云锡老厂分公司选矿车间 云南 个旧 661000
【摘 要】本文介绍了塔磨机的结构和塔磨机的工作原理，同时将塔磨机和传统球磨机进行对比，分析塔磨机在磨矿工艺中的优势，并且对塔磨机在我国的运用现状和未来的发展趋势进行了介绍。
【关键词】塔磨机；结构和工作原理；运用优势；现状和发展趋势
面对当代矿山广泛存在的贫、细、杂、难等诸多矿石性质问题，磨矿的细度是铜精矿品位的主要影响因素之一，矿物要能单体解离粒级须更小才行。矿石磨不细和过磨现象并存，在选矿磨矿工艺中是最突出的问题。减少矿石过磨现象，提升选矿效率的关键是针对性的磨矿且及时把已经磨好的粒级合格的矿石高效分级出来。塔磨机是一种当代矿石细磨以及超细磨的磨矿设备，因其具有磨矿介质消耗低，能耗低，磨矿效率高等优势越来越多的受到重视。
1 塔磨机介绍
1950年，日本人发明了一种高效的磨矿设备，塔磨机。塔磨机在国外的铅锌矿、铜矿、铁矿中均有运用。塔磨机是一种细磨设备，其带有搅拌装置、垂直安装，一般和水力旋流器构成闭路进行磨矿。螺旋桨装在圆筒形磨机的中心轴垂直方向上，在螺旋桨的搅拌下，磨机中的介质循环上下运动，进行矿物磨碎作业。物料从塔磨机的下部进入，研磨后，在外力及重力作用下分离符合要求的产品，产品从塔磨机的顶部出，而颗粒较粗的继续在磨机内被研磨。一般情况下，塔磨机的产品粒度2～74μm，而最大给矿粒度为10mm[1]。相比球磨机，塔磨机设备基础简单，基建费用低；占地面积小；振动小、噪声低，工作环境得到改善；周期短、安装容易；操作简单、容易维修；节省能耗，粒度越细的磨矿产品，能耗节省效果越明显；细磨效率高，可避免过磨。
由于以下原因，塔磨机较球磨机节能：从磨矿原理上看，球磨机是介质撞击物料，而塔磨机是介质摩擦物料；塔磨机的筒体和衬板不运转；塔磨机的内部物料分层从而减少了过分研磨。依据国外的一些对比研究，在产品粒度达到同样要求的前提下，塔磨机能耗较球磨机节省约30％。
2 塔磨机的结构和工作原理
如下图1所示，塔磨机的结构主要包括以下几个部分：1.磨机壳体；2.螺旋体；3.上部仓；4.减速机；5.主电机。除此之外，还包括螺旋专用工具，磨球添加吊斗及料仓，减速机润滑单元等附属部件。
塔磨机的筒体内装有搅拌装置和球介质。搅拌装置低速旋转使球介质缓缓提升，当球介质上升到最高处后从筒体与螺旋的间隙处塌落，从而向下运动。下降到低部后再次被螺旋提升，周期循环运动。球介质上下循环运动的同时自身还在转动。物料在强大的剪切力、研磨力、球介质压力的作用下被磨碎。
搅拌螺旋低速旋转的过程中，粉碎介质和物料在摩擦力、重力、离心力的作用下有序的循环运动且受力基本平衡，在螺旋外缘和内衬间为螺旋式下降，而在搅拌螺旋内为小于提升速度的螺旋式上升。但是在微观上因为其受力不均匀造成动态的运动速差和受力变化，使物料被强力研磨、挤压及物料之间的受力劈碎、微剪切、折断等终合作用。合格物料则随输送介质上升，并在进行内部分级后由塔磨机本体上部自流溢出。
物料和粉碎介质之间的充实度高，球与搅拌螺旋体、塔磨机衬里以及球与球的碰憧很少；因为整个转动部分宏观上受力平衡，所以支撑系统的受力很小，轴承能耗也很小；物料达标的总比未达标的容易到达排料口附近，塔磨机属搅拌类磨机，相比其它搅拌磨由于其搅拌转速较低且内部机械零件没有相对运动，而且搅拌介质有序滚动 , 因此塔磨机用途更为广泛。
3 塔磨机较传统球磨机的优势
3.1 塔磨机较传统球磨机安装容易、费用低
塔磨机为搅拌类设备，安装占地面积小，其结构简单，无需庞大的设备基础。球磨机为卧式磨机，其安装占厂房面积较大，安装的辅助设施较多，难度较大，施工周期较长。因此，塔磨机较传统球磨机安装容易、费用低。
3.2 塔磨机较球磨机能耗低
从工作原理上看，对于传统球磨机，主电机通过减速机、联轴器及小齿轮带动大齿轮圈和筒体运转。当筒体运转的时候，产生的摩擦力和离心力使矿石和介质随筒壁上升，当上升到一定高度后，在自身重量的作用下呈抛物线下落而击碎物料。很明显，由于附带的运转部件较多，球磨机的能量损失较大。而对于塔磨机，主电机带动双螺旋搅拌轴进行搅拌。搅拌带动磨球运动，磨球之间相互撞击和摩擦，在此作用下将物料进行破碎。依据国外的一些对比研究，在产品粒度达到同样要求的前提下，塔磨机能耗较球磨机节省约30％。
3.3 塔磨机较传统球磨机磨矿效率高
在某选矿厂，在给矿和其它条件基本一致的情况下，分别测定球磨机和塔磨机的磨矿效率，测定结果如下表1。
由表1可知：塔磨机较传统球磨机磨矿效率高，对于对细度要求较高的矿种有促进作用。
4塔磨机在我国的运用及发展趋势
现代选矿工艺中，磨矿设备起着非常重要的作用。但是，一般的磨矿设备的磨矿效率却十分低。塔磨机相比其它磨矿设备，其工艺流程易于管理，产品粒度控制简单，超细处理能力强，可靠性高，磨耗低，运行能耗低，可以更好的满足大规模生产的需求，适用于大规模生产。目前，塔磨机的给矿粒度一般为5mm-50μm，不能太大，不适合原矿或者粗粒级磨矿。除此之外，研磨介质间的压力随设备大型化而增大，虽然设备大型化提高了磨矿效率，但同时也使衬板及搅拌部件的磨损严重[2]。所以，如何提高给矿物料粒级，如何减轻设备大型化时衬板及搅拌部件的磨损等成为塔磨机发展急需解决的重要问题。
5总结
塔磨机是一种搅拌类磨矿设备，相比传统球磨机，其安装的辅助设施少，占地面积较传统球磨机小，磨矿效率较高，能耗较球磨机节省约30％，而且安装无需庞大的设备基础，难度小，安装费用低。在现代选矿磨矿工艺中，塔磨机是一种细磨及超细磨设备，有效的解决了过磨和磨不细的问题，对提高生产指标有着非常重要的推动作用。塔磨机工艺流程易于管理，产品粒度控制简单，超细处理能力强，可靠性高，磨耗低，运行能耗低，在选矿工艺中起着极其重要的作用。但是塔磨机的给矿粒度不能太大，因此不适合原矿或者粗粒级磨矿，所以，如何提高给矿物料粒级，如何减轻设备大型化时衬板及搅拌部件的磨损等成为塔磨机发展急需解决的重要问题。
参考文献
[1] 张洪建. 塔磨机在铁精矿细磨中的应用[J].有色金属设计.2012.39（4）：7-9
[1]李平，梁文波.立式塔磨机在现代矿山的应用及前景.中国矿业科技文汇，2015.
论文作者:何东杨
论文发表刊物:《科技中国》2016年11期
论文发表时间:2017/1/5
标签：球磨机论文; 介质论文; 物料论文; 粒度论文; 设备论文; 矿石论文; 传统论文; 《科技中国》2016年11期论文;