輥壓磨與球磨機在鈦白粉后處理中的應用

王智+陶厚東+齊飛

摘 要：鈦白粉后處理必須將粗品研磨分散，以滿足包膜需求。為了使粗品研磨效果更好，更加節能降耗，我公司研磨粗品采用輥壓磨和球磨機配合使用。文章主要介紹輥壓磨與球磨機配合使用的優點。

關鍵詞：硫酸法鈦白粉；輥壓磨；球磨機

前言

經鍛燒的鈦白粉大都是粒子的聚結物，需進行粉碎才能使粒度達到顏料標準的要求，從而獲得盡可能高的不透明度及其他顏料性能。鈦白粉對顆粒大小和粒度分布有嚴格的要求，因此選擇合適的粉碎設備和工藝流程很必要[1]。

我公司根據生產需要，采用輥壓磨和球磨機配合使用的方式，將落窯品研磨分散，在實際生產中取得了較好的效果。粗品經過輥壓磨碾壓之后，經過輥壓磨打漿槽，在攪拌的作用下加入脫鹽水和分散劑制成漿料，漿料經球磨機研磨后轉入漿料儲槽，供砂磨崗位使用。在這個崗位關鍵是要控制漿料的篩余，如果篩余過大，將增加砂磨機的壓力，不利于后續的研磨分散。

1 輥壓磨與雷蒙磨比較

1.1 輥壓磨的結構

輥壓磨工作時，依靠一套液壓機構，對兩個輥子施加巨大壓力，將粉碎所需要的能量作用于物料上，使得輥子之間的物料被粉碎和壓實，形成片狀。在這個過程中，物料顆粒內部產生大量裂紋，結構被破壞，可磨性得到了極大改善，更易于粉碎和分散[2]。

1.2 輥壓磨的優點

國際上最早用輥壓磨粉碎鈦白粉的是德國的克朗諾斯，他們于2001年前后與設備生產商HOSOKAWA共同試驗開發出適用于鈦白粉生產的輥壓磨，在此之前，國際上都用雷蒙磨來粉碎鈦白粉[3]。

輥壓磨與雷蒙磨的優缺點對比：（1）運行維護費用對比：因輥壓磨是靠靜壓力擠碎鈦白粉晶粒，所以該設備在運行時噪音很低，易損部件少，運行費用很低，每年不超過30萬元。雷蒙磨噪音大、梅花架、輥子、磨環等部件經常損壞，備件只能從國外進口，每年運行費用多達500多萬元[4]。（2）能耗對比：輥壓磨運行只需要1臺電機，電耗低；雷蒙磨運行除主體電機外，還要1臺大型風機將物料從磨中帶出來，能耗高。（3）產品質量對比：由于輥壓磨粉碎物料時，所有物料都從輥子之間通過，所有鈦白粉晶粒都受高壓力擠壓，因此，其產品粒度更均勻，質量更好。雷蒙磨在粉碎時，總有一部分物料沒有經過粉碎就被強風帶出，因此，其產品粒度均勻性差，質量也稍差。此外，輥壓磨在粉碎鈦白粉時，輥子磨損很少，因此不污染產品，保證了產品的質量。

2 球磨機與膠體磨比較

我公司原來所選用的粉碎設備為輥壓磨與膠體磨，兩種設備配套進行鈦白粉的研磨粉碎。但是有許多缺點與不足，主要是膠體磨磨盤的壽命過短，更換頻繁，且帶入產品的雜質量較高。故我公司擬用球磨機代替膠體磨，此設備生產量大、粉碎效率高、使用周期長。

2.1 球磨機原理

當球磨機回轉時，鈦白粉漿料由于離心力的作用，隨筒體一起回轉，被帶到一定的高度時，由于其本身的重力作用拋落下來，對物料進行沖擊，同時，陶瓷珠在磨腔內滑動和滾動，對物料起研磨作用，在研磨介質沖擊和研磨的共同作用下對物料被粉碎和磨細[5]。

2.2 球磨機與膠體磨研磨效果比較

我們在漿料濃度一定的情況下，分別取球磨機和膠體磨的漿料，測定篩余。

篩余的測定方法如下：等機器運轉穩定后（約30min）在球磨機或膠體磨出口取得研磨后漿料，測其濃度C（g/L），體積V（ml）。然后其次將漿料倒至檢驗篩，用水沖洗至下清液無色為止（約10min），將檢驗篩拿至干燥箱烘干（溫度設定為135℃，時間為1h）。最后將烘干后帶有干基漿料的檢驗篩取出，冷卻至室溫后，稱得檢驗篩中漿料干基質量m，得到其篩余W=m×1000/C×V×100%。

通過一個月的跟蹤，球磨機與膠體磨數據分別為：濃度平均值（g/L）558，553；篩余的最大值（%）7.08/10.89；最小值2.2/3.12，平均值4.66/7.26.可見，相同濃度下，球磨機效果要好于膠體磨，并且球磨機篩余比膠體磨穩定。

2.3 球磨機與膠體磨篩余變化趨勢對比

為了考察球磨機和膠體磨的篩余隨著產量增加的變化趨勢，我們將一個新膠體磨和球磨機一個月跟蹤的篩余數據，每周統計一次平均值，為了數據有代表性，我們將漿料濃度都控制在550-600g/L。試驗結果如圖2所示。

由圖2可見，膠體磨隨著產量的增加，篩余不斷上升，按每天產量50t計算，到第四周也就是1500t左右時，篩余已經大于10%。我們一般在篩余大于10%時調整膠體磨的間隙，當產量達到2000t左右時，就要更換磨盤。而球磨機磨損較小，篩余較穩定，一般在3%-7%之間波動。

2.4 膠體磨與球磨機經濟效益對比

我公司后處理生產量為10萬噸/年，每條線產量約為3.33萬噸/年，每條線需用兩臺膠體磨進行研磨粉碎，而膠體磨生產2000t后就必須更換磨盤，磨盤價格約為8000元/臺。在生產中一臺球磨機可代替兩臺膠體磨，產量相同。每年需更換膠體磨50臺，所需成本就要40萬，而球磨機每年檢修、維護、保養等只需花費約3萬元。由此來看，一臺球磨機每年可為公司節約37萬。

3 結束語

我公司采用輥壓磨和球磨機配合的方式在后處理中對粗品進行初步研磨分散，在實際生產中有很多優勢。通過實驗數據，我們發現輥壓磨相對于雷蒙磨有維護費用低，能耗低，產品質量好，雜質少的優點，而球磨機相對于膠體磨有產量大，粉碎效率高，研磨效果好，漿料篩余低，粒徑均勻、磨損小的特點。因此，輥壓磨和球磨機配合使用在鈦白粉后處理生產中的應用效果較好。

參考文獻

[1]符永生，李愛華.金紅石鈦白粉后處理工藝的改進[J].化工技術與開發，2010，39（12）：59-61.

[2]張益都.硫酸法鈦白粉生產技術創新[M].北京：化學工業出版社，2010.

[3]陳德彬.淺談金紅石鈦白粉后處理技術[J].湖南化工，1994（2）：48-50.

[4]刁東俠.鈦白粉初級成品粉碎生產工藝及設備選型[J].硫磷設計與粉體工程，2009（4）：8-10.

[5]唐文騫.硫酸法鈦白粉生產中工藝技術及設備的分析和評論[J].化工設計，2004，14（3）：13-16.

作者簡介：王智（1986，03-），男，本科，助理工程師，研究方向：鈦白粉生產技術。