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鄭水林教授談粉體加工中超細粉碎與精細分級設備選型原則 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2015-09-17 10:21:53 瀏覽次數: |
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前言:現代高技術和新材料產業的發展、傳統產業的技術進步和產品升級要求許多粉體原料具有細微的顆粒、嚴格的粒度分布、特定的顆粒形狀和極高的純度。未來非金屬礦物原料或材料總的發展趨勢是高純、超細和功能化。目前雖然可以通過化學合成法制備高純超細粉體,但因成本過高,至今未能用于工業化生產。獲得超細粉體的主要手段仍然是機械粉碎方式。
面對各種不同類型、規格的超細粉碎與精細分級設備,如何選擇合適于企業自身超細粉體產品的加工設備。為此,中國粉體技術網小編專門采訪了我國非金屬礦加工行業知名專家中國礦業大學(北京)的鄭水林教授。
中國礦業大學(北京)鄭水林教授
鄭水林教授認為,超細粉碎工藝設計與設備選型的原則是既要滿足產品綱領設計(即生產規模、產品品種與產量和質量指標)的要求,更要在此前提下盡可能的節省投資、降低能耗與磨耗,同時滿足環保與勞動安全與衛生法規。
產品綱領包括規模、產品結構和產品質量指標等,其中規模一般是年生產能力,產品結構一般是產品品種與產量,產品質量指標一般包括產品細度(粒度大小和粒度分布)、顆粒形狀、純度與粒形等。
投資額直接影響工廠將來的經濟效益,在滿足設計產品綱領的前提下,應盡可能的節省投資。設備投資是項目投資額的主要構成部分。因此,要在滿足產品綱領及綜合性能指標比較的基礎上選擇投資較省的工藝設備。
單位產品能耗是超細粉體最主要的生產成本構成之一,直接影響產品的市場競爭力和企業的經濟效益。因此,盡可能選擇高效低能耗的設備并簡化工藝流程,減少生產線的總裝機容量,降低單位產品能耗。
超細粉體加工中,粉碎、分級設備的磨耗和研磨介質消耗是不可避免的。這些磨耗不僅增加生產成本,而且污染物料,導致被粉碎物料的純度下降,影響最終產品的質量。因此,要盡可能選擇磨耗較低的設備。
環境保護法規和標準是強制性的,如大氣污染防治法、水污染防治法、噪聲污染防治法等,在工藝設計和設備選型中一定要有環境保護措施,確保滿足環境保護法規的要求。
勞動安全和衛生法規也是強制性的,在工藝設計和設備選型中一定要同時考慮。
超細粉碎工藝設計與設備選型的一般順序或程序是:首先確定生產能力和產品綱領,根據生產能力和產品綱領以及原料特性設計工藝方案,根據工藝方案進行設備選型。
生產能力和產品綱領一般由項目建設或投資方制定或提出,并以合同的方式作為設計單位或工程承包商進行工藝設計和設備選型的依據。確定產品綱領的依據是國內外生產現狀、市場需求現狀和預測。產品綱領要詳細列出產品的品種、規格和質量要求、產量等。產品質量指標要符合或滿足國家標準及市場要求。
工藝方案主要包括技術路線(干法、濕法或干濕結合)和工藝流程及計算。
設備選型包括主要設備的型號規格與數量、輔助設備和設施的型號規格與數量等。
主要設備選型的內容主要包括兩個方面:一是設備的類型,即在不同種類的各類超細粉碎和精細分級設備中選擇合適的設備類型;二是設備的型號規格,即在同種類型設備的各種不同型號規格中選擇適當的設備型號或規格。
面對眾多的設備制造廠商,如何選擇超細粉碎和精細分級設備類型及型號規格呢?鄭教授建議可按以下程序進行比較和選擇:
(1)可否滿足產品綱領中要求達到的產品細度?如果被考查的設備滿足不了這一要求,就無需再進行下一步的比較。
(2)可否滿足設計產品綱領中要求達到的產量或規模?在滿足第(1)條的基礎上,要考察設備能否滿足產量或規模設計要求。當然,產量與設備臺數有關,但是,在一定的產量下,設備的臺數應少些為好,也即設備的單臺生產能力越大越好。
(3)單位產品能耗(kWh/噸產品)是多少?在上述(1)、(2)均滿足的前提下,能耗是設備選型比較的一個非常重要的因素。能耗或耗電是超細粉體產品生產成本的主要構成部分,單位產品能耗越低,生產成本越低,產品的市場競爭力就越強,企業的經濟效益自然就越好。因此,應選擇單位產品能耗最低的設備。
(4)設備的磨耗是多少?磨耗一是影響設備主要部件或研磨介質的使用壽命或更換周期;二是影響產品的純度或質量;三是增加產品成本。設備的磨耗是不可避免的,但應越小越好。在未經長期運轉或測定磨耗數據的前提下,設備選型時可對設備易磨損部件的工作強度、材質等進行比較分析或對材質和使用壽命提出具體要求。
(5)質量監控手段是否完善?主要工藝設備配有較好的質量監控手段可以更好的穩定產品質量和提高粉碎和分級作業的效率。
(6)能否滿足國家環保和勞動、安全與衛生標準或要求。
此外,還要比較設備配套性和操作的簡便性。在其它性能均較好的前提下應選用綜合配套性能好、操作維護較簡單的設備。
精細分級設備的選型,還要比較和考察其分級效率。實際選型比較中,可用小于某一粒度細粉的提取率來衡量其分級效率。細粉的提取率越高,分級效率就越高。
最后,鄭教授建議,對主要設備進行選型比較之前最好是對超細粉碎和分級設備的類型、結構、工作原理與性能特點、應用以及設備生產廠商有一定的了解。一般情況下應選擇成熟、性能較優的工業設備。對于現階段我國的超細粉碎和精細分級設備,選型之前的帶料試驗常常是必要的,但是面對眾多的超細粉碎和精細分級設備生產廠家,一般情況下難以一一親臨進行試驗,建議預先選擇進行試驗比較的設備的制造廠商。一般同一類型的設備可選擇2至3家進行試驗和選型比較,不同類型的設備原則上都應進行選型比較和試驗,尤其是尚未長時間運行的新型設備。但是,如果擬作選型比較的設備已有成功的生產實踐,而原料性質及產品質量和數量要求又與之相同或相近,也可以省略試驗。
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