粉體加工中超細(xì)粉碎與精細(xì)分級(jí)設(shè)備選型原則
2020-11-02 01:52:53
現(xiàn)代高技術(shù)和新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品升級(jí)要求許多粉體原料具有細(xì)微的顆粒、嚴(yán)格的粒度分布、特定的顆粒形狀和極高的純度。未來(lái)非金屬礦物原料或材料總的發(fā)展趨勢(shì)是高純、超細(xì)和功能化。目前雖然可以通過(guò)化學(xué)合成法制備高純超細(xì)粉體,但因成本過(guò)高,至今未能用于工業(yè)化生產(chǎn)。獲得超細(xì)粉體的主要手段仍然是機(jī)械粉碎方式。
面對(duì)各種不同類型、規(guī)格的超細(xì)粉碎與精細(xì)分級(jí)設(shè)備，如何選擇合適于企業(yè)自身超細(xì)粉體產(chǎn)品的加工設(shè)備。
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)的鄭水林教授認(rèn)為，超細(xì)粉碎工藝設(shè)計(jì)與設(shè)備選型的原則是既要滿足產(chǎn)品綱領(lǐng)設(shè)計(jì)(即生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品品種與產(chǎn)量和質(zhì)量指標(biāo)）的要求，更要在此前提下盡可能的節(jié)省投資、降低能耗與磨耗，同時(shí)滿足環(huán)保與勞動(dòng)安全與衛(wèi)生法規(guī)。
產(chǎn)品綱領(lǐng)包括規(guī)模、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)等，其中規(guī)模一般是年生產(chǎn)能力，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)一般是產(chǎn)品品種與產(chǎn)量，產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)一般包括產(chǎn)品細(xì)度（粒度大小和粒度分布）、顆粒形狀、純度與粒形等。
投資額直接影響工廠將來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，在滿足設(shè)計(jì)產(chǎn)品綱領(lǐng)的前提下，應(yīng)盡可能的節(jié)省投資。設(shè)備投資是項(xiàng)目投資額的主要構(gòu)成部分。因此，要在滿足產(chǎn)品綱領(lǐng)及綜合性能指標(biāo)比較的基礎(chǔ)上選擇投資較省的工藝設(shè)備。
單位產(chǎn)品能耗是超細(xì)粉體最主要的生產(chǎn)成本構(gòu)成之一，直接影響產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，盡可能選擇高效低能耗的設(shè)備并簡(jiǎn)化工藝流程，減少生產(chǎn)線的總裝機(jī)容量，降低單位產(chǎn)品能耗。
超細(xì)粉體加工中，粉碎、分級(jí)設(shè)備的磨耗和研磨介質(zhì)消耗是不可避免的。這些磨耗不僅增加生產(chǎn)成本，而且污染物料，導(dǎo)致被粉碎物料的純度下降，影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，要盡可能選擇磨耗較低的設(shè)備。
環(huán)境保護(hù)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)是強(qiáng)制性的，如大氣污染防治法、水污染防治法、噪聲污染防治法等，在工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備選型中一定要有環(huán)境保護(hù)措施，確保滿足環(huán)境保護(hù)法規(guī)的要求。
勞動(dòng)安全和衛(wèi)生法規(guī)也是強(qiáng)制性的，在工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備選型中一定要同時(shí)考慮。
超細(xì)粉碎工藝設(shè)計(jì)與設(shè)備選型的一般順序或程序是：首先確定生產(chǎn)能力和產(chǎn)品綱領(lǐng)，根據(jù)生產(chǎn)能力和產(chǎn)品綱領(lǐng)以及原料特性設(shè)計(jì)工藝方案，根據(jù)工藝方案進(jìn)行設(shè)備選型。
生產(chǎn)能力和產(chǎn)品綱領(lǐng)一般由項(xiàng)目建設(shè)或投資方制定或提出，并以合同的方式作為設(shè)計(jì)單位或工程承包商進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備選型的依據(jù)。確定產(chǎn)品綱領(lǐng)的依據(jù)是國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)現(xiàn)狀、市場(chǎng)需求現(xiàn)狀和預(yù)測(cè)。產(chǎn)品綱領(lǐng)要詳細(xì)列出產(chǎn)品的品種、規(guī)格和質(zhì)量要求、產(chǎn)量等。產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)要符合或滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及市場(chǎng)要求。
工藝方案主要包括技術(shù)路線（干法、濕法或干濕結(jié)合）和工藝流程及計(jì)算。
設(shè)備選型包括主要設(shè)備的型號(hào)規(guī)格與數(shù)量、輔助設(shè)備和設(shè)施的型號(hào)規(guī)格與數(shù)量等。
主要設(shè)備選型的內(nèi)容主要包括兩個(gè)方面：一是設(shè)備的類型，即在不同種類的各類超細(xì)粉碎和精細(xì)分級(jí)設(shè)備中選擇合適的設(shè)備類型；二是設(shè)備的型號(hào)規(guī)格，即在同種類型設(shè)備的各種不同型號(hào)規(guī)格中選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)備型號(hào)或規(guī)格。
面對(duì)眾多的設(shè)備制造廠商，如何選擇超細(xì)粉碎和精細(xì)分級(jí)設(shè)備類型及型號(hào)規(guī)格呢？鄭教授建議可按以下程序進(jìn)行比較和選擇：
（1）可否滿足產(chǎn)品綱領(lǐng)中要求達(dá)到的產(chǎn)品細(xì)度？如果被考查的設(shè)備滿足不了這一要求，就無(wú)需再進(jìn)行下一步的比較。
（2）可否滿足設(shè)計(jì)產(chǎn)品綱領(lǐng)中要求達(dá)到的產(chǎn)量或規(guī)模？在滿足第（1）條的基礎(chǔ)上，要考察設(shè)備能否滿足產(chǎn)量或規(guī)模設(shè)計(jì)要求。當(dāng)然，產(chǎn)量與設(shè)備臺(tái)數(shù)有關(guān)，但是，在一定的產(chǎn)量下，設(shè)備的臺(tái)數(shù)應(yīng)少些為好，也即設(shè)備的單臺(tái)生產(chǎn)能力越大越好。
（3）單位產(chǎn)品能耗（kWh/噸產(chǎn)品）是多少？在上述（1）、（2）均滿足的前提下，能耗是設(shè)備選型比較的一個(gè)非常重要的因素。能耗或耗電是超細(xì)粉體產(chǎn)品生產(chǎn)成本的主要構(gòu)成部分，單位產(chǎn)品能耗越低，生產(chǎn)成本越低，產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力就越強(qiáng)，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益自然就越好。因此，應(yīng)選擇單位產(chǎn)品能耗最低的設(shè)備。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
（4）設(shè)備的磨耗是多少？磨耗一是影響設(shè)備主要部件或研磨介質(zhì)的使用壽命或更換周期；二是影響產(chǎn)品的純度或質(zhì)量；三是增加產(chǎn)品成本。設(shè)備的磨耗是不可避免的，但應(yīng)越小越好。在未經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)或測(cè)定磨耗數(shù)據(jù)的前提下，設(shè)備選型時(shí)可對(duì)設(shè)備易磨損部件的工作強(qiáng)度、材質(zhì)等進(jìn)行比較分析或?qū)Σ馁|(zhì)和使用壽命提出具體要求。
（5）質(zhì)量監(jiān)控手段是否完善？主要工藝設(shè)備配有較好的質(zhì)量監(jiān)控手段可以更好的穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量和提高粉碎和分級(jí)作業(yè)的效率。
（6）能否滿足國(guó)家環(huán)保和勞動(dòng)、安全與衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)或要求。
此外，還要比較設(shè)備配套性和操作的簡(jiǎn)便性。在其它性能均較好的前提下應(yīng)選用綜合配套性能好、操作維護(hù)較簡(jiǎn)單的設(shè)備。
精細(xì)分級(jí)設(shè)備的選型，還要比較和考察其分級(jí)效率。實(shí)際選型比較中，可用小于某一粒度細(xì)粉的提取率來(lái)衡量其分級(jí)效率。細(xì)粉的提取率越高，分級(jí)效率就越高。
最后，鄭教授建議，對(duì)主要設(shè)備進(jìn)行選型比較之前最好是對(duì)超細(xì)粉碎和分級(jí)設(shè)備的類型、結(jié)構(gòu)、工作原理與性能特點(diǎn)、應(yīng)用以及設(shè)備生產(chǎn)廠商有一定的了解。一般情況下應(yīng)選擇成熟、性能較優(yōu)的工業(yè)設(shè)備。對(duì)于現(xiàn)階段我國(guó)的超細(xì)粉碎和精細(xì)分級(jí)設(shè)備，選型之前的帶料試驗(yàn)常常是必要的，但是面對(duì)眾多的超細(xì)粉碎和精細(xì)分級(jí)設(shè)備生產(chǎn)廠家，一般情況下難以一一親臨進(jìn)行試驗(yàn)，建議預(yù)先選擇進(jìn)行試驗(yàn)比較的設(shè)備的制造廠商。一般同一類型的設(shè)備可選擇2至3家進(jìn)行試驗(yàn)和選型比較，不同類型的設(shè)備原則上都應(yīng)進(jìn)行選型比較和試驗(yàn)，尤其是尚未長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的新型設(shè)備。但是，如果擬作選型比較的設(shè)備已有成功的生產(chǎn)實(shí)踐，而原料性質(zhì)及產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量要求又與之相同或相近，也可以省略試驗(yàn)。
