外,電流強(qiáng)度也有變化,3號磨機(jī)起動電流140～150A,正常工作電流為110A,可見研磨效率提高很大。2.5b組材料細(xì)度為5.分磨投料方式與二次投料方式不同,該實驗將原料分為A組和B組。A組料主要為Q1、A1、A2、C1、T1入磨前這些料全部要過40目或20目篩,采取磨介粒徑為2～4cm、4～6cm、6～8cm,磨機(jī)轉(zhuǎn)速為11.5轉(zhuǎn)/min,顆粒級配大中小之比1∶3∶6;B組料主要為H1和H2,入磨前原料粒徑較大,其中50%在80mm～100mm之間,采取磨介粒徑為4～6cm、6～8cm、8～12cm,磨機(jī)轉(zhuǎn)速為13.5轉(zhuǎn)/min,顆粒級配大中小之比為3∶3∶4。通過實驗,A組10h細(xì)度達(dá)到要求,B組8h細(xì)度達(dá)到要求。通過實驗我們認(rèn)為,如果工廠采用高速攪拌機(jī),將上述兩種料在泥漿池里混合在一起成為生產(chǎn)泥漿,也具有一定的可行性。當(dāng)然,這還需要進(jìn)行大量的實驗工作。2.6球磨時間的確定實驗?zāi)C(jī)與大生產(chǎn)磨機(jī)相比,研磨效率明顯提高,節(jié)能效果明顯,可操作性強(qiáng)。在大生產(chǎn)磨機(jī)18～20h球磨時間上通過調(diào)整配方,合理確定料球水的比例、球石級配以及磨機(jī)轉(zhuǎn)速,球磨時間可以降至14～16h。若通過分磨投料方式更可以大幅度降低磨耗,具有很高的使用價值。3提供優(yōu)質(zhì)的原料,降低生產(chǎn)成本本實驗通過優(yōu)化濕法球磨工藝,使球磨時間和泥漿含水量有較大幅度的下降,不僅可以為生