CN101549312A

CN101549312A - 一种微细粒级卧式磨矿设备

Info

Publication number: CN101549312A
Application number: CNA2009101380897A
Authority: CN
Inventors: 李茂林; 祁超英; 孙春喜; 张一敏; 李志祥; 崔瑞; 刘斌; 张磊
Original assignee: Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Current assignee: Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority date: 2009-05-04
Filing date: 2009-05-04
Publication date: 2009-10-07

Abstract

本发明具体涉及一种微细粒级卧式磨矿设备。其技术方案是：该磨矿机由研磨室和传动机构组成；研磨室的筒体安装中心线为水平，筒体内的水平长度为筒体内圆直径的1.5～2.5倍，筒体的内表面均衬有耐磨材料，筒体内填充有研磨介质[18]；与筒体中心线重合的主轴[6]上垂直地装有5～8个搅拌叶轮[8]，筒体左端的正下方设置有排矿装置，筒体右端的正上方设置有给矿口[7]；主轴[6]的左端装在轴瓦[13]中，轴瓦[13]固定在筒体的左端盖[12]中心处，主轴[6]的右端穿过轴承[2]经联轴节[1]与电机联接；副叶轮[5]安装在筒体右侧的主轴[6]上。本装置的矿浆在高速运动的研磨介质碰撞、研磨作用下被粉碎，具有启动简单、介质能量密度大和磨矿效率高的特点。

Description

一种微细粒级卧式磨矿设备

技术领域

本发明属于磨矿设备技术领域。具体涉及一种微细粒级卧式磨矿设备。

背景技术

矿石分选前必须采用磨矿的方法实现矿物的单体解离，单体解离由破碎和磨矿来实现。随着资源的不断开采，我国的矿产资源嵌布粒度在变细、品位在贫化、成分变得复杂。为了获得合格的精矿品位，单体矿物的解离是矿物分离的必要条件，以我国的鄂西赤铁矿为例，为了获得足够的解离度，必须将矿石磨到十微米左右。传统的方法是采用球磨机进行磨矿，但是它的能耗巨大，几乎占选矿厂能耗的60％，因此，用于矿石磨矿的能耗在逐年增加。

目前大规模工业应用的细粒磨矿设备是球磨机，它的缺点在于介质的运动依靠筒体的旋转产生，介质的运动速度受到筒体临界速度的限制。因此，输入到介质上用于磨矿的能量较低，一般球磨机的装机功率是20～30KW/m³，输入功率的大部分用于维持筒体的旋转，用于提升介质产生粉碎的功率系数较低，因而，导致一方面能量利用率低，另一方面球磨机的容积大。另一种细粒磨矿设备是立式搅拌磨机，它改变了介质的驱动方式，依靠旋转的叶片、棒来驱动介质，它的细粒粉碎效果优于球磨机，但是它的缺点在于：(1)由于所有介质垂直压在搅拌器上，从静止到启动需要克服全部介质产生的阻力，因此启动困难；(2)固液两相流旋转是会产生抛物面，而介质可能无法达到抛物线下的某些地方，因而产生动态死角。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺点，目的是提供一种启动功率小、介质能量密度大、磨矿效率高的微细粒卧式磨矿设备。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：该磨矿设备由研磨室和传动机构组成；研磨室的壳体为圆筒形的筒体，筒体的安装中心线为水平，筒体内的水平长度为筒体内圆直径的1.5～2.5倍，筒体的内表面均衬有耐磨材料，筒体内填充有研磨介质；主轴中心线与筒体的中心线重合，在主轴上垂直地装有5～8个搅拌叶轮，筒体左端的正下方设置有排矿装置，筒体右端的正上方设置有给矿口。传动机构是：主轴的左端装在轴瓦中，轴瓦固定在筒体的左端盖中心处，主轴的右端穿过轴承经联轴节与电机联接；副叶轮安装在筒体右侧的主轴上。本技术方案中：

筒体或为整圆体或为由上、下两个半圆体固定组装，筒体的两侧固定安装有左端盖和右端盖。

搅拌叶轮的外圆直径为筒体内圆直径的0.8～0.9倍，搅拌叶轮由键轴向固定在主轴上；搅拌叶轮的两侧带有沟槽，沟槽呈间断的同心圆环状，沟槽间的凸出部分呈连续的同心圆环状；搅拌叶轮间的安装距离为叶轮外圆直径的0.3～1倍，搅拌叶轮之间的主轴上装有轴套。

副叶轮上装有6～8个叶片，叶片均匀分布在副叶轮上，叶片与密封盖的间隙为0.5～1mm。

排矿装置由堵头和旋动接管构成；堵头固定在筒体的排料口处，堵头上部开有2～5个条形孔，条形孔的宽小于介质直径，旋动接管经堵头下部的内螺纹安装在堵头内。旋动接管上端的平面圆略大于堵头上部的条形孔，旋动接管上端平面圆的下部中心线处设有排料通道，排料通道的上端开有与排料通道相通的4～8个排料孔，排料孔中心线与排料通道中心线的夹角为30～60°。

研磨介质为标准的钢球、标准的玻璃球、标准的高铝陶瓷球、天然矿石、河砂中的一种，研磨介质的直径为1.5～7mm；筒体内研磨介质的填充体积为筒体容积的1/2～4/5。

由于采用上述技术方案，本装置由电机驱动主轴带动叶轮旋转，介质在叶轮的强力搅拌下产生运动，半径越大的地方，介质的线速度越高，离叶轮越近的地方介质的活跃程度越大。矿浆从上方的给矿口给入，进入研磨容器后，在高速运动介质的碰撞、研磨作用下得到粉碎，然后通过排矿装置排出。

本发明与现有技术相比，有如下突出的特点：

1)介质的运动速度不再受到类似于球磨机临界速度的限制，测试表明介质获得的能量密度是球磨机的6～12倍，为颗粒的细磨创造了有利条件；

2)介质的有用功率系数大幅度提高，由于介质采用直接驱动方式，不需要驱动质量十分庞大的筒体，因此有用功率系数可以达到0.7，是球磨机的4～6倍；

3)在离心力的作用下，从筒体中心到叶轮外沿颗粒的直径由小到大，而叶轮的外沿部分介质能量密度最大，因此粗颗粒优先被破碎，有效的减轻了过粉碎现象，为分离工艺提供了粒度分布合理、解离度合格的物料，有利于提高选矿指标；

4)介质不是直接搁置在叶轮之上，启动时只需要克服介质侧压力对叶轮产生的摩擦阻力，因此启动功率比立式搅拌磨机小；

5)占地面积和占用空间远小于球磨机.

该设备主要用于微米级、亚微米级矿石的磨矿和粉体制造。具有启动简单、介质能量密度大、磨矿效率高的特点。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2为图1中的搅拌叶轮8左视图；

图3为图2的剖视图；

图4是图1中的排矿装置的结构示意视图；

图5是图4的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对保护范围的限制：

实施例1

一种微细粒级卧式磨矿设备，由研磨室和传动机构组成，其结构如图1所示：研磨室的壳体为圆筒形的筒体，筒体的安装中心线为水平，筒体内的水平长度为筒体的内圆直径的1.5～2.0倍，筒体的内表面均衬有耐磨材料，筒体内填充有研磨介质18；主轴6中心线与筒体的中心线重合，在主轴6上垂直地装有5～6个搅拌叶轮8，筒体左端的正下方设置有排矿装置，筒体右端的正上方设置有给矿口7。

传动机构是：主轴6的左端装在轴瓦13中，轴瓦13固定在筒体的左端盖12中心处，主轴6的右端穿过轴承2经联轴节1与电机联接；副叶轮5安装在筒体右侧的主轴6上。

在本实施例1中：筒体为上半圆体11和下半圆体14经密封组装为一个整体，筒体的两端固定安装有左端盖12和右端盖19。

在主轴6上垂直地装有7～8个搅拌叶轮8，搅拌叶轮8的外圆直径为筒体内圆直径的0.8倍，搅拌叶轮8由键9轴向固定在主轴6上。为了提高粉碎介质的速度，搅拌叶轮8如图2和图3所示，其两侧带有沟槽，沟槽呈间断的同心圆环状，沟槽间的凸出部分呈连续的同心圆环状；搅拌叶轮8间的安装距离为叶轮外圆直径的0.3～0.5倍，搅拌叶轮8之间的主轴6上装有轴套10。

副叶轮5上装有6～7个叶片4，叶片4均匀分布在副叶轮5上，叶片4与密封盖3的间隙为0.5～0.8mm。

排矿装置如图4和图5所示，由堵头15和旋动接管16构成。堵头15固定在筒体的排料口处，堵头15上部开有3个条形孔24，条形孔24的宽小于介质直径，容许矿浆通过，研磨介质不能通过。旋动接管16经堵头15下部的内螺纹安装在堵头15内。旋动接管16上端的平面圆21略大于堵头15上部的条形孔24，旋动接管16上端平面圆21的下部中心线处设有排料通道23，排料通道23的上端开有与排料通道23相通的4～6个排料孔22，排料孔22中心线与排料通道23中心线的夹角为45～60°。

当旋动接管16时，其上平面圆21与堵头15的下平面20完全接触时，堵头15的条形孔24被封闭，矿浆无法通过条形孔。当旋动接管16的上平面圆21远离堵头15的下平面20时，矿浆将通过排料孔22从排料通道23流出。

研磨介质18为标准的钢球，直径为1.5～3mm；筒体内研磨介质的填充体积为筒体容积的1/2～2/3。

磨矿介质的充填与排放通过给矿口7和螺栓17实现，当需要充填介质时，通过给矿口7将介质直接加入研磨室；当要排除磨矿介质时，松开螺栓17，将介质排出。

实施例2

一种微细粒级卧式磨矿设备。筒体内的水平长度为筒体的内圆直径的2.0～2.5倍，在主轴6上垂直地装有7～8个搅拌叶轮8，搅拌叶轮8的外圆直径为筒体内圆直径的0.9倍，搅拌叶轮8间的安装距离为叶轮外圆直径的0.8～1倍；副叶轮5上装有7～8个叶片4，叶片4与密封盖3的间隙为0.8～1mm；堵头15上部开有4～5个条形孔24，排料通道23的上端开有与排料通道23相通的7～8个排料孔22，排料孔22中心线与排料通道23中心线的夹角为30～45°。研磨介质18为天然矿石，直径为3～7mm；筒体内研磨介质的填充体积为筒体容积的2/3～4/5。

其余同实施例1。

本具体实施方式工作时，电机驱动主轴6带动叶轮8旋转，介质在叶轮的强力搅拌下产生运动，半径越大的地方，介质的线速度越高，离叶轮越近的地方介质的活跃程度越大。矿浆从上方的给矿口7给入，进入研磨容器后，在高速运动介质的碰撞、研磨作用下得到粉碎，然后通过排矿装置排出。

Claims

1、一种微细粒级卧式磨矿设备，其特征在于该磨矿设备由研磨室和传动机构组成；研磨室的壳体为圆筒形的筒体，筒体的安装中心线为水平，筒体内的水平长度为筒体内圆直径的1.5～2.5倍，筒体的内表面均衬有耐磨材料，筒体内填充有研磨介质[18]；主轴[6]中心线与筒体的中心线重合，在主轴[6]上垂直地装有5～8个搅拌叶轮[8]，筒体左端的正下方设置有排矿装置，筒体右端的正上方设置有给矿口[7]；

主轴[6]的左端装在轴瓦[13]中，轴瓦[13]固定在筒体的左端盖[12]中心处，主轴[6]的右端穿过轴承[2]经联轴节[1]与电机联接；副叶轮[5]安装在筒体右侧的主轴[6]上。

2、根据权利要求1所述的微细粒级卧式磨矿设备，其特征在于所述的筒体或为整圆体或为由上、下两个半圆体[11、14]固定组装，筒体的两侧固定安装有左端盖[12]和右端盖[19]。

3、根据权利要求1所述的微细粒级卧式磨矿设备，其特征在于所述的搅拌叶轮[8]的外圆直径为筒体内圆直径的0.8～0.9倍，搅拌叶轮[8]由键[9]轴向固定在主轴[6]上；搅拌叶轮[8]的两侧带有沟槽，沟槽呈间断的同心圆环状，沟槽间的凸出部分呈连续的同心圆环状；搅拌叶轮[8]间的安装距离为叶轮外圆直径的0.3～1倍，搅拌叶轮[8]之间的主轴[6]上装有轴套[10]。

4、根据权利要求1所述的微细粒级卧式磨矿设备，其特征在于所述的副叶轮[5]上装有6～8个叶片[4]，叶片[4]均匀分布在副叶轮[5]上，叶片[4]与密封盖[3]的间隙为0.5～1mm。

5、根据权利要求1所述的微细粒级卧式磨矿设备，其特征在于所述的排矿装置由堵头[15]和旋动接管[16]构成；堵头[15]固定在筒体的排料口处，堵头[15]上部开有2～5个条形孔[24]，条形孔[24]的宽小于介质直径，旋动接管[16]经堵头[15]下部的内螺纹安装在堵头[15]内。

6、根据权利要求1所述的微细粒级卧式磨矿设备，其特征在于所述的研磨介质[18]为标准的钢球、标准的玻璃球、标准的高铝陶瓷球、天然矿石、河砂中的一种，研磨介质的直径为1.5～7mm；筒体内研磨介质的填充体积为筒体容积的1/2～4/5。

7、根据权利要求5所述的微细粒级卧式磨矿设备，其特征在于所述的旋动接管[16]上端的平面圆[21]略大于堵头[15]上部的条形孔[24]，旋动接管[16]上端平面圆[21]的下部中心线处设有排料通道[23]，排料通道[23]的上端开有与排料通道[23]相通的4～8个排料孔[22]，排料孔[22]中心线与排料通道[23]中心线的夹角为30～60°。