



膨潤土廣泛應用于冶金、化工、石油、農業等領域,膨潤土原礦開采后一般是不規則的土塊狀,且含有25%~28%左右的水分,先經過堆場的晾曬去除部分表水,再經破碎機破碎到粒度3~5cm(依據工藝不同有所差異),然后通過攪拌機、鈉化機進行加水鈉化(活化)處理,經擠壓成型后送入回轉烘干機進行烘干,出料粒度2~3cm,水分12%~18%,之后喂入磨機粉磨制粉。
目前,膨潤土的傳統磨粉設備大多采用5R或4R雷蒙磨,因膨潤土入料水分較高、細度要求高(200目95%以上通過率,甚至更細),雷蒙磨的產量低、磨損大、粉塵外溢、自動化程度低、適應性差等問題極大地限制了企業的規模集約化發展。本文分享立式磨粉磨膨潤土的工藝及生產中遇到的問題和解決辦法。
采用料床粉磨,研磨壓力可調,選粉效率高、細度調節范圍廣、產品調節方便;單機產量高、損耗(電耗和磨耗)低、噪音低、負壓揚塵少,全線PLC控制,自動化程度較高。該工藝特別適合現代工業企業對節能環保的要求,利于提升企業形象。
1.物料水分
膨潤土因其特殊性,需要一定的水分才能發揮應用活性。入磨物料含水量的不同會影響立磨的運行穩定性。膨潤土的入磨水分通常在10%~18%(經過烘干后的水分),甚至更高,在粉磨過程中通入熱風可有效解決粉磨效率問題,否則物料在磨盤上易因磨輥的高壓作用而產生料餅,使得料層不斷變厚,導致研磨效率降低、磨機振動大、吐渣嚴重,最終造成磨機產量低。
為此,根據磨內實際情況,在物料進入磨輥碾壓區的前端安裝一種特制的磨盤刮料裝置,設計圖和實際圖分別如圖2和圖3所示,該裝置安裝在磨機殼體內壁上。
圖2中,1為筋板,用于加強固定;2為支撐槽鋼,焊接在磨機內壁上;3~7為耐磨刮料條,均采用高強螺栓固定在支撐槽鋼上,刮料條與磨盤襯板的間隙約為2~3cm,根據運行情況靈活調整。
圖3 刮料裝置
通過調整刮料條高度,保持刮料條與磨盤襯板的間隙2~2.5cm,磨盤料層結餅問題就可以得到有效控制,料層維持在2~3cm合理范圍內利于磨機發揮高效研磨,保證了磨機的穩定運行和產量穩定。
2.磨機入磨溫度
立式磨在負壓下操作,其物料輸送、烘干、分級均需大量的風,磨機運行時合適的入磨風溫會直接影響最終產品的產量和質量
膨潤土的入磨水分一般較高,若成品水分沒有特別要求,可不通熱風進行粉磨;若成品有嚴格的水分要求(通常8%~12%),需通入一定的熱風,熱風由沸騰爐或燃氣爐提供(具體根據燃料種類而定)。
膨潤土因其層狀結構特性,若生產中失去過多水分,達到8%以下,就會減活或失活。所以,通入磨機的熱風溫度需控制在合理范圍內。磨機生產調試參數見表1。
根據調試,入磨風溫控制在140~160℃(入磨風溫過低,磨機烘干能力不足導致研磨效率低,磨盤料層變厚,造成磨機電流大;風溫過高,則導致出磨水分低,嚴重降低產品性能),出磨風溫可以控制在50~60℃(出磨風溫太低,水分無法被烘干,出磨水分大也會導致布袋收塵阻力大,最終導致產量低),產品的水分基本上在8%~12%,這不會影響粉體的內在活性。若入磨風溫超過300℃,膨潤土開始失去結晶水,微觀結構發生變化,影響活性甚至失活。
3.磨盤擋料環高度
擋料環的高度直接影響磨內料層的厚度及粉磨效率。擋料環的高度過高,不利于磨床上的物料離心外溢,使得一部分合格成品在磨盤上停留時間過長,造成過粉磨增加能耗,同時也會導致料床增厚,削弱粉磨效率;擋料環的高度過低,則粉料外溢流速加快,一部分物料未得到研磨即被甩出磨盤之外,增加磨機排渣量,可能造成循環提升機堵塞,同時導致料床過薄,使得磨輥無法高壓操作,磨機易產生振動。通過調整擋料環高度,磨機的參數變化見表2所示。
磨機出廠時自帶擋料圈高度為5cm,初始帶料生產中發現磨機電機的電流高且波動大,產量低,磨機也有較大的振動,進一步增加研磨壓力也不能有效降低磨機負荷。
經過分析,磨盤最上面的膨潤土粉及細小顆粒具有很好的流動性,而下面的膨潤土未得到有效研磨,團聚粘結在磨盤上,為使研磨力穿透料床,降低擋料換高度至2cm,有利于表層粉體快速溢出磨盤被風帶走,降低料層厚度,磨機電流隨即降低且穩定下來,磨機產量明顯提升,振動也很輕微。
4.磨盤風環風速
磨盤風環間隙的大小,決定風環風速及攜料能力(圖4)。從磨機進風口進入的氣流會從風環處向上均勻噴出,越過擋料環外的物料中的大顆粒和雜質因自重大會落入下風環,在磨盤底部設計有刮料架,刮料架上固定有多塊刮板,大顆粒和雜質由刮板通過磨機排渣口排出磨外;小顆粒及細粉被氣流帶入磨機頂部的選粉機進行選粉。
圖4 風環間隙示意圖
風環處的截面風速由間隙面積和系統通風量決定。風速太小,帶料能力不足,會導致磨機排渣量大,產量低;風速太大,排渣量少,磨內循環量增大,也不利于成品的精細分選。正常情況下,為保證產量恒定,系統風量是一定的,能改變的就是風環間隙的面積。
通常,磨機出廠時風環間隙面積是固定的,風速范圍40~60m/s。在生產中,根據磨機回料量來推斷風環風速是否合理。若回渣量大,可適當縮小風環間隙(簡單的方法是在上風環外緣補焊圓鋼或扁鋼),提高風環處風速,增加帶料能力,從而達到提產減排效果;若回渣量小,表明磨內流場通暢,保持風環間隙不動,適當增加喂料量,只要磨機電流允許,增加磨輥壓力還可繼續提產。
該案例中立式磨粉磨膨潤土工藝流 暢、操作簡單、生產環保、適應性強,技術上切實可 行,單臺磨可以達到200目,95%通過 率,10~12t/h的產量,系統電耗28~34kWh/t(從 皮帶秤開始至成品收塵器出料口止),各方面性能均 優于傳統的雷蒙磨,為膨潤土行業規模化、集約化發展提供多一種選擇。