中国粉体网讯 近年来，随着对矿物利用的不断加深，高品位易选矿石越来越少，矿物“贫、细、杂”现象越来越严重，细磨、超细磨逐渐被业界重视。搅拌磨机作为细磨和超细粉磨的重要设备，较传统粉磨设备—球磨机而言，具有磨矿效率高、耗能低的特点，被广泛应用于矿业、冶金、新材料等多个领域。
搅拌磨的工作原理
搅拌磨与传统卧式球磨机都有研磨筒体，但与传统卧式球磨机不同的是，搅拌磨的研磨筒体是静止的，通过搅拌器的旋转带动研磨筒体内的研磨介质和矿物相互作用，产生冲击、剪切和摩擦作用，从而使给入矿粒被磨细，同时也具有矿粒分散和混匀的作用。
搅拌磨的特点
较传统球磨机而言，搅拌磨机磨矿具有更加显著的优势：
（1）搅拌磨机工作时筒体固定、搅拌器旋转，解决了球磨机筒体旋转导致能量损耗大的问题；
（2）相比于球磨机冲击粉碎和研磨结合的磨矿方式，搅拌磨机主要依靠研磨作用辅以少量冲击实现物料粉碎，缓解了声、发热和振动等造成的能量消耗，提高了细磨效率；
（3）搅拌磨机设备的占地面积相对较小，结构简单，安装方便快捷；
（4）搅拌磨使用陶瓷球、砾石、河砂等介质能有效避免铁质磨矿介质产生的污染。
搅拌磨的分类
搅拌磨按照安装方式分为立式、卧式，其中立式搅拌磨常称为塔式磨机，卧式搅拌磨现在主要为艾砂(Isa)磨机；按照生产工作方式可以分为循环式、连续式和间歇式；按照研磨单元搅拌分散器的结构形式可分为螺旋式、棒销式和盘式；依据工作环境，又分为湿式搅拌磨机、干式搅拌磨机。此外搅拌磨使用的研磨介质来源广泛，主要为钢球、陶瓷球，也可使用砾石、河砂和冶炼炉渣等。
不同搅拌磨的结构特点
（1）塔式磨机
塔磨机主要由驱动装置、传动装置、工作部件、筒体和机架组成。
塔磨机结构示意
1—检修门;2—筒体;3—给矿口;4—传动轴;5—推力轴承;6—联轴器;7—电动机;8—减速机;9—减速机座;10—加球口;11—分级机;12—循环泵;13—排矿口;14—螺旋叶片;15—回矿管;16—排空口;17—磁性衬板
塔式磨机的工作过程：物料进入磨机后，在搅拌器的作用下与磨矿介质充分混合，并沿轴向做上下循环运动，沿环轴方向做圆周运动；物料被介质重力和挤压力联合作用下产生的冲击、剪切和摩擦力进行破碎，破碎产物靠自身重力作用自然分级，大粒物料下沉继续被研磨，小粒物料则上浮进入分级装置，溢出成为合格的磨矿产品。
塔式磨机最主要的优势是能耗低，较传统球磨机可节约能耗30%～50%，同时拥有占地面积小、介质消耗低等优点;但当给矿粒度中－75μm粒级含量低于30%时，塔磨机与球磨机的能耗差别不明显。
（2）艾砂磨机
艾砂(Isa)磨机是搅拌磨卧式结构的代表，主要由电动机、减速机、工作部件、筒体等组成。
艾砂磨机结构示意
1—电动机;2—减速机;3—轴承座;4—进料口;5—工作部件;6—筒体;7—排料口
艾砂磨机通过水平高速搅动物料和磨矿介质，从而达到研磨剥蚀的目的。艾砂磨机的工作部件由主轴和多个并排串在轴上的圆盘组成，主轴与电动机、减速器联结，物料从进料口给入后与磨矿介质做绕轴向的圆周运动和自转运动，物料运动到排矿口，排矿口设有分级设施，可实现循环分级，使合格粒度物料排出，而不合格物料和介质则返回继续研磨，不需设分级机。艾砂磨机产品粒度一般在6μm左右或更细。
艾砂磨机使用的是直径更小的磨矿介质，直径一般小于3mm，多为陶瓷球，介质比表面积更大，磨矿效果更好，常用于细磨、超细磨流程中，由于其筒体可沿轴向平移，便于检修。
（3）螺旋搅拌磨机
主要以立式螺旋式搅拌磨机为代表，由立式筒体组件、电机、减速机、螺旋式搅拌装置等组成。
立式螺旋搅拌磨机结构简图
立式螺旋搅拌磨机主要靠研磨介质重力和螺旋搅拌带来的摩擦力来实现细磨或再磨，其通常采用高铬球、陶瓷球等作为研磨介质，介质直径为12～30mm，工作时搅拌装置以2．5～4．0m/s左右。因其转速较低、研磨介质直径较大，故其一般适用于给矿粒度F80=74μm左右的有色金属矿物细磨或再磨，产品粒度不低于P80=20μm。
（4）盘式搅拌磨机
盘式搅拌磨机主要由电机、轴承体、筒体组件和搅拌装置等组成，分为立式和卧式搅拌磨机2种，两者的主要区别在于筒体和搅拌装置的安装固定方式。
盘式搅拌磨机的搅拌外圆线速度达19～22m/s左右，内部的能量密度可高达350kW/m3，研磨介质主要为高密度的氧化锆陶瓷球，介质直径一般较小在2～6mm左右，故其主要利用极高的研剥力和能量密度来实现超细磨。一般用于有色、非金属矿物或化工、颜料行业的超细磨，适用于给矿粒度F80=38μm左右，产品粒度一般小于P80=10μm。
（5）棒式搅拌磨机
立式棒式搅拌磨机，一般由电机、减速机、棒式搅拌装置、筒体组件等组成。
立式棒式搅拌磨机可以使用氧化锆、氧化铝等陶瓷介质或玻璃球、石子等作为研磨介质，介质直径在2～20mm之间，搅拌装置线速度一般为6～13m/s。由于介质种类多、转速范围大，故其既可以适用于某些有色矿物细磨作业也可适用于某些非金属矿物再磨和擦洗作业，一般适用于给矿粒度F80=150μm左右，产品粒度在P80=20μm左右。
（6）间歇式搅拌磨机
安装有循环卸料装置，不仅能保证磨矿过程中物料的循环混合，而且保证了产品及时出料。主要应用于精细陶瓷、电子材料、粉末冶金等行业。当配备大容积循环罐和多台搅拌磨串联使用时，可以分别用于循环磨矿和连续磨矿。
（7）循环式搅拌磨机
常采用圆盘式搅拌器，通过控制给料速度来控制物料在筒体内的停留时间，给料速度愈慢，停留时间愈长，产品粒度愈细;反之，产品粒度越粗。磨矿效率高，循环罐还具有混合与分散功能，节能高效。
（8）连续式搅拌磨机
筒体直径较小，循环罐容积较大，筒体上部安装有滤网。研磨物料时，物料在筒体和循环罐内高速轮回，达到合格产品粒度为止。
（9）湿式搅拌磨机
湿式搅拌磨被普遍应用于涂料、陶瓷、化工、微生物等领域，同时，在此类磨机中还可实现对物料的粉碎、浸出和萃取。
（10）干式搅拌磨机
干式搅拌磨在研磨物料时，表面能会随着物料粒度变细而急剧增加，自发团聚现象增多，出料粒度比同型湿式搅拌磨粗；同时，持续的剪切力和冲击力作用下，筒体内热量积聚导致温度升高，需安装冷却装置以防止磨矿效率降低。
影响搅拌磨效果的工艺参数
与传统球磨机相同，矿浆浓度、搅拌速度、磨矿介质尺寸等都会影响搅拌磨的磨矿效果。
（1）矿浆浓度
增加磨矿介质与被磨物料接触的机会，就增加了它们之间相互碰撞、研剥、擦洗的几率。浓度过大，矿浆流速受阻，磨矿时间延长，对于其中的细粒物料易过磨;浓度过大还会导致粗粒不易下沉，而随矿浆流走，造成“跑粗”;浓度过小，矿浆流速较快，磨矿时间缩短，部分大粒尚未得到有效研磨也随矿浆流走，同样会造成“跑粗”;所以必须控制适宜的磨矿浓度，一般粗磨取75%～85%，细磨控制在65%～75%。
（2）搅拌速度
搅拌速度大可加剧磨矿介质与被磨物料之间的运动，但也会加速磨机内衬地磨损，还会增加介质消耗造成能耗浪费，因此搅拌速度应视情况进行合理地调整，不宜太快。
（3）磨矿介质尺寸
对粗粒物料进行磨矿处理时，主要是冲击力作用，粒径较大的磨矿介质即可达到要求;而处理细粒物料时，则需要较强的研磨作用，主要是获得剪切力和挤压力，所以要求使用粒径较小的介质。
（4）料球比
料球比是指被研磨物料和球的体积之比，是影响搅拌磨机磨矿效果的一个重要工艺参数。在实际生产中，当料球比较小时，磨矿介质撞击、研磨作用于物料的机率也相应较小，研磨球与研磨球之间、研磨球与衬板之间冲击的无用功损耗增加，粉磨效果差，金属消耗多；反之，当料球比较大时，磨矿介质颗粒与物料颗粒之间的碰撞、研磨作用机率相应增加，粉磨效率较高。但是，当料球比过大，说明磨机内存料过多，磨矿介质的量会阻碍搅拌器的有效旋转运动，介质撞击、研磨的机率及强度相应减小，且容易产生缓冲作用与过粉碎现象，研磨效率下降。因此，料球比需根据实际情况适当选取。
（5）滞留时间
滞留时间是指矿料在搅拌磨机筒体内部停留的时间，是影响产品粒度和磨矿效果的因素之一。滞留时间是磨机有效容积、矿浆浓度和单位时间处理量的函数，与磨机的有效容积、矿浆浓度和矿浆密度成正比，与磨机单位时间处理量成反比。在磨矿作业中，为提高磨机的磨矿效果，可通过增大矿浆浓度和减小磨机单位时间处理量来实现。
搅拌磨的发展及应用
近十几年来发展较为迅速，搅拌磨已广泛应用于矿业、冶金、油漆、油墨、颜料、造纸涂料、陶瓷釉料、磁性材料、塑性填料和功能材料等行业。
目前，以美卓矿物公司的VTM系列、SMD系列搅拌磨机、德国爱立许公司的ETM系列搅拌磨机以及由MountIsa矿山与德国Netzsch公司联合研制的Isa磨机在矿山企业应用较为广泛。国内，包括但远不止以下企业的搅拌磨机，已成功应用于各类矿石细磨的工业生产。
长沙矿冶研究院矿冶装备公司JM 系列立式螺旋搅拌磨矿机
北京矿冶研究总院的KLM系列立式搅拌磨矿机
中信重工机械股份有限公司的CSM系列立式搅拌磨矿机
咸阳非金属矿研究设计院有限公司JM系列搅拌磨机
昆山强迪粉碎设备有限公司LSM大型立式湿法搅拌研磨机
细川密克朗(上海）粉体机械有限公司湿法卧式搅拌球磨机AHM
长沙万华粉体设备有限公司LXJM系列大型超细搅拌磨机
无锡新而立机械设备有限公司LM湿法搅拌磨
湖南金磨科技有限责任公司CRJM系列立式螺旋搅拌磨矿机
淄博启明星新材料股份有限公司LJM湿法立式搅拌磨
长沙嘉格尔机械制造有限公司大型搅拌磨机
徐州双圆粉体工程有限公司SJM型湿式超细搅拌磨
郑州开元机械设备有限公司JM系列立式螺旋搅拌磨
……
未来，搅拌磨还需要不断的提高和完善，逐步扩大生产使用范围，尤其是非金属矿磨矿生产使用方面，并在大型化、智能化、专用型、提高易损件使用寿命等方面开展工作，以求获得更多的技术突破及创新，以适应未来矿业开采利用发展的需要。
参考资料：
敖顺福等.搅拌磨技术及其选矿应用现状
彭艳荣等.典型搅拌磨工作原理及应用情况
李椿楠等.搅拌磨机的研究及应用现状
卢世杰等.典型湿式搅拌细磨技术与应用进展
（中国粉体网编辑整理/黑金）
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