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秸稈粉碎機(jī)新聞動(dòng)態(tài)
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高壓水射流超細(xì)粉碎技術(shù)的研究與應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2013-10-10 09:36 來(lái)源:未知
傳統(tǒng)的粉碎技術(shù)能耗高且粉碎效率低,因此,如何從粉碎過(guò)程中節(jié)約大量能源的問(wèn)題一直是人們研究的目標(biāo)。另外,新材料技術(shù)對(duì)超細(xì)粉體提出了越來(lái)越高的要求,如超細(xì)顆粒不僅要有較窄的粒級(jí)、較高的純度,而且還要保持顆粒的原始結(jié)晶形狀與表面光澤。高壓水射流粉碎技術(shù)正是應(yīng)這些要求而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新的超細(xì)粉體制備技術(shù)。
高壓水射流粉碎,簡(jiǎn)單地講就是將高度聚能的水射流以一定方式作用在被粉碎的物料上,并在物料的裂隙和解理面中產(chǎn)生壓力瞬變使物料發(fā)生粉碎。由于高壓水射流通常具有極高的速度和高度能量聚集,對(duì)被粉碎物料和加載時(shí)間短且載荷的能量密度高,加之在粉碎過(guò)程中通?梢孕纬煽栈饔,因而物料的粉碎方式主要為解理破碎。由于水射流具有良好的解理性,因此采用高壓水射流粉碎,在降低粉碎能耗的同時(shí),還可以制備高質(zhì)量的超細(xì)粉體。
長(zhǎng)期以來(lái),人們對(duì)傳統(tǒng)的粉碎技術(shù)進(jìn)行了許多深入的研究,其改進(jìn)已沒(méi)有大的余地。于是人們探索了新的超細(xì)粉碎技術(shù)。其中交叉交變料層粉碎、高壓水射流粉碎、超聲波粉碎和熱粉碎被認(rèn)為是有可能出現(xiàn)在20世紀(jì)后期或21世紀(jì)的粉碎工程的新的革命。本文著重介紹了高壓水射流粉碎技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究與工業(yè)應(yīng)用,以及在此領(lǐng)域的主要研究成果。
1、高壓水射流粉碎技術(shù)的發(fā)展概況
超細(xì)粉碎技術(shù)是支持高技術(shù)工業(yè)的最重要的基礎(chǔ)技術(shù)之一。顏料、醫(yī)藥、催化劑、磁記憶元件、水煤漿、高級(jí)磨料等現(xiàn)代新材料技術(shù)的發(fā)展,需要大量粒度極細(xì)、純度極高、分布均勻,在某些時(shí)候要求其顆粒具有某種特定形狀,以及顆粒表面具有較高光潔度的超細(xì)粉體制品。目前,超細(xì)粉碎行業(yè)所面臨的問(wèn)題一是粉碎能耗高,二是當(dāng)物料顆粒粉碎至微米級(jí)與納米級(jí)時(shí),不能保持顆粒的原始結(jié)晶形狀與表面光澤,同時(shí)由于研磨介質(zhì)的污染,難以得到高質(zhì)量、高純度的超細(xì)粉體。這些問(wèn)題是采用傳統(tǒng)的粉碎技術(shù)所無(wú)法解決的。
發(fā)展高效、低能耗且能制備高質(zhì)量的超細(xì)粉體的超細(xì)粉碎技術(shù)意義重大。因此,人們致力于開(kāi)發(fā)出新的粉碎技術(shù),包括交叉交變料層粉碎、高壓水射流粉碎、超聲波粉碎和熱粉碎等。高壓水射流粉碎以其簡(jiǎn)單的設(shè)備結(jié)構(gòu)、良好理解與分離特性,以及清潔、節(jié)能、高效而成為一項(xiàng)新的、獨(dú)樹(shù)一幟的粉碎技術(shù),近20年來(lái)得到發(fā)展并在工業(yè)中得到初步的應(yīng)用。
80年代中期,美國(guó)密蘇里一羅拉大學(xué)巖石力學(xué)與爆破技術(shù)中心進(jìn)行的高壓水射流粉碎試驗(yàn)表明了這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用潛力,所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)涉及木材制漿、廢紙制漿、城市固體垃圾處理以及煤與礦物的粉碎。高壓水射流用于木材制漿的試驗(yàn)結(jié)果表明,水射流分離木材纖維的質(zhì)量要比用磨碎方法制取的要好得多,用水射流制取的木材纖維要更長(zhǎng),對(duì)纖維的完整性造成的破壞要更小。與傳統(tǒng)的木材磨碎工藝相比,由水射流處理單位體積木材所需的能量要少50%或更多。
用高壓水射流進(jìn)行廢紙制漿的工藝不但處理量大,而且處理時(shí)間短,其比能與傳統(tǒng)方法處于同一水平上。由于水射流的紊動(dòng)清洗作用,用水射流工藝生產(chǎn)的紙漿可大幅度地減少漂白操作。高壓水射流在城市垃圾處理中的主要優(yōu)勢(shì)是可以把高能量的水射流系統(tǒng)設(shè)計(jì)成一個(gè)可以有選擇地進(jìn)行粉碎的系統(tǒng),即通過(guò)調(diào)節(jié)水射流的流量和壓力,可使水射流有選擇地切割某些材料而同時(shí)不破壞另一些材料,這樣,即可把垃圾中的紙張、紙板,以及其它有機(jī)材料粉碎成小片,同時(shí)讓垃圾中的無(wú)機(jī)材料,如玻璃和金屬等完好無(wú)損,以利于進(jìn)一步回收利用與處理。最早出現(xiàn)的高壓水射流粉碎機(jī)是密蘇里一羅拉大學(xué)研制的雙圓盤(pán)水射流粉碎機(jī)。
意大利卡利亞里大學(xué)DIMM實(shí)驗(yàn)室研制了旋轉(zhuǎn)水射流粉碎機(jī),并用于礦物的選擇性破碎。破碎的礦物包括重晶石粗精礦、氟碳鈰礦石、鋁土礦等。由于礦石的礦物、巖相、物理機(jī)械和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),原礦不宜采用浮選、磁選和重選等傳統(tǒng)的分離方法進(jìn)行富集,必須對(duì)礦物進(jìn)行選擇性破碎,將其中有用的成分分離出來(lái)。普通的磨機(jī)磨這些物料時(shí)會(huì)造成過(guò)磨,使下一步的分離成為不可能。試驗(yàn)證明,水射流粉碎具有良好的解理與分離特性,對(duì)礦物的分離非常有效。
另一種較早投入工業(yè)應(yīng)用的是基于前混合原理研制出來(lái)的水射流粉碎機(jī),其典型產(chǎn)品有德國(guó)AKW公司、丹麥朗尼公司(APVRASNNIEA/S)和中國(guó)礦業(yè)大學(xué)研制的高壓均化器,主要應(yīng)用于高嶺土與云母等材料的超細(xì)剝片。其特點(diǎn)是首先將被處理的物料與高壓水在一耐壓容器內(nèi)混合共同處于高壓狀態(tài),然后使混合物以很高的速度通過(guò)具有細(xì)小間隙的均化閥或螺旋線型噴嘴,由此產(chǎn)生的強(qiáng)大的剪切力和摩擦力使物料均化粉碎。高壓均化器具有很高的能量效率,可把物料粉碎至超細(xì)的粒度。但這種水射流粉碎機(jī)的問(wèn)題是設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高、操作程序復(fù)雜、不能連續(xù)作業(yè)、每次裝料有限、生產(chǎn)率低、噴嘴容易堵塞和磨損,只適用于粉碎低硬度的物料,因而限制了它的推廣和應(yīng)用。
近年來(lái)人們研制了后混合的水射流粉碎機(jī),這種水射流粉碎機(jī)己于1997年投入了制備珠光云母粉的工業(yè)應(yīng)用。后混合式射流粉碎機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、可以連續(xù)作業(yè)、處理量大,不足之處是物料顆粒與高速水射流無(wú)法進(jìn)行充分混合,從而降低了能量效率。為了改善顆粒與水射流的混合機(jī)理,提高能量效率,人們研制了自振式水射流粉碎機(jī)。自振式水射流粉碎機(jī)具有能量效率高、產(chǎn)量大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、可連續(xù)工作的特點(diǎn),在粉碎鐵鱗的實(shí)驗(yàn)研究中取得了良好的效果。
2、用水射流粉碎煤的試驗(yàn)研究
在美國(guó)“液體”發(fā)電站所用的煤是一種均質(zhì)的、可泵送的煤的懸浮液,要求煤在輸送管線內(nèi)不沉淀,燃燒時(shí)符合規(guī)定的燃燒速率,因此原煤必須由“標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力煤粒度”破碎到粒度為lOUm以下。另外,由于預(yù)測(cè)的美國(guó)可利用的原油儲(chǔ)量及世界原油市場(chǎng)的不穩(wěn)定,因此把煤作為工業(yè)系統(tǒng)和內(nèi)燃機(jī)的基本燃料來(lái)使用被認(rèn)為是一個(gè)很有現(xiàn)實(shí)意義的重要課題,但是煤的使用伴隨著一些問(wèn)題,特別是煤中含有硫和其它礦物雜質(zhì)的問(wèn)題。
密蘇里一羅拉大學(xué)進(jìn)行了高壓水射流粉碎煤的實(shí)驗(yàn)。在加工超細(xì)水煤漿的許多研磨方法中,用自動(dòng)輾磨機(jī)獲得的產(chǎn)品最細(xì)。這類磨機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是可以把物料破碎到非常小的粒度(小于lOUm),但每次只能破碎少量的物料。如對(duì)于砂磨機(jī),進(jìn)料粒度必須小于70t/m。這類機(jī)器的更大缺點(diǎn)是破碎過(guò)程消耗大量能量。例如,使用2#燃料油,把MontanaRosebud煤磨到90%的煤粉的粒度小于4t/m的能耗是1940kW h/t,磨至平均粒度為lOUm的能耗為106kW h/t。采用水射流制備水煤漿的初步試驗(yàn)取得了比預(yù)計(jì)大得多的成果,即水射流經(jīng)過(guò)一次破碎操作就可以把初始粒度為1英寸(25.4mm)的Mis-soury原煤破碎到1~5um的超細(xì)煤粉,其能耗比傳統(tǒng)磨機(jī)的能耗要減少一半。
他們認(rèn)為:高壓水射流對(duì)煤粒的碰撞產(chǎn)生了沖擊波,導(dǎo)致煤粒中微裂隙的形成與發(fā)育,高壓水滲透進(jìn)這些裂縫,提高了裂縫中的壓力,使裂縫增大,從而在流體壓力作用下,造成煤粒內(nèi)裂縫的拉伸增長(zhǎng)而使顆粒粉碎。煤的抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值大體呈線性關(guān)系,其理論值為8。由于煤在采掘過(guò)程中經(jīng)過(guò)強(qiáng)烈的破碎,其抗壓與抗拉強(qiáng)度的比值實(shí)際在20~30之間。眾所周知,脆性材料的抗拉與抗剪強(qiáng)度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其抗壓強(qiáng)度。因此,將壓縮破碎原理改為拉伸破碎原理會(huì)大幅度降低粉碎能耗。
用水射流制備水煤漿的另一個(gè)特點(diǎn)是:由于水射流為聲速或超聲速,且水射流的射束是由無(wú)數(shù)小水滴組成,高壓水射流具有極高的能量密度,且其加載時(shí)間極短,從微觀上看是無(wú)數(shù)個(gè)壓力脈沖,物料在水射流的作用下的破壞主要是以脆性破壞為主。因此,水射流粉碎具有良好的礦物解離選擇性,即水射流可以造成不同礦物晶體聚合體之間的解離,這是因?yàn)楦咚僖后w穿透了晶粒的邊界,使物料內(nèi)部的不同成分更好地分開(kāi)。
高壓水射流穿透質(zhì)點(diǎn)邊界上的固有微裂紋還能使上述的物料破碎過(guò)程轉(zhuǎn)變成一種選礦過(guò)程,即通過(guò)具有分選作用的加壓水射流,可使硫化鐵、硅石(二氧化硅)以及其它臟物與煤有效地分開(kāi)。再者,用高壓水射流制備水煤漿,可以避免由于研磨介質(zhì)造成的污染和加工過(guò)程造成的污染,從而進(jìn)一步提高水煤漿的純度。利用表面活化劑可促使煤進(jìn)一步粉碎,并能預(yù)先處理掉煤的污染物,在配制煤與油的混合液時(shí),可用油射流取代水射流,以取代中間干燥過(guò)程。
在隨后的粉碎煤的試驗(yàn)中,Mazurkiewicz等研制了雙圓盤(pán)式水射流粉碎機(jī),其原理如圖1所示。煤通過(guò)一個(gè)和圓盤(pán)同軸安裝的中心進(jìn)料管給入。當(dāng)煤進(jìn)入由上、下兩個(gè)圓盤(pán)構(gòu)成的破碎腔時(shí),離心力將煤塊甩向旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)表面,兩圓盤(pán)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)對(duì)顆粒產(chǎn)生一定的機(jī)械破碎作用。由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)射流噴頭噴出水射流,沖擊在煤塊上,產(chǎn)生水射流沖擊粉碎。符合粒度要求的煤顆粒從兩圓盤(pán)的間隙射出,大顆粒則在腔內(nèi)進(jìn)一步粉碎。雙圓盤(pán)水射流粉碎機(jī)的效率按破碎到200目(75t/m)煤的體積及該過(guò)程所需的單位能耗來(lái)評(píng)價(jià)。當(dāng)煤的給料粒度為8目(2.5mm)時(shí),將煤粉碎到75t/m粒度的最好能耗結(jié)果為62.38kW h/t。
雙圓盤(pán)水射流粉碎機(jī)是一種用高壓水射流來(lái)輔助機(jī)械破碎的磨機(jī),射流原理是純水射流,是一種早期研制的水射流粉碎機(jī)。與其它型式的水射流粉碎機(jī)相比,其對(duì)于水射流能量的利用率較低,機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)較多,設(shè)備比較復(fù)雜。近年來(lái)人們著重發(fā)現(xiàn)的是沒(méi)有任何運(yùn)動(dòng)部件、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作維護(hù)、可連續(xù)作業(yè)、處理量大的水射流粉碎機(jī)。
3、用水射流粉碎鐵鱗的試驗(yàn)研究
我國(guó)生產(chǎn)永磁鐵氧體所用的氧化鐵原料主要為鐵鱗。判斷一種原料能否生產(chǎn)高檔永磁鐵氧體,一是根據(jù)其生成的M相純度,另一個(gè)是預(yù)燒料晶體形貌。對(duì)于鐵鱗,除了其中的以化合物形式存在的Si0,會(huì)降低鐵氧體的物相純度外,鐵鱗中混有潤(rùn)滑油、沙、土等雜質(zhì),使其成分波動(dòng)也比較大。在預(yù)燒前必須去除這些雜質(zhì)并將鐵鱗磨至于10um以下,才能保證在預(yù)燒料中生成的M相物相純度。
經(jīng)過(guò)上述粉碎后的原料經(jīng)過(guò)混料、氧化和固相反應(yīng)燒結(jié),便成為預(yù)燒料。預(yù)燒料再經(jīng)細(xì)磨至1~3t/m的磁粉后,用于生產(chǎn)永磁鐵氧體最終產(chǎn)品。粘結(jié)磁體的性能是磁粉顆粒形貌的敏感量。預(yù)燒料的細(xì)磨效果直接關(guān)系到磁體最終性能。要獲得高性能的磁性材料,細(xì)磨工藝不僅只要求得到合適的粒度,最重要的是要求粒度分布要窄,顆粒尺寸要均勻,在粘結(jié)磁體用磁粉的制備中,還要求對(duì)預(yù)燒料晶粒形貌的破壞盡量要小。
永磁鐵氧體生產(chǎn)中的粉碎工藝大都采用球磨機(jī)。鐵鱗粉碎的球磨工藝過(guò)程如圖2所示。球磨工藝的問(wèn)題主要有:
(1)粉碎效率低、能耗高;
(2)鐵鱗在進(jìn)入球磨機(jī)之前必須經(jīng)過(guò)干燥機(jī)干燥,這樣就增加了能耗;如果采用晾曬的方法進(jìn)行干燥,則需占用大面積的生產(chǎn)場(chǎng)地;
(3)在大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)中,混在鐵鱗中的雜質(zhì)實(shí)際上是無(wú)法去除的,這些雜質(zhì)也會(huì)同鐵鱗一樣被磨成粉末,影響混料配方的準(zhǔn)確性;
(4)在預(yù)燒料細(xì)磨工藝中,粘結(jié)磁粉要求保持預(yù)燒料的原始結(jié)晶形貌,球磨機(jī)用于細(xì)磨時(shí)對(duì)預(yù)燒料的原始晶料形狀破壞較大。
水射流粉碎鐵鱗工藝如圖3所示。與球磨機(jī)粉碎相比,水射流粉碎具有如下的特點(diǎn):
(1)進(jìn)入水射流粉碎機(jī)的鐵鱗原料不需要進(jìn)行干燥,從而簡(jiǎn)化了工藝流程;
(2)水射流粉碎機(jī)產(chǎn)量高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作與維護(hù)、粉碎效率高、能耗低、占地面積小、對(duì)環(huán)境無(wú)污染;
(3)由于水射流具有良好的理解性與漂洗作用,可以在粉碎過(guò)程本身將混在鐵鱗中的泥沙以及焙燒除油后的積炭有效地分離出去,這一點(diǎn)是其它種類的粉碎機(jī)所無(wú)法做到的;
(4)水射流粉碎的產(chǎn)品純度高,可以保持顆粒的原有結(jié)晶形貌。
水射流粉碎鐵鱗的試驗(yàn)結(jié)合北京礦治研究總院磁性材料生產(chǎn)基地的球磨粉碎鐵鱗工藝進(jìn)行,高壓水泵工作壓力為45MPa.流量為75 L/min.鐵鱗原料粒度為0.1~3.0mm,考察指標(biāo)為200目(75t/m)以下的細(xì)粒產(chǎn)率。鐵鱗原料和鐵鱗經(jīng)水射流一次粉碎后的粒度分布如圖4所示。由圖4可知,鐵鱗原料中0~30Um的粒度分布為零,經(jīng)水射流一次粉碎后0~3um的細(xì)粒為12.05%,這說(shuō)明了水射流粉碎機(jī)具有很強(qiáng)的超細(xì)能力。
鐵鱗原料的累積粒度分布和鐵鱗經(jīng)水射流一次粉碎后的累積粒度分布如圖5所示。由圖5可知,鐵鱗原料75t/m以下的累積粒度分布的10.06%,經(jīng)水射流一次粉碎后75 t/m以下累積粒度分布為29.66%,是原來(lái)的2.95倍,這說(shuō)明水射流粉碎具有粉碎比大的特點(diǎn)。
為評(píng)價(jià)水射流粉碎鐵鱗的效果,球磨工藝與水射流工藝粉碎鐵鱗的幾個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示。由表1可知,水射流粉碎機(jī)的產(chǎn)量是球磨機(jī)的6.6倍,能耗僅為球磨機(jī)的25%,產(chǎn)品中的雜質(zhì)含量比球磨工藝降低了95%。
4、水射流粉碎云母的工業(yè)應(yīng)用
云母粉的生產(chǎn)分為干法與濕法兩種。干法生產(chǎn)容易破壞云母的片狀結(jié)構(gòu),使云母失去表面光澤。因此,干法生產(chǎn)的云母只能用作填料,其經(jīng)濟(jì)益也比較低。濕法生產(chǎn)云母粉,由于在云母的研磨過(guò)程中加入了水作為介質(zhì),可較好地保持云母鱗片的晶面光澤,因而可利用性更廣泛,經(jīng)濟(jì)價(jià)值更高。
一般稱粒度小于150t/m的云母粉為超細(xì)云母粉。超細(xì)云母粉用途廣泛,其中價(jià)值最高的是珠光云母粉,用作珠光顏料的云母,粒度一般在3~150Um范圍內(nèi),其中粒度為20~50um的云母顆粒具有最佳珠光光澤。珠光云母粉不僅要求細(xì)度,而且要求保持云母天然的片狀結(jié)構(gòu)與表面光潔度,必須用濕法生產(chǎn)。傳統(tǒng)的濕法磨機(jī)有輥碾磨、振動(dòng)磨及攪拌磨等。這類磨機(jī)的粉碎方式大都采用壓應(yīng)力粉碎方式,即物料的粉碎是壓力的反復(fù)作用下發(fā)生的。因而對(duì)云母的摩擦嚴(yán)重,也會(huì)在一定程度上破壞云母的片狀結(jié)構(gòu)和表面光澤。為了得到高質(zhì)量的珠光云母粉,需要采用新的云母濕法細(xì)磨工藝。
高壓水射流是利用質(zhì)點(diǎn)固有邊界的擴(kuò)張而導(dǎo)致拉應(yīng)力破碎方式,即物料在高速水射流的沖擊作用下,在顆粒內(nèi)部產(chǎn)生向四方傳播的應(yīng)力波,應(yīng)力波在顆粒內(nèi)部的晶粒交界處反射,在晶粒交界處引起張應(yīng)力,使物料產(chǎn)生卸載破壞。水射流粉碎的這一特點(diǎn)尤其適合于云母的超細(xì)剝片,可以制備高質(zhì)量的珠光云母粉。內(nèi)蒙古察右前旗云母制品有限責(zé)任公司采用水射流粉碎云母的工藝如圖6所示。與該廠原有的輥磨云母濕法細(xì)磨工藝相比,水射流粉碎工藝占地面積小、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便,由于水射流具有良好的解離性及水射流粉碎機(jī)可直接采用水力分級(jí),將雜質(zhì)、粗粒與合格的細(xì)粒分離,因而大大地簡(jiǎn)化了云母粉生產(chǎn)工藝,提高了云母粉的質(zhì)量。
下面給出作者于1997年10月在內(nèi)蒙古察右前旗云母制品有限責(zé)任公司進(jìn)行水射流粉碎機(jī)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試及指導(dǎo)水射流粉碎云母生產(chǎn)線試生產(chǎn)時(shí)所得到的水射流粉碎云母數(shù)據(jù)中的一組。圖7與圖8分別給出了粒度為80目(180t/m)的云母原料,在48MPa壓力下,經(jīng)水射流多次粉碎后的粒度分布與累積粒度分布。由圖7與圖8可知,云母原料經(jīng)多次水射流粉碎,特別是經(jīng)水射流第一次粉碎后,0~30Um的細(xì)粒迅速增加,這再一次證明了水射流粉碎具有極好的超細(xì)能力與粉碎比大的特點(diǎn)。
用傳統(tǒng)的碾磨類磨機(jī)制備的珠光云母粉,由于在磨機(jī)中壓力的反復(fù)作用與磨擦,云母顆粒呈中間厚而周邊薄的形狀,表面光澤受到嚴(yán)重破壞。用水射流粉碎工藝制備的珠光云母粉(粒度為0~30um),根據(jù)檢測(cè)結(jié)果,具大部分粒度為5~15Um,也有一部分小于5um,全是薄片狀結(jié)構(gòu),周邊為多邊形,晶面內(nèi)幾乎沒(méi)有裂紋和擦痕。用水射流粉碎工藝制備的珠光云母粉,不但粒度比原來(lái)的細(xì),光潔度也比原來(lái)的高,因而增值幅度很大。
水射流粉碎制備的珠光云母粉不僅質(zhì)量好,而且工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)量大。根據(jù)當(dāng)時(shí)該公司的有關(guān)負(fù)責(zé)人的計(jì)算,與原有輥碾磨濕法細(xì)磨云母工藝相比,水射流粉碎機(jī)1.5h的產(chǎn)量相當(dāng)于輥碾磨機(jī)一個(gè)星期的產(chǎn)量。后來(lái)的實(shí)踐證明,內(nèi)蒙古察右前旗云母制品有限責(zé)任公司采用水射流粉碎工藝制取珠光云母粉取得了很好的效益。
5、結(jié)論與展望
高壓水射流粉碎是由水射流的高能量沖擊在顆粒內(nèi)部的晶粒交界處產(chǎn)生應(yīng)力波反射而引起的張力來(lái)導(dǎo)致物料的卸載破壞。由于水射流的高度能量聚集且水射流速度一般是在一個(gè)馬赫數(shù)以上,因此水射流對(duì)于被粉碎物料的加載時(shí)間非常短且能量高度集中,物料是以解理的方式被粉碎的。因此射流粉碎的主要特點(diǎn)是:
(1)水射流的節(jié)理粉碎方式可以在大幅度降低粉碎能耗的同時(shí),具有較高的粉碎效率;
(2)可以避免細(xì)顆粒的團(tuán)聚,對(duì)熱敏性物料尤其如此:
(3)可以很好地保持顆粒的原始結(jié)晶形態(tài)和表面光潔度;
(4)由于水射流具有良好的解離性與分離特性,可使物料內(nèi)部的不同成分更好地分開(kāi),因而可以制備高質(zhì)量、高純度的超細(xì)粉體;
(5)水射流粉碎工藝的占地面積小,對(duì)環(huán)境無(wú)污染,符合節(jié)能、環(huán)保的要求。
因此,開(kāi)展高壓水射流超細(xì)粉碎技術(shù)的研究,有可能使超細(xì)粉碎技術(shù)在節(jié)能、制備高質(zhì)量的超細(xì)粉體并可用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)方面取得重大進(jìn)展;趯(duì)高壓水射流粉碎技術(shù)的上述認(rèn)識(shí)以及其研究與應(yīng)用所取得的成果,我們有理由相信,高壓水射流粉碎是超細(xì)粉碎技術(shù)中新的、最有前途的發(fā)展方向。
目前,在超細(xì)粉體制備行業(yè),開(kāi)發(fā)出節(jié)能的、對(duì)環(huán)境無(wú)污染的、可以制備高質(zhì)量超細(xì)粉體的超細(xì)粉碎技術(shù)的呼聲日益高漲,這也是科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的客觀需要。在中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京校區(qū))力學(xué)實(shí)驗(yàn)室,正在開(kāi)展高壓水射流粉碎試驗(yàn)研究,旨在開(kāi)發(fā)出新型的、可以達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用水平的水射流超細(xì)粉碎設(shè)備及工藝。相信在今后在高壓水射流超細(xì)粉碎技術(shù)的研究與應(yīng)用上會(huì)有新的突破。
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