淺談礦物混合料攪拌設備的發展

寧曉光　薛羊　王世杰

摘 要：礦物混合攪拌設備作為礦業單位正常工序中一個不可或缺的配套設備，在近些年取得了飛速的發展，其根本原因在于礦物企業的發展。現在國內外從事攪拌設備研制，制造的廠家數量成幾何級別井噴發展，所以涉及的產品型號也由原先的50多種發展到1000多種。在能源安全問題尤為嚴峻的今天，礦物混合攪拌技術在工程界得到很大的重視。

關鍵詞：攪拌設備；發展趨勢；礦物混合

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.072

1 引言

在很久遠的封建時期，攪拌設備在我國就有了廣泛的應用。但真正開始系統性開發系列攪拌設備還要從上個世紀70年代開始。攪拌設備的研發有很多需要解決的問題，其中最大的要屬于磨損與穩定性問題，攪拌設備的智能控制問題。在原礦石價格飛漲而我國礦石產量不斷減少的當今大勢下，高效經濟的攪拌設備深得企業的喜歡[1]。

攪拌設備之所以會得到這么廣發的應用，其實離不開石油、化工、冶金等行業的快速發展。在這些行業中攪拌設備常常會被當作一種重要的能量，物理狀態轉換的重要工具，不可或缺的地位很明顯[2]。但是長期的攪拌設備的應用史告訴我們攪拌設備不可避免的會產生一些問題，例如效率低，能耗大，槳葉的磨損問題。這些都極大的影響了攪拌設備的功效最大化應用。研究人員很難對攪拌設備的在混合穩定性做出準確判斷，就是因為起內部的流固兩相流混合特性的研究仍然停留在理論數學公式上，難以應對工程實際中出現的問題，更難以進行預測。單層槳葉的非穩態湍流模型的計算方式方法很難在多層槳葉的計算中取得準確計算結果，導致了很多設計與應用的不相符問題的出現。

2 礦物混合攪拌設備

當今國內工業發展，對于低能耗，小磨損的工業產品的需求量與日俱增，在綠色能源發展的概念下，高效的粘性顆粒分散效率和質量是攪拌設備的必備因素。高效的混合技術和分散能力更是攪拌設備的發展趨勢。分析攪拌設備的發展大勢以及現行攪拌設備的發展綱要，得出攪拌設備的未來發展趨勢，今使其裝化效率高，攪拌能耗低，攪拌葉輪的磨損低。

簡單的來解說攪拌槳在攪拌設備中的作用，無非是由電機帶動做旋轉運動。旋轉形成的渦流把機械能傳遞到攪拌設備中物料中。物料之間進行有效的對流，加速物料之間的分散均勻過程。這一過程是強制性的。可以這樣認為：這是主題對流擴散和渦流擴散的綜合作用。一是將能量傳遞給周圍的混合液，使其做混合循環流動，二是將更多的混合液帶入到宏觀流動中，繼續形成對流運動。漩渦流動就是湍流作用的本質，湍流也和混合速度有一定的正比例關系。在攪拌槳的作用下，物料受到葉輪的強力攬拌在葉輪區域形成高湍流區，物料在湍流、剪切、撞擊、空穴等作用下達到分散、混合效[3]。

按照攪拌設備的工作方式，我們可以將其分為：不間斷式和間斷式混合料攪拌設備。不間斷式攪拌設備的特點是采用順利順流方式，動態計量級配的礦物原石和攪拌藥物不間斷從攪拌筒的前部進入，在攪拌筒的后部與動態計量不間斷混合礦物原石和攪拌藥劑。間斷式混合料攪拌設備的特點是在攪拌礦物原石的工作期間，間斷啟停攪拌設備，其達到均勻分散攪拌混合液的目的，效果極佳[4]。

而在現場使用中經常會出現很多運行故障。就以浸出和吸附兩裝置來說，它們都是經過單槳葉逐漸發展到多槳葉的，二者很多物理結構是想通的，但是有所不同的是多槳葉的浸出和吸附裝置二者之間會有一個多級篩，所以在運行會出現大量的問題。

（1）槳葉停止工作。在攪拌設備豎直方向大約1/3處的槳葉停止工作的原因有很多，但基本上是由于停電時間過長或因機械電氣故障搶修時間過長導致停機時間過長。加之工業生產中并未使用備用發電機組造成的，進而使得入浸礦量大，粒度，炭密度過高，槽中壓縮空氣充量不足。槳葉停止工作后，混合液必然不會繼續旋轉，如果在此過程中有異物進入攪拌設備，那么槳葉會因為成不規則勺形，進而無法形成負壓，影響正常的工業生產。某金礦炭漿廠在正常生產過程中不定期的會出現一些停機狀況，有時長達幾周，究其原因就是吸附設備的槳葉安裝不規范，呈勺形。結果按照正常操作規程安裝后，又由于安裝距離過大，仍出現不工作現象。該廠的生產設備即使開到功率最大是仍難以保證礦漿混合液高效混合，長此以往必然導致混合液中的雜志大量沉積在槳葉下方的攪拌死區。會發生卡死槳葉的物理性故障，出現不同狀況的生產事故。

（2）旋轉軸扭損。礦漿濃度大在浸出設備中，負荷大在吸附設備中，傳動部和電機轉軸的保養不良是經常需要面對的問題。這些問題不解決會使電機與針輪減速機，減速機與葉輪主軸聯軸節間的螺絲松脫或扭斷的概率大大增加。

（3）減速機油路堵塞及葉輪反轉[5]。

為了防止發生注入此類的生產問題，很多院校和企業聯合研發了一些改進型號的攪拌設備。逐漸解決了一些問題。經歷的過年的沉淀和快速發展，國產設備的技術水平和制造標準有了極大的提高，逐漸成為世界工程界一個不可忽視的存在。但是我們還要冷靜的看待我國的發展，有很多問題我們都需要去不斷創新，尤其在產品可靠性、耐久性、使用性能和壽命等方面與發達國家相比仍有一定的差距。

時至今日，在積累了大量工程實踐經驗后，國內不少民族品牌正大步走向世界，就品牌來說，我們仍有很大可以提升的空間。高的技術水平和完善的售后服務，是贏得國際市場認可的必要條件，不可回避。只有產品質量穩定、售后服務好、信譽高的企業才能在市場競爭中取得成功。在攪拌設備技術、結構日趨成熟，工藝流程和總體結構均基本已定型的今天，談及未來的發展，我們仍要堅信技術的不斷發展是大勢所趨，不斷的學習外國的產品技術是我們提升自己生產水平的必經之路，必須堅持“引進來，走出去”戰略。

3 結束語

總之，在國內有識之士的共同努力下，我國的攪拌設備定可以不斷突破自我，在世界攪拌工程市場上取得一席之地。

參考文獻：

[1]王利劍.非金屬礦物加工技術基礎[M].北京：化學工業出版社，2010：77-78

[2]朱文天.瀝青混合料攪拌設備的發展趨勢[J].交通世界，2012（12）：32-33.

[3]李新明. 漿化攪拌槽的液固兩相流及葉輪磨損特性的研究[D].長沙：中南大學，2012.

[4]張永衛.煤/油兩用瀝青攪拌設備的設計與應用[D].西安：長安大學，2008.

[5]曹孟富，艾滿乾.選金炭漿廠攪拌過濾設備問題探討[J].中國礦山工程，2004（02）：28-30.

作者簡介：寧曉光（1987-），男，遼寧大連人，碩士，研究領域：機械傳動與控制。