1 引言
對於非金屬礦行業，突出的特點是礦產（chǎn）品種具有多樣性，同一礦產的超細粉品種要求各不相同。同時就造（zào）成了（le）目前的超細粉碎設備單（dān）機多，主機多，設備成套（tào）性差，製造廠家以小廠為主的局麵（miàn）。由於工藝的要求，超細粉碎機械各具特色，各廠家及其（qí）科研人員已經付出了很大的心血和代價，為我國的超細粉製（zhì）造設（shè）備的崛起做出很大的貢獻。但從根本上講，技（jì）術力量（liàng）薄弱（ruò），引進（jìn）的沒能力消（xiāo）化；消（xiāo）化的不透，難以吸收，無力改進；具有獨立研製開發能力的（de）廠家，更是寥寥無（wú）幾（jǐ）。有的設備吃軟不吃硬，有的產量很低，能耗很大等等。
麵對上述問題，本文試圖通過產品性能要求與設備選擇、投資總額與設備選擇、比能耗與（yǔ）設備選擇、加工（gōng）雜質（zhì）的去除問題等討論，以期妥善處理非金屬礦物（wù）的（de）超細粉加工過程中（zhōng），加工（gōng）設備、產品品（pǐn）質、成本、礦產利用率諸方麵的（de）問題。這裏，產品性能對設備（bèi）的選擇約束是最基本的，也就是說破（pò）磨的基本原理是設備選擇時要特別分析的。同時也為製（zhì）造商的設備改（gǎi）進提供有益的借鑒。
2 超細粉產品性能要求與設備選擇
眾所周知（zhī），在礦（kuàng）物的加工（gōng）過程中，超細粉產品性（xìng）能與采用的加工（gōng）工藝過程、使用的加工設備、製定的操作規（guī）程等密不可分。采用的工藝過程、使用的加工設備（bèi）、製（zhì）定的操作規程不同，便會得到不同的（de）礦產利用（yòng）率、不（bú）同的生產（chǎn）成本、不同的產品品質，不同的經濟效益。
非金屬礦產品基本上全是最終產品（pǐn），雖然其加工工藝的目的，也要求將有（yǒu）用的非金屬顆粒與其它雜質解離，但它更注意直（zhí）接加工出的最終產品（pǐn）的品質特性。因此，應該針對（duì）具體的原（yuán）礦礦物的產（chǎn）地、形成（chéng）、組份、結（jié）構、產品要求等，慎重研究工藝（yì）過程、選擇設備（bèi）、製定操作規程等（děng）。對這個問題的鬆懈，必（bì）將導致投資不小、效益甚微、失去機會、品牌（pái）和市（shì）場。有的還是損失慘重，這一（yī）方麵的實例已有（yǒu）不少。
根（gēn）據產品品質（zhì）、加工工藝參數、設備的基本工作原理，加（jiā）工設備的選擇原則主要有：非金屬顆粒在加工機（jī）械中被破碎（suì）的方式、加工機械使用的動力源、製造加工機械使（shǐ）用的（de）主要材料等。為此，簡單論及幾種設備的特性，以便（biàn）比對。
氣流磨（圓盤式、對噴式（shì）、硫（liú）化床式、?）的（de）基本工作原理是利用高壓（yā）氣體攜帶被加工礦物顆粒在（zài）粉（fěn）碎（suì）腔內劇烈碰撞、摩擦（cā）等達到粉碎的目的, 參見圖1(a)。工作原理（lǐ）決定了入料粒度（dù）、物料硬度（dù）、氣流速度、碰撞方式、出料粒度極限等，從而決定了破磨效率和產品品（pǐn）質。由於使（shǐ）用的破磨動力（lì）為氣體，使得能量利用率大大降低（dī）。將自然狀態的空氣經壓縮機壓縮，把電能或化學能（néng）（發動機）轉化為壓縮氣（qì）體的能量，在經過氣（qì）體的雜質處理（油汙、水份等），進入粉碎腔釋放能量做功，此（cǐ）後的氣體能量無法循環利用。這些過程造成該設備能量利用率相當低（dī）。高壓氣體攜帶被加工礦物顆粒在粉碎腔內劇烈碰撞、摩擦等達到粉碎的目的，使得破碎（suì）比不可能太大，即使施加極高的氣壓，效果（guǒ）也不會明（míng）顯改變。這便造成氣流（liú）磨入料粒度的前期準備投入很大，汙染通常（cháng）在（zài）此產生。氣流磨粉碎腔體（tǐ）積不大，可（kě）以使用價格（gé）貴（guì）的（de）非金屬材料加（jiā）工（gōng）而成，以便避（bì）免破碎時對物料產生汙染，因此氣流磨主機可以加（jiā）工純度很（hěn）高的超細粉產品。氣流磨對產品產生的汙染來自前期工序。碰撞產生的產品粒形（xíng）的球形（xíng）度較差（chà）。
攪拌磨（棒、螺旋（xuán）、球（qiú）介、?）的基本工作原理是利（lì）用攪拌棒與磨削介質之間的剪切力、擠壓力加工產品（pǐn）。研（yán）磨產生的熱量極大（dà），通常用於幹法磨礦時熱敏感礦物難於使用。脆性（xìng）材料的抗磨能力很（hěn）大（dà），加之動力是通過攪拌棒傳遞給研磨介（jiè）質和被磨物料（liào），用於（yú）破磨物（wù）料的能量少，主要表現（xiàn）為發熱。通常的（de）攪拌磨體積較大，采用（yòng）的材料多為（wéi）金屬，為了避（bì）免汙染，必須使用非金屬襯板和（hé）非金屬（shǔ）介質，同（tóng）時使得物料所經過的通（tōng）道均不得和金屬接（jiē）觸，這一點容易達到。分級時，需另加動力係統和設備。該類（lèi）機型用於濕法加工效果較好，但幹燥粉體所需的成本很大。加工中帶入的雜質難以處理。
雷蒙磨（立磨、輥磨（mó）、盤磨（mó）、．．．）的基本工作原理是利用碾壓作用力，參見圖1(b)。無論（lùn）是碾壓滾的安裝方式為水平布置、鉛直布置、帶有傾角布置等，也不管碾壓（yā）滾輔助以機械或液（yè）壓形式的壓力（lì）來提高破碎力，都（dōu）存在兩個問題（tí）。一個（gè）是碾壓滾與支撐盤麵之（zhī）間形成的咬（yǎo）合角度，決定了被破碎物料由摩擦力而被鉗咬的入料粒度大小。超過咬合角的入料粒度，無論碾壓滾施（shī）加多大的壓力，不但不能破碎物料，反而會增加滾前的物料堆積波和碾壓滾（gǔn）的跳躍造成的碎盤現象。二是隨著物料的細（xì）化，碾壓滾下接（jiē）觸麵上物料顆粒的數（shù）量（liàng）增（zēng）加，單個物料顆粒所承受的（de）破碎力急劇減少，大大降低了設備的加工能力。碾壓滾施（shī）加過大的壓力，給雷蒙磨零部件的材料選擇、動力性能的合理運用和能量消耗帶來難於逾越的（de）困難。雷蒙磨（立磨、輥磨（mó）、盤磨、．．．）的工作係統材質選擇受到工（gōng）作方式的限製，剔除加工摻入的（de）雜質成為極其困難的事情。由於難以使用大體積的非金屬材料製造碾壓零件，雜質混入量（liàng）較大，且（qiě）難以去除。分級需另加動力係統和（hé）設備。
高速衝擊（jī）磨（錘（chuí）式、風扇式、．．．）的基本工作原理是利用設備的高速衝擊力擊打物料，並（bìng）通過反擊板（bǎn）的二次（cì）衝擊使物料破碎。用劇烈碰撞、摩擦等達到粉碎的目的，這會隨著物料的細化使得破碎能力急劇降低（dī）。而且轉（zhuǎn）子與定子間的間隙會因磨（mó）損而發生變化，造成破碎（suì）粒度放大。轉子的速度（dù）提高有利於破碎獲得更細得物料顆粒，但轉子動力學問題給製造和使用帶來很大的麻煩，加工硬度大的物料成為困難。衝擊碰撞獲得得物料球形（xíng）度和流動性很差。同樣，工作係（xì）統材質選擇受到工作方式的限製，難以使用大體積（jī）的非金屬材料製造衝擊零件（jiàn），剔除加工摻入的雜質成為極其困難的事情（qíng）。
振動磨（立式、臥式、?）的基本工作原理是利用破磨介質的（de）衝擊、研磨、剪切、擠壓等多種複雜的施壓方式使物料（liào）破碎, 參見圖1(c)。施壓的（de）大（dà）小可（kě）通過激振係統（tǒng）調節，物料獲得的破磨幾率可以通過激振頻（pín）率、筒體幾何尺寸、介質配比等的調節而改變。由（yóu）於機（jī）器結（jié）構與（yǔ）強度的原因，消耗無用功的機器自重給啟動功率和（hé）能（néng）量利用率（lǜ）帶來麻（má）煩，但合理的介質共振應用可以提高效率，確給共振（zhèn）工作點穩（wěn）定控製帶來問題。由於破磨方式多樣，破磨結（jié）構的材質選擇自由，給非金屬礦加（jiā）工帶來極大的方便。可加工細（xì）粉與超（chāo）細粉，對物料硬度適（shì）應性極強，而且粒型好，粒度分布均勻和可以調節。為了避免汙染，使用非金屬襯板和（hé）非金屬介質，同時使得物料所經過的通道均不得和金屬接觸，這一點容易達（dá）到。分（fèn）級（jí）時，需另加動力係統和設備（bèi）。
通過設備基本工作（zuò）原理的分析，可以獲得（dé）適合超細粉產（chǎn）品性能要求的設（shè）備選擇基調。
3. 投資總額與設備選擇
1） 原料（liào）硬度，由設備的工作原理可見，原料硬度是設備選擇的關（guān）鍵（jiàn），由此造成設備（bèi）的（de）主機、輔機、基建投（tóu）資、運行費諸多（duō）方麵的投資。若用雷蒙（méng）磨加工超細石英粉，需要（yào）加壓（液壓（yā）或機械式）係統施加足夠的（de）壓力是物料粉碎，壓（yā）力的提高增（zēng）加了設備的製造（zào）成（chéng）本和運行（háng）成本，尤其是魔棍與磨盤的可靠性（xìng）大大（dà）降低，加壓係統的故障率增加，設備停機和維修費用急劇上升。
2） 產品粒度與粒（lì）形，產品粒度及其分布與產品粒形是非金屬礦產品工業應用中最基本、最重要的指標之一，產品粒度分布雖然主要取決（jué）於（yú）分級設備，但是，破磨設備在加工期間派出的物料顆粒組分（fèn）會大大製約分級（jí）效率與設備生產率，從而使得投資總額發生很大變（biàn）化。粒形（xíng）與破磨方式的相關（guān）性更加密切（qiē），比如：用高（gāo）速（sù）衝擊方式加（jiā）工球形度要（yào）求高的超細（xì）粉是不可能的，因為（wéi）球形度（dù）高的顆粒是需要研磨加工方式的。因此，氣流磨在此方麵的能力是相當弱的。低的球形度會造成超細粉體後續加工時，其物料流動性（xìng）差而造成粉料混合性能（néng）低下和均（jun1）勻度降低。粒度與粒形的控製是通過什麽設備，是通過一段磨還（hái）是（shì）多（duō）段磨，每次破磨（mó）的破碎比（bǐ）十多大合理等，都極大的影響著投資總額的大小。
3） 雜質特性，雜質特性是非金屬礦加工的（de）最大（dà）忌諱和困難。處理雜質是投資總額中難以解決的問（wèn）題。可以將雜質（zhì）分（fèn）為兩種形式，一種是原生雜質，另一種是加工過程中摻（chān）入的外來雜 質。對於前者，可以采用對原礦進行精細挑選等方式盡（jìn）量（liàng）提高原生礦的純度，也就是在第一道工序中，采用對原生礦進行去雜的設（shè）備，盡量將雜（zá）質排除在後（hòu）續加工以外，以大大降低後續處（chù）理的成本，並獲（huò）得盡量高的產品品質，從而得到高的銷售（shòu）收入和投資收益。對於後者，則應在設備與物料接（jiē）觸的所有部位，毫不放鬆地采取嚴格的隔離（lí）措施，隔離方式、設備、使用（yòng）的（de）隔離材料及其成本不是（shì）一個小數目（mù）。尤其是裝載與運（yùn）輸設備（bèi）的隔離選（xuǎn）擇，往往被忽視。
非金屬礦物（wù）加工所得的產品，最致命的缺陷是雜（zá）質及去除問（wèn）題，從一開始就應該引起極其高度的重視。在礦物開采（cǎi）中帶入（rù）的雜質，為後（hòu）續的分離、分（fèn）揀、加工、去雜帶來極高的代（dài）價，大大提（tí）升了生產成本，這一點一（yī）直沒有引（yǐn）起加工企業的重視。粗（cū）放式的開采方法，不但極大地浪費了一次性資源，而且汙染了環境，給最終產品的性能提（tí）高帶來（lái）了無法補（bǔ）救的後患（huàn）。因此，開采與運輸設備的（de）選（xuǎn）擇都應該特別注意雜質的侵入。
