Desarrollo y aplicación del molino agitador grande de alta resistencia y doble tanque GJ 5×2
(1. Instituto de Minería y Metalurgia de Beijing, Beijing 100044; 2. BASF Minerals (Shanxi) Co., Ltd., Shuozhou, Shanxi 036800)
GJ 5×2 doble grande El molino mezclador de alta intensidad de canal es el último equipo de trituración/pelado ultrafino en el procesamiento de materiales ultrafinos en mi país, y actualmente es uno de los equipos más grandes en este campo en China. El equipo adopta tecnologías innovadoras como mezclador de doble impulsor, tanque doble de sección transversal cuadrada y método de arranque por carga. El equipo tiene una gran capacidad de producción, alta eficiencia de trituración ultrafina, tamaño de partícula de producto fino y puede producirse de forma continua. El equipo tiene una estructura novedosa y es fácil de instalar, operar y mantener. Esta máquina se ha utilizado con éxito en la máquina peladora de caolín de una empresa de caolín. Con una capacidad de producción de 1,2 ~ 1,5 t/h, la finura de una sola máquina puede alcanzar -2 μm 85% ~ 90%, y la finura de dos máquinas en serie puede alcanzar -2 μm 94%.
Molino agitador grande de alta resistencia y doble tanque GJ 5×2; molienda ultrafina de caolín calcinado a base de carbón.
Acerca del autor: Wu Jianming (1951—), hombre, investigador del Instituto de Minería y Metalurgia de Beijing, dedicado a la investigación y el desarrollo de ingeniería de trituración. Dirección postal: No. 1 Wenxing Street, Xizhimenwai, Beijing 100044.
Cao Yongxin (1970-), hombre, ingeniero senior, director general de BASF Mineral Products (Shanxi) Co., Ltd., dirección postal: distrito de Pinglu, ciudad de Shuozhou, provincia de Shanxi, 036800.
1. Descripción general
En los últimos 30 años, la investigación y el desarrollo de equipos de procesamiento de materiales ultrafinos han seguido desarrollándose rápidamente [1 ~ 8]. Esto se debe a que: ① Muchos minerales y materiales industriales producen alta energía superficial, reacciones químicas rápidas, gran capacidad de adsorción, buenas propiedades de relleno y refuerzo, baja temperatura de sinterización, alta resistencia del cuerpo sinterizado y tienen propiedades de dispersión, reología y eléctricas únicas. y excelentes propiedades como magnetismo y óptica para cumplir con requisitos de aplicaciones especiales o producir productos de alto rendimiento y alto valor agregado. Por lo tanto, varios tipos de materiales ultrafinos se utilizan ampliamente en la industria moderna, la industria de alta tecnología y la industria de nuevos materiales y otros campos relacionados, como cerámica de alto rendimiento, microelectrónica y materiales de información, plásticos, caucho y rellenos compuestos, rellenos para la fabricación de papel. y recubrimientos, pigmentos y recubrimientos de alto rendimiento, materiales lubricantes de alto rendimiento, abrasivos finos, materiales refractarios avanzados, productos químicos finos, cosméticos de alta gama, auxiliares textiles, productos farmacéuticos y para el cuidado de la salud, etc. El rápido crecimiento de la demanda de materiales ultrafinos ha promovido la expansión continua de la escala de producción. (2) Con el desarrollo de la tecnología de procesamiento de minerales, especialmente el avance de los métodos de procesamiento de minerales en micropartículas, se ha logrado una separación efectiva de ≤10 μm. Esto ha llevado la recuperación de minerales útiles de grano fino y componentes útiles de relaves que eran difíciles de procesar en el pasado a la etapa de producción real y, debido al creciente agotamiento y escasez de recursos minerales, la profundidad y amplitud del reciclaje de minerales útiles. ha seguido aumentando. Estas nuevas aplicaciones o requisitos de procesamiento requieren el uso de molienda ultrafina, y los equipos de molienda ultrafina se han convertido en un equipo importante y necesario en este campo de procesamiento.
2. Estado actual de la investigación y el desarrollo de los molinos agitadores en el país y en el extranjero
(1) Situación en el extranjero
El molino agitado fue inventado por primera vez por Union Process Inc. 1928. El molino mezclador Attritor desarrollado en los años 80 sigue siendo un producto de renombre internacional. En 1939, la Oficina de Minas de EE. UU. diseñó y fabricó un dispositivo para limpiar superficies minerales antes de la flotación. A finales de la década de 1950 y principios de la de 1960, se mejoró hasta convertirse en un molino agitador vertical USBM, que se utilizaba para extraer caolín y mica y moler óxido de bismuto. ultrafinamente. De 1943 a 1948, DuPont desarrolló un molino mezclador de alta velocidad, un molino de arena, que se utilizaba principalmente para producir pigmentos en la industria de recubrimientos, lo que condujo a un gran desarrollo del molino mezclador. En la década de 1950, la Kopper Tower Mill Company de Japón desarrolló un nuevo tipo de molino agitador, el molino de torre, que se utilizó ampliamente en los campos de la molienda ultrafina y el procesamiento químico. En las décadas de 1960 y 1970, se mejoró el dispositivo de descarga de mineral del molino agitador y la velocidad del agitador siguió aumentando. De 1969 a 1972, la American Industrial Mineral Processing Equipment Company (IMPEX) inventó una tecnología patentada: el proceso de molino de bolas con agitación ultrafino de alta resistencia (filmación), y en consecuencia desarrolló el molino agitado de alta resistencia y doble tanque FMM. Este equipo adopta un tanque vertical con una sección transversal cuadrada, que tiene las ventajas de una velocidad de mezcla rápida, alta eficiencia de trituración ultrafina, gran capacidad de producción y producción continua. Muchas empresas de caolín en Georgia, EE. UU., han utilizado este equipo.
En los años 1970 y 1980 apareció en el extranjero un molino agitador con agitador de discos que se caracterizaba por una pequeña cavidad de molienda, un agitador compuesto por múltiples discos, una alta velocidad de rotación y una velocidad circunferencial de 8 a 10 metros/segundo. El medio llena entre el 60% y el 80% de la cámara de molienda. Debido al pequeño volumen de la cámara de molienda, la masa del medio también es pequeña. Por lo tanto, la batidora no sólo desempeña una función de agitación, sino también de trituración [1].
En la actualidad, existen tres molinos agitados avanzados representativos en el mundo: el molino Isa con agitador de disco, el molino VertiMill con agitador en espiral y el molino Detritor con agitador de varilla[2].
El molino Isa * * * desarrollado conjuntamente por la mina de plomo y zinc Mount Isa Mines de Australia y la empresa alemana Netzsch-Feinmahltechnik * * * es un molino agitador de alta densidad de energía que utiliza un mezclador de discos horizontal con un circunferencia del disco La velocidad es de 20~23 m/s y la potencia del motor es de 2,6~3 MW. Su modelo más grande es el M10000, con un volumen de 10 m3, que actualmente es el molino mezclador más grande del mundo. Actualmente, se han puesto en funcionamiento 25 laminadores Isa en Australia, Sudáfrica, Kirguistán y Estados Unidos. El molino Isa se utiliza principalmente para moler concentrados y puede lograr la automolienda cuando se utiliza mineral como medio. Por ejemplo, en la mina McArthur River, la máquina trituradora autógena de primera etapa descarga partículas de 0,8 ~ 1,8 mm de tamaño a través de la criba vibratoria como medio de molienda del molino Isa, y el concentrado grueso de flotación se muele de 45 μm 80% a 7 μm 80%. El molino Isa también puede reemplazar la molienda de circuito cerrado del molino de bolas o el molino de torre en la etapa de molienda fina. Por ejemplo, en la mina de oro Kumtor, el consumo de energía es menos de la mitad que el del molino de bolas de trituración y se omite el hidrociclón y su bomba de alimentación.
El molino vertical es un molino de torre inventado por la japonesa Kubota Tower Mill Company en 1950. En 1979, la empresa estadounidense MPSI compró la patente de un molino de torre japonés, llamado molino agitador vertical, que se utilizaba en minerales de plomo y zinc, minerales de oro y otros sectores industriales. Tras las fusiones entre empresas, los molinos verticales pasaron a ser propiedad del grupo sueco Svedala a principios de los años 1990 y del grupo finlandés Metso a finales de los años 1990. La velocidad periférica del borde exterior en espiral del molino es de aproximadamente 3 m/s, y el medio son bolas de acero de 12 a 30 mm. El tamaño de partícula de alimentación permitido es relativamente grueso y el tamaño de partícula del producto suele estar entre 10 y 20 micrones. Se utiliza principalmente para el procesamiento y trituración de minerales. La potencia máxima instalada de los equipos actualmente en uso es de 1100 kW.
El molino Detritor es también un molino mezclador vertical fabricado por Metso Group de Finlandia. La velocidad lineal del extremo de la varilla agitadora es de aproximadamente 11 m/s, y el medio es de aproximadamente 1 a 2 mm de perlas de cerámica o arena. El tamaño óptimo de las partículas de alimentación es de aproximadamente 50 μm, y el tamaño de las partículas del producto puede alcanzar menos de 10 μm. La potencia máxima instalada actual del equipo es de 355 kW. La mina de zinc Zinifex Century de Australia utiliza 21 unidades, de las cuales 6 se utilizan para trituración y molienda. 15 se utilizan para molienda ultrafina.
(2) Situación interna
Desde finales de la década de 1980, China ha comenzado a introducir y desarrollar varios molinos mezcladores y máquinas peladoras, entre los que se incluyen principalmente los siguientes.
1. Molino agitador intermitente
Mi país ha desarrollado el molino agitador SJ-90 y el molino agitador ZJM basados en el molino agitador 200-SL de United Technologies Corporation de los Estados Unidos. Las características principales del molino mezclador son: el tanque tiene forma cilíndrica vertical y está instalado de forma fija; el agitador adopta una paleta agitadora en forma de varilla redonda, la velocidad de agitación es baja y es un molino mezclador de baja resistencia; el agitador y otras piezas de desgaste están revestidas con poliuretano; use una bomba de circulación para hacer circular el material para garantizar una molienda uniforme; use una capa intermedia cilíndrica o un enfriador externo para enfriar el material; La eficiencia de molienda ultrafina de este tipo de molino mezclador es baja y las especificaciones son de tamaño pequeño y mediano. Es adecuado para la producción de lotes pequeños y no para la producción continua a gran escala. Es un equipo de trituración ultrafino ampliamente fabricado y utilizado en las primeras etapas de mi país.
2.Peladora serie BP(MB) y mezcladora GSDM-400.
Es un molino agitador de alta intensidad para el funcionamiento continuo húmedo vertical de mezcladores de discos. El cilindro de la máquina peladora serie BP (MB) está revestido con corindón o elastómero de poliuretano, y el mezclador está revestido con elastómero de poliuretano. La máquina peladora BP80, producto inicial, tiene una potencia instalada de 30 kW, un volumen de cilindro de 0,080 m3 y un peso total de 2,5 toneladas. Requiere de 8 a 10 unidades para trabajar continuamente en serie. Después de escalar al decapante MB300, el volumen del cilindro es de 0,3 m3, la potencia instalada es de 75 kW y el peso completo de la máquina es de 5 t. Cuando se utiliza para procesar arcilla de caolín a base de carbón, la producción de cuatro unidades en serie puede alcanzar. aproximadamente 1,5 t/h, y el tamaño de partícula del producto puede alcanzar -2 μm es aproximadamente el 90 %.
La especificación más grande actual es la BP 500, con un volumen de cilindro de 0,5 m3, una potencia instalada de 132 kW y una masa completa de la máquina de 12,5 t.
El principio estructural del molino mezclador GSDM-400 es similar al de la peladora serie BP (MB). El cilindro está revestido con caucho de aviación o corindón y el mezclador está revestido con caucho de aviación. Hay tres modos de trabajo: modo de circulación externa, modo de molienda continua de series múltiples y modo de molienda por lotes. El volumen del cilindro es de 0,408 m3 y la potencia instalada es de 30 ~ 45 kW. Cuando se utiliza caolín con carbón Shuozhou de malla -325 para pruebas de molienda ultrafina, se puede moler a -2 μm 90 % a la concentración óptima del 30 % y la capacidad de procesamiento es de aproximadamente 260 kg/h [4].
3. Molino agitador en espiral
Es un molino agitador con agitador en espiral, que tiene una altura y un diámetro de cilindro relativamente grandes y una velocidad de agitación baja. Es un molino agitador de baja intensidad, adecuado para molienda gruesa, trituración o molienda ultrafina, operación húmeda o seca.
4. Molino agitador a gran escala con gran relación de aspecto
El molino agitador ultrafino a gran escala LXJM-3600 adopta un agitador en forma de varilla, con un volumen de 3,6 m3, un La potencia instalada es de 250 kW y las dimensiones totales (largo x ancho x alto) son 2,2 mx 2,2 mx 8,5 m. El molino mezclador ultrafino grande CYM-5000 adopta un cilindro poligonal y un agitador de disco, con un volumen de 5 m3, un. La potencia instalada es de 315 kW y las dimensiones totales (largo x ancho x alto) son 2 m x 2 m x 11 m. Estos dos molinos se han puesto en marcha en los últimos años y tienen una alta resistencia al molino mezclador y capacidad de producción.
3. Desarrollo y aplicación del molino agitador de alta resistencia de doble tanque a gran escala GJ5×2
(1) Estructura básica del equipo
El desarrolló un molino agitador de alta resistencia y doble tanque a gran escala. El modelo del molino mezclador de fuerza es GJ5×2, que se compone principalmente de un tanque, motor, reductor, transmisión por correa, red de aislamiento, agitador, gabinete de control eléctrico, etc. El tanque consta de dos tanques cúbicos del mismo tamaño, conectados en el fondo, con un volumen de ***10 m3. Una de las dos ranuras se utiliza para la molienda previa y está equipada con un puerto de alimentación; la otra se utiliza para la molienda fina y está equipada con una red de aislamiento y un puerto de descarga. El tanque se llena con de 8 a 10 toneladas de medios de molienda con un tamaño de partícula inferior a 5 mm. El volumen de los medios y la suspensión representa aproximadamente el 60% del volumen de la cámara de molienda. En cada tanque está dispuesto un conjunto de agitadores y encima de cada tanque está dispuesto un conjunto de dispositivos impulsores. Los fondos de los dos tanques están equipados con puertos de descarga y entradas de aire comprimido respectivamente. Hay un tubo de escape en la parte superior del tanque. El aspecto del equipo después de su fabricación se muestra en la Figura 1.
Figura 1 El primer molino agitador de alta resistencia y doble tanque a gran escala GJ5×2 desarrollado por el Instituto de Investigación Minera y Metalúrgica de Beijing.
Cuando está en funcionamiento, el mezclador gira a alta velocidad, removiendo fuertemente el medio y la lechada, de modo que las partículas minerales quedan fuertemente trituradas. La lechada molida primero ingresa al tanque de premolienda desde el puerto de alimentación para la premolienda, luego ingresa al tanque de molienda fina desde la parte inferior para la molienda fina y finalmente se descarga desde el puerto de descarga a través de la pantalla de aislamiento.
(2) Principales indicadores de desempeño técnico (Tabla 1)
Tabla 1 Principales indicadores de desempeño técnico del molino agitador grande de alta resistencia y doble tanque GJ5×2
(III) Efecto de aplicación
El trabajo de investigación y diseño del molino agitador de alta resistencia y doble tanque a gran escala GJ5×2 comenzó en 1997. En julio de 1999, se lanzó el primer molino agitador de alta resistencia y doble tanque a gran escala GJ5×2. -Se instaló un molino agitador de alta resistencia con tanque en la mina de Beijing. Se completó la fabricación en la fábrica del Instituto de Investigación Metalúrgica de China, se llevaron a cabo pruebas de fábrica bajo carga y se lograron las propiedades mecánicas diseñadas. Desde junio de 5438 hasta octubre de 2000, el equipo se sometió a una prueba independiente de carga completa de 72 horas en la fábrica de caolín Pingshuo en la ciudad de Shuozhou, provincia de Shanxi, predecesora de BASF Mineral Products (Shanxi) Co., Ltd., y logró los indicadores de desempeño técnico esperados. Se lograron los resultados ideales. Desde mayo de 2002, este equipo se ha puesto en producción en BASF Mineral Products (Shanxi) Co., Ltd.
1 Flujo de proceso y materiales
La materia prima es a base de carbón. Caolinita dura, provienen de múltiples orígenes en producción a largo plazo y tienen diferentes propiedades. A menudo se mezclan ingredientes de diferentes orígenes. Las materias primas se trituran con una trituradora de mandíbulas, luego se muelen en seco con un molino Raymond a -45 μm y se mezclan con agua y dispersante de hexametafosfato de sodio en un tanque de mezcla de lechada para formar una lechada con una concentración de aproximadamente el 45%, que se suministra. el molinillo para revolver.
El primer molino agitador grande de alta resistencia y doble tanque GJ5×2 se utiliza para la molienda gruesa, y la peladora tipo MB(P) 80 se utiliza para la molienda fina. Después de eso, el número de molinos agitadores grandes de alta resistencia y doble tanque GJ5 × 2 aumentó gradualmente y finalmente aumentó a 6 unidades. En este momento, se utiliza no sólo como molinillo basto sino también como molinillo fino.
Adopta un método de conexión muy flexible y se pueden conectar múltiples peladoras MB(P)80 en serie con dos, tres o una.
2. Efecto de aplicación única
En mayo de 2002, se puso en uso y se estudió el primer molino mezclador de alta resistencia y doble tanque a gran escala GJ5×2. Durante la investigación, se midió y ajustó cada 30 minutos y se registró la velocidad de alimentación del molino agitador grande de alta resistencia y doble tanque GJ5×2. El tamaño de las partículas descargadas se toma una muestra cada 60 minutos y cuatro mediciones se consideran un lote. Los resultados de la encuesta muestran que el tamaño de partícula del producto del molino agitador grande de alta resistencia y doble tanque GJ5×2 alcanza -2μm 85% ~ 90%, y la capacidad de producción alcanza aproximadamente 65438±0,5t/h en el largo plazo. A plazo de producción, debido a las diferentes materias primas, las propiedades del material son diferentes y la capacidad de producción también cambia. Cuando es difícil moler materiales, la capacidad de producción se puede mantener en aproximadamente 1,2 t/h, alcanzando el objetivo de diseño.
3. Efecto de aplicación de dos juegos de conexión en serie
Debido a la aplicación exitosa del primer molino agitador grande de alta resistencia y doble tanque GJ5 × 2, BASF Mineral Products (Shanxi) ) Co., Ltd. ha ido añadiendo sucesivamente varios dispositivos más de este tipo, hasta llegar a seis. En este momento, se adopta un método de conexión muy flexible, que puede ser dos en serie, tres en serie o múltiples peladoras MB(P)80 en serie.
Cuando se conectan en serie dos grandes molinos agitadores de alta resistencia y doble tanque GJ5×2, la capacidad de producción es de 1,2 ~ 1,5 t/h a medida que cambian las propiedades de las materias primas y las partículas del producto final. el tamaño es de aproximadamente -2 μm 94%. Este indicador es el mismo que el de dos peladoras de la serie MB(P)80 (cada serie consta de 11 en serie, 10 en funcionamiento y 1 en espera). Se puede observar que un molino agitador grande de alta resistencia y doble tanque GJ5 × 2 equivale a 10 MB (P) -80 piezas.
(4) Ventajas del molino agitador grande de alta resistencia y doble tanque GJ5×2
1. Menos equipo y proceso simplificado.
Un molino agitador grande de alta intensidad y doble tanque GJ5×2 puede reemplazar la prensa de tabletas 10 MB(P)-80, lo que reduce en gran medida la cantidad de equipos y simplifica el proceso. Al mismo tiempo, se reduce el número de operadores y se reduce la intensidad laboral de los operadores.
Ahorro de energía
El molino mezclador grande de alta resistencia y doble tanque GJ5×2 tiene un efecto evidente de ahorro de energía. La potencia de este dispositivo es de sólo 150 kW, mientras que la potencia de la peladora MB(P)-80 es de 30 kW, 10 * 300kW. Teniendo en cuenta sus diferentes tasas de carga, el primero ahorra alrededor de un 30% más de energía que el segundo.
3. Reducir el espacio
En el lugar donde está instalada la máquina peladora 10 MB(P)-80, se instalará una mezcladora de alta resistencia de doble tanque grande de 2,5 GJ5×2. Se puede instalar molino. A igualdad de capacidad de producción, las primeras representan sólo el 40% de las segundas.
Cuatro. Conclusión
Después de una investigación en profundidad y una cuidadosa investigación y diseño, se desarrolló con éxito el molino mezclador de alta resistencia y doble tanque a gran escala GJ5×2. El equipo adopta tecnologías innovadoras como agitador de doble impulsor, estructura de tanque doble de sección transversal cuadrada y método de arranque de carga de aire comprimido. Este equipo se utiliza para extraer caolín calcinado a base de carbón de BASF Mineral Products (Shanxi) Co., Ltd. Bajo la condición de que el tamaño de partícula de alimentación sea -45 μm y la capacidad de producción sea de 1,2 ~ 1,5 t/h, el tamaño de partícula de un solo producto puede alcanzar -2μm 85% ~ 90%, el tamaño de partícula de dos productos en serie puede alcanzar -2μm 94%. Este equipo tiene las ventajas de una gran capacidad de producción, alta eficiencia de trituración ultrafina, tamaño de partícula fino del producto, producción continua y ahorro de energía. La aplicación de este equipo reduce la cantidad de equipos, simplifica el proceso, reduce la cantidad de operadores, reduce la intensidad de mano de obra de los operadores y reduce el espacio y la inversión de capital. La estructura general y las dimensiones del equipo son razonables y fáciles de instalar, operar y mantener. Este equipo es actualmente uno de los equipos de trituración ultrafina más grandes de China y utiliza plenamente las ventajas de su equipo a gran escala en la producción en masa.
Materiales y materiales de referencia
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Desarrollo y aplicación del molino agitador de alta resistencia y doble tanque a gran escala GJ 5×2
Wu Jianming, Cao Yongxin
(Instituto General de Investigación de Beijing of Mining and Metallurgy, PC: 100044, Beijing, China)
Resumen: El molino mezclador de doble tanque de alta resistencia y gran escala GJ5×2 es el último y más grande equipo de estratificación/molienda ultrafina de mi país. El molino mezclador adopta tecnologías innovadoras como un agitador de doble impulsor, un silo de doble cámara de sección cuadrada y arranque de carga de aire a alta presión. El molino mezclador tiene las características de gran rendimiento, alta eficiencia de trituración ultrafina, tamaño de partícula de producto fino, producción continua y estructura y tamaño humanizados para una fácil instalación, operación y mantenimiento. El molino agitador se ha utilizado con éxito para estratificar caolín calcinado a base de carbón de Shanma Products Co., Ltd. El tamaño de partícula del producto de un solo molino de 2 μm alcanza el 85 % -90 % y el del producto de doble molino de 2 μm alcanza el 94 %. La capacidad de procesamiento es de 1,2-1,5 t/h
Palabras clave: molino agitador de doble tanque de alta resistencia a gran escala GJ5×2, trituración/estratificación ultrafina, caolín calcinado a base de carbón.