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0、前言
    超細重質碳酸鈣是以天然方解石、大理石或白堊為原料，經機械設備粉磨和分級后達到一定細度的產品。目前，國內2500目以下的產品以干法生產為主，2500目-6500目以濕法生產為主；2000年，國際上已出現了干法生產2500目-6500目的重鈣粉的先進分級機設備，我國在2003年已有引進。
    目前，我國的重鈣干法加工設備種類繁多，如：雷蒙磨、沖擊式粉碎機、干式攪拌磨、氣流磨、立式輥輪磨、振動磨和球磨機等等，它們與分級機配合，組成超細加工系統，即可實現超細重鈣微粉的生產。綜觀各種加工工藝及設備，一般都可以達到較好的超細效果。但是采用哪種生產工藝和設備更加科學合理呢？
    這就要求我們以一定的原則和依據，科學客觀地評價目前國內外正在使用的各種工藝和設備。我們認為評價的原則和依據就是市場對重鈣的要求和企業效益最大化。
    重鈣的生產和應用，其市場特點比較明顯：目前我國重鈣市場上，主流需求的是600—2500的重鈣產品；重鈣產品的附加值偏低（與滑石、重晶石、高蛉土等相比），生產規模化是影響效益主要因素之一。要滿足市場要求及企業效益這二個條件，我們認為，選擇重鈣加工工藝和設備，原則土要達到：技術成熟、設備運行可靠：噸產品投資少、投資相同時產量越大越好。
1、重鈣千法工藝與設備介紹
    以生產1250目重鈣為例，我們分別從給料粒度、最佳生產細度范圍、粉碎機理、1250目噸產品電耗、1250目噸產品單機生產規模等方面，對不同干法工藝進行比較，結果如表l所示：
    1)雷蒙磨工藝
    雷蒙磨的應用最為廣泛。其粉磨機理屬于碾壓粉碎，生產400目以下的產品，無論在投資還是能耗方面．雷蒙磨都有絕對優勢。但是產品中微粉量相對較少，遠遠低于其它設備所產產品的微粉含量。
對雷蒙磨自身進行改造，或外加超細分級系統，也可以生產600—1250目的微細產品。但是，因為微粉含量低，面臨生產能力小，電耗高等問題，而這些問題又是由設備本身性能決定的，難以得到根本解決。所以，用雷蒙磨工藝生產600目以上超紉重鈣粉，是不經濟的。
    2)振動磨工藝
    振動磨的粉磨機理屬于沖擊與研磨。其工作特點：①振動磨的研磨效率高、研磨時間長、出磨細粉含量較高，更適合研磨生產1250目以上的超微細產品；②振動磨適用于硬質物料（莫氏硬度大于5）的粉碎，用于方解石類礦物（莫氏硬度小于3.5）的粉碎，其粉碎能力不能得以充分發揮；③振動磨的長徑比較大，研磨低硬度的方解石，將導致過研磨現象嚴重，使系統能耗顯著增加；④振動磨生產過程中運行噪音大；⑤對物料的濕度輕敏感；⑥振動磨的單機生產能力不大。綜上所述，我們認為，振動磨用于重鈣生產不是很好的選擇。
    3)沖擊磨
    沖擊磨的工作原理是，利用錘頭的高速旋轉，打擊方解石物料，產生細粉。因為主要是沖擊粉碎，所以在單位時間內產生的緬粉很少。從目前的使用情況看，沖擊磨生產方解石粉，能耗較高、設備磨損大、單機生產能力較小。
    4)干式攪拌磨工藝
    干式攪拌磨也稱為攪拌式球磨機，其研磨效率較高，與分級機配套使用，所生產的產品粒度一般都較細，比較適合進行1250耳以上的超細重鈣的生產；其主要缺點是單機生產能力較小。
    5)立式輥輪磨機工藝    ，
    立式輥輪磨機（簡稱立式磨）也屬于碾壓粉碎，這也說明它在單位時間內產生的細粉量也偏少。但是，由于立式磨的磨輥的施壓是采用液壓方式進行，磨輥對物料的碾壓壓力非常大，所以其粉碎效率要好于雷蒙磨。一般以生產1000目以下的產品為主。后來對立式磨又進行了改進，可直接生產1250目以下的微粉。利用600目一1250目產品，另配超細分級機進行二次分級，也可以生產1250目以上的產品。
    用立式磨生產重鈣的工藝在日本和臺灣省用得較多，目前在大陸的臺商也基本采用這個工藝來生產重鈣產品，除此以外的國家和地區使用較少。
    6)球磨機分級機工藝
    球磨機又稱回轉式球磨機，其粉碎原理是，物料與研磨介質一起．在球磨機的回轉過程中相互沖擊和研磨，從而產生細粉，其細粉含量低于干式攪拌磨和振動磨，但高于其它的粉碎設備。在經過磨內改造后，其研磨能力和出磨細粉含量得到大大改善，就成為高細球磨機。其細粉含量接近振動磨，而過研磨現象又大大低于振動磨。
    高細球磨機配分級機工藝是當今世界先進粉體技術公司強力推薦、歐美著名粉體公司普遍采納的工藝方案。廣泛應用于方解石、重晶石、滑石及高嶺土等非礦產品的加工。以生產重鈣微粉為例，可以生產600—6000目之間的任一品種，特別適宜于800~2500目之間的產品，單機生產規模可以從l萬噸／年到10萬噸／年。這一生產工藝全符合生產重鈣類低附加值的產品，要求投資少、技術成熟、工藝設備簡單、能耗低而產量則越大越好
的原則。該方案的優越性，已經得到實踐證明。
2、重鈣千法加工思路分析
2.1重鈣企業面臨的難題
    通過上述比較可見，雷蒙磨等設備都是目前重鈣企業常用的設備，但是大多設備都難以實現重鈣類超細微粉的規模化生產，企業效益不明顯，這也恰恰是重鈣生產企業發展與競爭難題集中之所在。那么，針對目前如此眾多的重鈣生產技術和設備，企業如何選擇一條適合自己發展的路子呢？
    其實，無論是新建的重鈣企業還是老企業，提高經濟效益的可行途徑非常簡單，即通過采用新的生產工藝和設備，生產附加值較高的超微細品種，實現企業的技術利潤；另外就是通過有效擴大生產規模、降低生產成本來追求企業的規模效益。
2.2加工工藝路線如何確定
實踐證明，適合600目以上超細重鈣產品干法生產的工藝主要有二種，即高細球磨機配超細分級機和立式磨配超細分級機。以生產重鈣為例，對兩種工藝系統進行比較，如表2所示。、由表2可見．=者各有優缺點：但是目前還是使用球磨機的比較多為什么？在此，我們就立式磨的加工再次深A討論一個問題，即二次分級下的粉體（下品）質量（細度）是否穩定？
    我們知道，在立式磨生產重鈣的過程中，出立式磨的產品細度一般在1000目以下，如果想生產1250目以上的產品，就必須用立式磨出來的粉進行二次分級，分級出的細粉為l250目以上產品，分級下的粉體稱為下品，請看下面的試例，同樣用立式磨出品的800目糟進行二次分級二
    從上面的圖可以分析看出，分級母料都是立式磨出品的800目粉，因超細產品不同，導致下品1和下品2的粒度分布肯定不一樣，這樣下品的質量就很難界定。
    根據我們近年來的實踐，縱觀國內技術及制造行業對球磨機和立式磨的了解，我們認為高細球磨機配超細分級機的工藝路線更符合我國國情，所以我們確定高細球磨機配超細分級機的工藝路線為重鈣加工的首選路線。下面的內容將主要就球磨機的加工路線進行深入介紹。
3、球磨機工藝要點
    高細球磨機配超細分級機生產超細重鈣的工藝，其工藝流程看似比較簡單。但是，該工藝有其特殊性，即產品的細度波動要求較高(≤±1.0u)，對能耗要求控制，所以，球磨機與分級機的設備配套問題很關鍵。
    對于一條大型的重鈣生產線來講，大型球磨機的制造和使用技術比較成熟，在對球磨機進行高細研磨改造后，球磨機系統可能只需要一套即可滿足研磨的需要。但是，因為受到諸多條件的限制，國產的分級機不可能做得很大（與ALPINE公司的ATP630/4相比），所以可能要使用2套甚至多套分級機系統并聯或串聯使用（歐洲目前在產大型重鈣企業都是數臺分級機并串連使用），這樣L來，就涉及到整個生產系統的協調及工藝一體化問題，所以，大型生產線的設備配置，并非諸多設備的機械疊加和并串連那么簡單。
    下面以球磨機配分級機年產5萬噸1250目重鈣微粉生產線為例作簡單說明，該生產線的工藝流程如圖3所示：
    ～般工藝步驟可以歸納為：
    原料準備：方解石經過選礦、水沖洗除去雜質，晾曬干送人堆棚。
    原料的破碎：分一段或兩段破碎，大塊石料先送人顎式破碎機進行粗破，再送人高細錘式破碎機細碎，細石料由斗式提升機送人原料儲庫待用。
  原料的研磨與分級：這是一個閉路粉磨分級系統。來自原料庫的細石料，由喂科機定量喂入高細球磨機進行粉磨，出磨粉料經穩流喂料機送入超細分級機，產品細度可以在600~2500目之間調節。細產品直接進入高濃度高壓脈沖袋式收塵器一次性收集；粗粉經鎖風下料器出分級機，由粗粉螺旋輸送機送回球磨機頭部，與原料混合，再人球磨機粉磨。至此，完成一次生產循環。
4、球磨機工藝的設備選型與改進
4.1重鈣生產技術與設備選型常見的陷井和誤區
    1)陷井1：過分漂亮的技術指標（細度、產量和能耗）
    目前的重鈣技術市場廠商眾多，各有看家本領，技術指標家家不同，爭相領先，令人嘆服。對投資者而言，宛如霧里看花，難以了解真相。
  2)陷井2：粒度檢測
    衡量一臺粒度分析儀是否準確，最關鍵的一條標準就是其重現性要好。客觀地講，國產的各種粒度分析儀都是比較過關的，完全能滿足粒度質量檢測要求。但是，也正是粒度分析儀，最容易做手腳。這也就是有些設備提供商，敢提供一些高的離普的技術指標的關鍵所在。下面對各種激光粒度分析儀測試同一個1250目重鈣樣品的結果進行說明：
    由表3可見，同一個1250目或800目標準粉，在不同的激光粒度分析儀上進行檢測，其結果差別很大。根據國產分析儀1，2和3的檢測結果理解，真正的1250目粉成了1800目左右的粉體，而真正的800目粉就堂而皇之的成了1250目粉。如果投資商不明就里，就很容易上當受騙了。
    3)生產線裝機功率的誤區
    生產線的裝機功率與電耗關系密切，但是并非裝機功率大，電耗就高，裝機功率低，電耗就低。比如采用變頻控制的電動機的電耗就與電動機的額定功率無多大關系。    ．
    在重鈣設備方面，裝機功率的問題比較突出，同樣的一套生產線，設備商的裝機功率可能要丁差40%，甚至更多，讓人迷惑。
    所以，借此機會，指出裝機功率的誤區，即高的裝機功率在重鈣的生產中是必要的，但是，其功耗指數平均僅為0.5 -0.6。
    4)國內外技術指標對比舉例，見表4。
4.2球磨機的選型
作為一種粉磨設備，已有1100多年的使用歷史。目前．我國∮5m以下的球磨機制造技術已達到國際先進水平。但是，在重鈣的超細加工中的應用，國外已有50年歷史，但是在國內，很多人仍然不能接受或懷疑，認為：
    1)球磨機“傻大笨粗”，產生的-lOum微粉量可能不多，不太適宜生產方解石超細微粉；
    2)粉磨中鐵污染會比較大，這將導致產品的白度降低。
    實際上，球磨機的上述問題早在多年前已經得到全衙解決。合肥水泥設計研究院粉體工程公司，一直致力于球磨機粉磨技術的發展，并取得了高細球磨機技術的國家發明專利，該專利在水泥、冶金、非金屬礦、化工等行業已得到廣泛地應用。特點是成倍強化研磨效果，大大提高了出料的細粉率（幅度達到50%以上）；再就是合肥水泥設計研究院專門針對方解石類白色礦物的研磨，而研發的高耐磨合金材料的問世，使得球磨機襯板和研磨介質的磨損性能得到巨大改善（生產1250目產品，研磨介質的鐵磨耗不超過20—25g/t產品，襯板的鐵磨耗不超過4~6g／t產品，合計磨耗小于30克產品，相當于1噸1250目產品中的鐵含量增加了0.003%．即萬分之三，比方解石本身的天然含鐵量還低10倍。
    球磨機的選擇與改進的要點有：
    ·改剛玉或鵝卵石介質為鋼介質，改花崗巖襯板為耐磨合金材料
    ·磨內結構改造，稱為高細球磨機
    ．調整研磨級配和物料流速等
    選擇合適的球磨機并進行改造，可以使球磨機的研磨效率提高30—50%，比如，用∮1.83球磨機配分級機生產1250目重鈣，采用高細磨技術前，產量為1.5t/h，改造后產量為2.Ot/h，增產33%，顯然能耗也相應大大降低。
4.3分級機的選型
    過去，我國已研制并成功使用了多種渦輪式超細分級機，但是規格都偏小（1250目產量小于1.5噸／小時）。國外的分級機規格大(1250目產量可大于6.0噸／小時)，但是設備價格太高，會給企業帶來較大的投資風險和經濟負擔。解決這一矛盾的關鍵就在于，可以結合工藝設計，采用2臺或數臺國產分級機并聯或串聯來實現生產線的大規模化。當然，國產的分級機也要向大型化發展，多臺分級機的串并聯也會增加生產線的復雜性。
    作為重鈣超細微粉產品生產的關鍵設備，在重鈣生產過程中，其性能的高低，決定著生產線的產品質量和產量。．目前，國外分級機分為2種流派，即單葉輪派和多葉輪派，以下對其進行粗略比較：有鑒于國內超細分級機規格小、國外大型分級機設備的價格高等原因，臺肥水泥研究設計院1997年赴德國考察學習，在引進技術的基礎上，集國外數學粉體技術公司所長，經過攻關研究，實現了渦流分級機的國產大型化。具體做法是：
   對于600目-1500目重鈣粉的生產，開發使用直立安裝的單葉輪分級機，主要以獲得高產量為目的。
   對于1250目-2500目的重鈣粉的生產，研制水平安裝的多葉輪分級機，主要以獲得適中產量的超細產品為目的。
    對于2500目—6500目的重鈣粉的生產，研制水平安裝的單葉輪分級機，主要以獲得產量較小，但檔次很高的亞微米超微細產品為目的。
經實踐應用證明，我們的ACS系列直立型單葉輪分級機和ADW系列水平型多葉輪分級機，運行穩定，所得產品質量達到國際先進水平，實現了超車分級機的國產夫型化和多樣化。
4.4收塵系統的選擇與改進
    收塵器性能的好壞，一方面會影響分級效率及產品的粒度分布；一方面決定了設備流程的復雜程度；另外還將因設備阻力的大小，而影響系統操作的穩定性。
    老式收塵系統和新式收塵系統的確定如圖4、圖5所示。我們建議采用高濃度高壓脈沖收塵器，取消旋風收集器，一步收集。這可以使得設備流程簡單，系統阻力小，更重要的是，使產品的粒度分布確定一致，質量均一。
4.5主風機的選擇誤區分析
    目前，在重鈣生產線的主風機選擇中，可能存在一侖誤區：為降低系統的裝機容量．或為了降低電耗，而選用功率較小的主風機，一廂情愿地以為，如此以來，就可以達到節能降耗的目的。實際上，風機的耗能主要與實際的操作風量和操作風壓關系密切。在風機的選型中，高風壓是系統穩定操作的一大保證，也即是產品質量穩定的保證；而風量可以通過風量調節閥，控制在合適的操作數值。那么，主風機的耗能是確定的，而不是簡單地按照產品標牌上的功率來計算耗能的。
5、重鈣生產設備和技術的新發展
    目前，重鈣加工技術面臨的問題和發展主要集中在以下幾個方面：
    1)超細重鈣的大規模化生產，要求研磨設備和分級設備進一步大型化；
    2)生產系統的智能化，同時精細分級設備運行要求提高穩定性，以穩定產品質量；
    3)重鈣產品純度的不斷提高，要求超細粉碎和精細分級設備的磨耗顯著降低；
    4)2um以下的超細重鈣微粉需求量迅速增大，研究大型亞微米級的分級機是目前的主要任務。
    臺肥水泥研究設計院已經成功研制了高細球磨機和國產大型化超細分級機系列設備，并且將球磨機配分級機系統應用于重鈣生產中，實現了重鈣生產規模化。2003年，已經獲得科技部的100萬研究資金的資助，進行亞微米級超細分級機的研制。目前，樣機加工正在進行。
6、結束語
    1)球磨機配合分級機的重鈣生產路線是一條符合我國國情的新路線；
    2)球磨機和大型分級機的使用，使重鈣的單機大規模生產成為可能。實踐證明，國產大型化渦流超細分級機完全可以替代同類進口設備，這將大幅度降低投資成本和維修費用；
    3)多臺大型分級機的聯合使用，是產品同時多樣化的有效方法；
    4)超細粉收塵器的選擇至關重要，由于粉細、臺塵濃度高，若收塵效率不理想，不但增加生產能耗，而且污染了環境，更重要的是．影響分級系統的穩定工作及使用壽命；
5)正確認識我國重鈣行業與國際重鈣行業的差距，積極改善我國重鈣行業的現狀；
   6)以市場需求為導向，走設備改進、技術創新之路，同時規范重鈣行業管理走集團化發展模式，提高我國重鈣產品在國際市場中的競爭力。