非金属矿粉碎与分级设备现状及发展趋势

４ ：１ ～９ ：１ 生 产 能 力 较 大 、效 率 较 高 ，用 于 中 碎 和 细 碎
４ ：１ ～８ ：１ 平 行 带 短 ，用 于 各 种 硬 度 物 料 的 粗 碎
４ ：１ ～８ ：１ 平 行 带 长 ，用 于 各 种 硬 度 物 料 的 细 碎
４ ：１ ～８ ：１ 平 行 中 带 等 ， 用 于 各 种 硬 度 物 料 的 中 碎 和 细 碎
拌磨机；这种搅拌球磨机已广泛用 与分级机构成闭路粉碎作业，这种
于高岭土、重质碳酸钙、云母、滑 球磨机—分级机干式闭路作业应用
石、各种等的生产；其中湿式搅拌 于超细重质碳酸钙的生产，给料粒
ａ
磨的产品细度可达 ｄ ＝ ２ μ ｍ 左右， 度≤ ５ ｍ ｍ ，产品细度可在 ｄ ＝ ５ ～
９７
９７
配置分级机后干式搅拌磨的产品细 ４ ５ μ ｍ 之间进行调控。研磨剥片机
滑石、石墨、硅灰石、锆英石、重 晶石等非金属矿物的超细粉碎加 工。
机械冲击式超细磨机是国内非 金属矿行业选用较多的超细粉碎设
ＰＯＷＤＥＲ－７
专家
Ｅｘｐｅｒｔ
ａ
ｂ
ｃ
ｄ
ｅ
ｆ
ｇ
图 ２ 气流粉碎机 （ａ ）水平圆盘式气流磨粉碎机；（ｂ ）循环管气流粉碎机；（ｃ ）流化床逆向喷射气流磨的结构； （ｄ ）对喷式气流磨：① － Ｍ ｉ ｒ ｏ － Ｊ ｅ ｔ 气流磨，② － 分级机，③ － 过滤器；（ｅ ）旋转冲击式气流粉碎机； （ｆ ）Ｌ Ｈ Ｙ 型气旋式气流粉碎机；（ｇ ）Ｊ Ｆ Ｃ 射（气）流粉碎机
转 筒 式 球 磨 机 摩擦、冲击、
＜ ５
行星式球磨机压缩、摩擦、冲击 ＜ ５
研磨剥片机 摩擦、碰撞、剪切 ＜ ０．２
砂磨机
摩擦、碰撞、剪切 ＜ ０．２
高压辊（滚） 挤压、摩擦
＜ ３０
磨机
高 压 均 浆 机 空穴效应、湍流和 ＜ ０．０３
剪切
胶体磨
摩擦、剪切
＜ ０．２
２～７４ 各种硬度非金属矿填料或颜料 ２～４５ 各种硬度非金属矿填料或颜料 ５～７４ 各种硬度非金属矿填料或颜料 ５～７４ 各种硬度非金属矿填料或颜料 ≤ ２～２０ 各种硬度非金属矿填料或颜料 ≤ １～２０ 各种硬度非金属矿填料或颜料 １０～４５ 各种硬度非金属矿填料或颜料
度可达 ｄ ＝ ３ μ ｍ 左右；立式螺旋 主要有 ２０、８０、３００ 和 ５００（升）等 ９７
搅 拌 球 磨 机 和 塔 式 磨 既 可 湿 式 粉 碎 几种机型（图 ７ ），采 用 多 级 串 联 配
也可干式粉碎，湿式粉碎产品细度 置、连续湿法研磨方式，产品细度
可达 ｄ ＝ ２ μ ｍ 左右，干式粉碎产 ９０
【关键词】非金属矿；粉碎；分级
非金属矿物粉体的加工设备很 多，按作业名称和产物细度可以分 为破碎、细磨和超细磨。通常将粒 度减小至 ２ ０ ～１ ｍ ｍ 的作业称之为 破碎；再细的粉碎作业（一般粒度 范围为 １ ０ ～１ ０ ０ ０ μ ｍ ）称为细磨； 加工 １ ０ μ ｍ 以下粉体的作业称为
超细磨矿或超细粉碎。
ｍｍ
ｄ ，μｍ
９７
＜ ２
３～４５ 高附加值非金属矿物填料或颜料
用 设 备 是 各 类 干 法 磨 粉 机 ， 如 雷 蒙 机械冲击磨 打击、冲击、剪切 ＜ １０
旋风自磨机 冲击、碰撞、剪切、
磨、立式磨、机械冲击磨、旋磨机、
摩擦
＜ ３０
８～４５ 中等硬度以下非金属矿填料或颜料 １０～４５ 中等硬度以下非金属矿填料或颜料
备，广泛应用于煤系高岭土、重晶
石、方解石、大理石、滑石、叶腊
石等中等硬度以下非金属矿物的超
细粉碎加工，产品细度一般可达到
ｄ ＝ １ ０ ～３ ０ μ ｍ ，配以高性能的精 ９７
细分级机后可以生产 ｄ ＝ ５ ～１ ０ μ ９７
ｍ 的超细粉体产品，产量从每小时
几百公斤到几吨。近两年，国内自
主研发的 Ｌ Ｈ Ｊ 型机械粉碎机以其
１５０～８００ 目（１５～１００ μ ｍ）的粉体 广 义 磨
≤ ３０
４５－１７５
莫氏硬度 ８ 以下物料的干式粗磨或细磨
产品，这种细度的粉体产品既可直 柱磨机
≤ ５０
机械冲击式粉碎机≤ １０
接 用 作 粒 度 要 求 无 需 超 细 的 塑 料 、 涡轮式粉碎机 ≤ １０
４５－８００ ２０－１５０ ３０－３５０
郑水林 男，博士；１ ９ ５ ６ 年 ６ 月生；先后毕业于武汉工业大学 和北京科技大学矿物加工专业。曾任原武汉工业大学北京研究生部教 授、系主任，北京工业大学责任教授；现任中国矿业大学（北京） 教授、博士生导师；中国颗粒学会常务理事、颗粒制备与处理专委会 副主任委员；中国硅酸盐学会非金属矿分会理事；中国非金属矿工业 协会副理事长、专家委员会副主任；中国非金属矿加工利用技术专业 委员会副主任兼专家组长；中国滑石协会专家委员会副主任；北京金 隅 集 团 技 术 中 心 专 家 委 员 会 委 员 ；《 中 国 粉 体 技 术 》、《 无 机 盐 工 业 》、《 中 国 非 金 属 矿 工 业 导 刊 》、《 中 国 材 料 科 技 与 设 备 》 期 刊 编 委。１ ９ ９ ９ 年入选北京市跨世纪优秀人才。著有《超细粉碎》、《粉 体 表 面 改 性 》、《 非 金 属 矿 加 工 技 术 与 设 备 》、《 超 细 粉 碎 工 艺 设 计 与 设 备 手 册 》、《 非 金 属 矿 加 工 与 应 用 》、《 中 国 煤 细 高 岭 岩 （ 土 ） 及 加 工 利 用 》、《 粉 体 技 术 手 册 》、《 超 微 粉 体 加 工 技 术 及 应 用 》、 《 非 金 属 矿 加 工 技 术 与 应 用 手 册 》、《 超 细 粉 碎 工 程 》、《 非 金 属 矿 物材料》等著作；公开发表论文 １ ０ ０ 多篇；拥有 １ ０ 多项发明专利。 主要技术专长和研究领域为：粉体加工（制备与表面改性）技术、非 金属矿深加工、非金属矿物材料等。
４５－５００ ４５－１２５
细磨 中硬以下物料的湿式或干式细磨 中等硬度以下物料的干式磨矿
１．２ 细磨
（雷蒙机）
细磨是矿石经破碎机破碎之后 的继续粉碎作业，主要用于加工
振动磨
≤ ３０
立式磨（辊磨机） ≤ ３０
２０－１２５ ３０－１５０
硬、中硬、软质物料的湿式或干式粗磨、细 磨或超细磨矿 硬、中硬、软质物料的干式粗磨或细磨
物料的干式粗磨或细磨 中等硬度以下物料的干式细磨 中等硬度以下物料的干式细磨
橡胶、油漆涂料、造纸、陶瓷、耐 火材料、胶粘剂、油墨、玻璃、机 械等工业领域的填料或颜料，也可 作为下续超细粉碎作业的原料。常
设备类型 气流磨
表 ３ 超细粉碎设备类型及其应用
粉碎原理 冲击、碰撞
给料粒度 产品细度
应用范围
磨机类型 球磨机
给 料 粒 度 产品细度 ｄ ９７
（ｍ ｍ ） （μ ｍ ）
应用
≤ ３０
４５－１５０
硬、中硬、软质物料的湿式或干式细磨
大、产品粒度均匀、选择性破碎作 棒磨机
≤ ３０
１２５－３０００ 硬、中硬、软质物料的湿式或干式粗磨或
用强等特点，但设备易磨损、噪声 大。
砾磨机 悬辊式磨粉机
≤ ３０ ≤ ３０
ａ
较大的单机生产能力和较低的单位
产品能耗及操作方便等性能在重晶
石、滑石、煤系硬质高岭土的干法
超细粉碎加工中得到了广泛应用。
图 ３ 所示为用于非金属矿物填
料和颜料超细粉碎的机械冲击式磨
机。
介质超细研磨机包括搅拌球磨
ｂ
ｃ
机、振动球磨机、旋转筒式球磨机、
图 ３ 机械冲击式粉碎机
研 磨 剥 片 机 、 塔 式 磨 、 砂 磨 机 等 几（ａ ）Ｌ Ｈ Ｊ 型机械粉碎机及生产线；（ｂ ）Ｃ Ｍ ５ １ Ａ （Ｃ Ｍ ５ ３ ）型超细粉磨机；（ｃ ）Ｊ Ｃ Ｆ １ ０ ０ ０ 型冲击磨
７ ：１
用于脆软及磨蚀性物料的粗碎和中碎
３：１ ～１８ ：１ 粉 矿 少 ，用 于 物 料 的 细 碎
３０～４０：１ 破 碎 比 大 、产 品 粒 度 均 匀 ，用 于 脆 性 物 料 的
３０～４０：１ 粗 、 中 、 细 碎
２０：１～４０：１ 破 碎 比 大 、产 品 粒 度 均 匀 ，用 于 脆 性 物 料 的
专家
Ｅｘｐｅｒｔ
非金属矿粉碎与分级设备
现状及发展趋势
■ 郑水林 ／ 中国矿业大学
【摘要】伴随非金属矿物粉体原料和材料市场的快速发展，中国非金属矿物粉体工业已形成相当大的规模，２ ０ ０ ６ 年国内主要非金属矿物粉体的总产量已超过 １ ． ２ 亿吨。与此同时，非金属矿物粉体加工设备也有了显著进步。本 文对破碎、细磨、超细磨及分级等加工设备的现状进行了总结评述，并对其发展趋势进行了分析和展望。
８－ＰＯＷＤＥＲ
专家
Ｅｘｐｅｒｔ
种类型。依搅拌机构的不同，搅拌 球磨机有轴棒式、圆盘式、螺旋式 及棒盘复合式等几种机型，图 ４ 所
ｄ ＝ ３ μ ｍ 左右，干式振动磨可达 ９７
ｄ ＝ １ ０ ～２ ０ μ ｍ 左右。用于超细粉 ９７
碎 的 旋 转 筒 式 球 磨 机 （图 ６ ），使用
示为目前工业上应用的几种大型搅 球或钢段作研磨介质，在生产中常
１ ．粉碎加工设备现状 １．１ 破碎
目前，在非金属矿物加工中的 采用的破碎设备主要由颚式破碎 机、锤式破碎机、反击式破碎机、圆 锥破碎机和辊式破碎机。这些破碎
设备的性能及其应用如表 １ 。 非金属矿加工厂的粗碎作业一
般选用颚式破碎机；硬矿石和中硬 矿石的中、细碎破碎设备一般采用 圆锥破碎机和辊式破碎机；脆性和 易碎性矿物采用反击式破碎机和锤 式破碎机。
粗、中、细碎
目前非金属矿物粉体加工业中 所用的超细粉碎设备主要有气流 磨、高速机械冲击磨、搅拌球磨机、 研磨剥片机、砂磨机、振动球磨机、 旋转筒式球磨机、塔式磨、旋风磨、 辊（滚）磨机、胶体磨等。其中气 流磨、高速机械冲击磨、旋风磨、辊 （滚）磨机等为干式超细粉碎设备； 研磨剥片机、砂磨机、胶体磨等为
品细度可达 ｄ ＝ ５ ～１ ０ μ ｍ 。超细 ９７
依靠内分级功能和借助外置分 级装置，气流磨机可加工 ｄ ＝ ２ ～５
９７
μ ｍ 的粉体产品，产量从每小时几 十公斤到几吨。目前气流磨机主要 有扁平（圆盘）式、循环管式、对
喷式、流化床逆向喷射式、旋转冲 击式和靶式等几种机型和数十余种 规格（图 ２ ）。在 国 内 超 细 粉 碎 设 备 制造厂商中，流化床气流磨机的生 产厂家最多。这些气流磨主要用于
ห้องสมุดไป่ตู้
辊式破碎机适于破碎脆性物料 和避免过粉碎的物料，它构造简 单、容易制造，但滚筒易磨损、处 理量不如圆锥破碎机大。
反击式破碎机和锤式破碎机适 用于破碎中硬物料、特别是易碎性
见表 ２ ）。图 １ 所示为常用的球磨机、 棒 磨 机 、 雷 蒙 磨 （ 悬 辊 式 盘 磨 机 ）、 辊磨机、涡流磨、广义磨、振动磨 等磨粉设备的示意图。配套的分级 设备大多是空气离心式分级机。
振动磨、干式球磨机、涡流磨、锤 磨机、辊压磨等。从是否使用研磨 介质来说，这些设备又可分为两类： 一是无研磨介质磨机，包括雷蒙磨、 立式磨及旋磨机，涡流磨、锤磨机、 辊磨机、机械冲击式磨机等；二是 介质研磨机，包括干式球磨机、振 动磨、行星磨、干式搅拌磨等（详
振动磨
摩擦、碰撞、剪切 ＜ ５
搅拌磨
摩擦、碰撞、剪切 ＜ １
１～１０ 云母、石墨等中等硬度 以下非金属矿
≤ ２～２０ 石墨、云母等非金属矿
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ａ
ｂ
ｃ
ｆ
ｇ
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ｄ
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ｈ
ｉ
ｊ
ｋ
ｌ
ｍ
ｎ
ｏ
图 １ 常用的干式磨粉设备 （ａ ）球磨机；（ｂ ）棒磨机；（ｃ ）悬辊式磨粉机（雷蒙磨）系统；（ｄ ）辊磨机外形；（ｅ ）辊磨机内部结构；（ｆ ）拉杆式磨粉机；（ｇ ）Ｈ Ｗ Ｖ 旋风磨；（ｈ ）Ｑ Ｗ Ｊ 涡旋磨；（ｉ ）销钉磨；（ｊ ）Ｃ Ｗ Ｍ 涡流磨；（ｋ ）Ｃ Ｗ Ｊ 粉碎机；（ｌ ）广义磨；（ｍ ）柱磨机；（ｎ ）单筒振动磨：（ｏ ）双 筒振动磨
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表 １ 破碎机类型、性能及应用
１．３ 超细粉碎
类型
品种
颚式破碎机 简摆式
复摆式
圆锥破碎机 标准型
短头型
中间型
辊式碎碎机 单辊式
双辊式
反击式破碎机单转子
双转子
锤式破碎机
破碎比
性能特点及应用
４ ：１ ～９ ：１ 产 品 较 粗 、粉 矿 较 少 ，用 于 粗 碎 和 中 碎
湿式粉碎机；搅拌球磨机、振动球 磨机、旋转筒式球磨机、塔式磨等 既可以用于干式也可以用于湿式超 细粉碎。表 ３ 所示为上述各类超细 粉碎设备的粉碎原理、给料粒度、 产品细度及应用范围。
物料，如石灰石、方解石、滑石、高
表 ２ 磨机的种类及应用
岭石、石棉等。具有体积小、构造 简单、破碎比大、能耗低、处理量