高正麗， 解小鋒， 韓非冰

(金堆城鉬業(yè)股份有限公司化學分公司，陜西 渭南 714000)

0 引 言

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，對粉體物料的粒徑也提出了更高的要求。細粉(<44 μm)和微粉(<10 μm)已無法滿足高科技需求，超細粉體的應(yīng)用領(lǐng)域愈來愈寬廣[1]。目前超細粉體二硫化鉬的最大用途是用作復(fù)合油脂添加劑。為提高其在油脂中的彌散均勻性，要求二硫化鉬的粒徑小，粒度分布集中[2]。而在正常的二硫化鉬生產(chǎn)中，粒度是含量要求外的一項重要的指標。目前市場上生產(chǎn)的二硫化鉬產(chǎn)品粒度規(guī)格主要為：D50：8～10 μm、D50：3～5 μm和D50：1.2～1.5 μm三大類。面對日趨激烈的市場競爭，每年僅日本對粒度小于1.0 μm的產(chǎn)品的需求量就達到100 t以上，為了抓住市場，應(yīng)某公司委托對粒度小于1.0 μm的產(chǎn)品進行開發(fā)，本文介紹了一種超細二硫化鉬工業(yè)生產(chǎn)方法。通過對原有的QL400粉碎機噴嘴、粉碎腔體和分級機進行改造，使其最小粉碎粒度D50由1.2 μm降到0.7 μm左右，實現(xiàn)了超細二硫化鉬粉碎的目的。利用改進后的粉碎機生產(chǎn)出的超細二硫化鉬粒度(D50)最小可達0.6 μm，產(chǎn)能可達72 kg/h。

1 流化床氣流粉碎機工作原理

流化床氣流粉碎機是一種利用高速氣流來實現(xiàn)物料超細粉碎的設(shè)備。它由螺旋加料器、粉碎噴嘴、分級機等組成。物料通過螺旋加料器進入粉碎室，空壓機提供的壓縮空氣經(jīng)過冷凍、過濾、干燥后，經(jīng)粉碎機噴嘴形成超音速氣流射入粉碎室，使物料呈流態(tài)化，被加速的物料在數(shù)個噴嘴的噴射氣流交匯點匯合，產(chǎn)生劇烈的碰撞、摩擦、剪切而達到顆粒的超細粉碎。粉碎后的物料被上升的氣流輸送至葉輪分級區(qū)內(nèi)，在分級輪離心力和風機抽力的作用下，實現(xiàn)粗細粉的分離，粗粉因自身的重力返回粉碎室繼續(xù)粉碎，合格的細粉隨氣流進入旋風收集器，微細粉塵由袋式除塵器收集，凈化的氣體由引風機排出。

2 二硫化鉬粉碎工藝

將原料鉬精礦經(jīng)過除雜后，進行洗滌烘干，確保水份含量小于0.2%，然后對物料進行過篩,除去塊狀物料及異物。過篩后的物料進入粉碎系統(tǒng)進行粉碎。二硫化鉬粉碎工藝見圖1。

圖1 二硫化鉬粉碎工藝圖

3 影響二硫化鉬粉粒度的主要因素

綜上所述，在粉碎氣壓一定時，影響超細二硫化鉬粒度的主要因素為粉碎機噴嘴孔徑大小、粉碎機的腔體高度及分級機的轉(zhuǎn)速。

4 QL400粉碎機改進方案

對一臺QL400粉碎機(最小粉碎粒度D50為1.2 μm)逐步進行改造。首先減小流化床氣流粉碎機噴嘴孔徑，將現(xiàn)有10 mm孔徑更換為7 mm孔徑；其次加高粉碎機腔體高度20 cm，最后改進粉碎機分級機，將原有5 000 r/min的電機更換為8 000 r/min的電機進行超細二硫化鉬的粉碎試驗。

5 試驗過程

5.1 減小噴嘴孔徑粉碎試驗

將QL400粉碎機上的噴嘴孔徑由10 mm變?yōu)? mm，通過減小噴嘴孔徑進行降低產(chǎn)品粒度試驗。

5.1.1 試驗原料

試驗原料：除雜烘干及過篩后的二硫化鉬。

5.1.2 檢測儀器

粒度化驗分析儀器：成都1177型激光粒度測試儀。

5.1.3 噴嘴孔徑對粉碎粒度影響的試驗

由表3和圖4可知，38%vol的低度白酒其總酯含量比52%vol高度白酒減少更快。由圖4可看出，經(jīng)過3年的時間，52%vol高度酒總酯含量變化已經(jīng)趨于平衡，但38%vol低度酒總酯依然快速減少。

粉碎機噴嘴孔徑對二硫化鉬粉粉碎粒度的影響試驗結(jié)果見表1。

表1 噴嘴孔徑對超細粉粒度的影響

同樣壓力的高壓空氣經(jīng)過口徑較小的噴嘴時產(chǎn)生的高速氣流沖擊能將更大，該氣流進入粉碎腔體后急速膨脹呈流化床懸浮沸騰而產(chǎn)生的碰撞、摩擦力對物料進行粉碎的動能同樣更大，從表1中數(shù)據(jù)可以看出，適當減小粉碎機噴嘴孔徑能減小物料的粉碎粒度，使產(chǎn)品粒度D50由1.2 μm降低至1.1 μm左右。

5.2 加高腔體高度粉碎試驗

通過加高粉碎機腔體高度使碰撞后粒徑較小的物料能被分級機帶走，顆粒較大的物料受腔體高度和重力影響而繼續(xù)粉碎。在QL400粉碎機噴嘴孔徑為7 mm時，加高腔體高度20 cm進行試驗。

5.2.1 試驗原料

試驗原料：除雜烘干及過篩后的二硫化鉬。

5.2.2 檢測儀器

粒度化驗分析儀器：成都1177型激光粒度測試儀。

5.2.3 腔體高度對粒度影響試驗

腔體高度對二硫化鉬粉粉碎粒度的影響試驗結(jié)果見表2。

表2 腔體加高前后對超細粉粒度的影響

在粉碎過程中粗細混合粉在負壓氣流帶動下通過粉碎腔頂部的渦輪分級機，細粉強制通過分級機，并由旋風收集器及布袋除塵器捕集，粗粉受重力以及高速旋轉(zhuǎn)的分級裝置產(chǎn)生的離心力甩向四壁并沉降返回粉碎腔繼續(xù)粉碎。由于受重力的影響所以提高粉碎腔體的高度必然會降低產(chǎn)品的粒度。由表2數(shù)據(jù)可見，加高腔體后能減小物料粉碎粒度,使物料粒度D50由1.1 μm降低至0.9 μm左右。

5.3 分級機轉(zhuǎn)速對二硫化鉬粉粒度影響

更換分級機及配套的高速電機，將QL400粉碎機原有5 000 r/min的電機更換為8 000 r/min的電機?？紤]到高速轉(zhuǎn)速下對分級機磨損的影響，將陶瓷分級機更換為合金鋼分級機。通過提高分級機轉(zhuǎn)速，將粒徑極小的物料分離出來，實現(xiàn)超細粉碎的目的。在粉碎機噴嘴為7 mm，粉碎機腔體增高20 cm的情況下進行試驗。

5.3.1 試驗原料

試驗原料：除雜烘干及過篩后的二硫化鉬。

5.3.2 檢測儀器

粒度化驗分析儀器：成都1177型激光粒度測試儀。

5.3.3 分級機轉(zhuǎn)速對粒度影響的試驗

分級機轉(zhuǎn)速對二硫化鉬粉粒度影響試驗結(jié)果見表3。

分級機的作用是進行粗細粉物料的分離，主要是通過分級機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。轉(zhuǎn)速越高分離出的物料粒度越小，粗粉因自身的重力返回粉碎室繼續(xù)粉碎。從表3數(shù)據(jù)可以看出，分級機轉(zhuǎn)速對超細粉粒度影響比較大，在粉碎氣壓0.78 MPa時，分級機轉(zhuǎn)速為4 600～6 400 r/min，改造完成后的QL400粉碎機經(jīng)過調(diào)試可滿足的粉碎粒度D50區(qū)間為0.6～1.0 μm；當分級機轉(zhuǎn)速為6 400 r/min時，物料粒度最小，D50可達0.6 μm。

表3 分級機轉(zhuǎn)數(shù)對超細粉粒度的影響

為減小分級機電機磨損，工業(yè)生產(chǎn)時設(shè)定分級機最高轉(zhuǎn)速不超過6 100 r/min。

6 QL400粉碎機改造完成后的工業(yè)生產(chǎn)

利用改進后的QL400粉碎機進行了二硫化鉬超細粉工業(yè)生產(chǎn)，主要參數(shù)設(shè)置為：粉碎氣壓0.78 MPa，分級機轉(zhuǎn)速選擇為6 100 r/min。詳細生產(chǎn)數(shù)據(jù)見表4。

從表4數(shù)據(jù)可以看出，通過減小氣流粉碎機QL400噴嘴、加高粉碎機腔體高度與提高分級機轉(zhuǎn)速之后，可實現(xiàn)產(chǎn)品粒度D50<1.0 μm的目的；且一次收塵粒度D50為0.60～0.75 μm時粉碎機的產(chǎn)能約73.7 kg/h，產(chǎn)能及穩(wěn)定性較好。

表4 改造后QL400粉碎機生產(chǎn)超細粉二硫化鉬數(shù)據(jù)

7 結(jié) 論

通過對流化床氣流粉碎機的噴嘴、腔體和分級機進行改進達到生產(chǎn)出超細二硫化鉬粉的目的。

(1)將粉碎機噴嘴孔徑由10 mm減小為7 mm，提高了粉碎時壓縮空氣的動能，使產(chǎn)品粒度D50由1.2 μm降低至1.1 μm左右。

(2)加高粉碎機腔體高度，增加物料上升高度，使產(chǎn)品粉碎粒度繼續(xù)降低至D50 0.9 μm左右。

(3)最后更換轉(zhuǎn)速更高的分級機，提高了產(chǎn)品粒度的分級效果，最終超細粉產(chǎn)品的粒度可達D50 0.7 μm左右。

(4)在粉碎氣壓一定時，分級機轉(zhuǎn)速是影響粉碎粒度最重要的因素。建議在確保安全及保護設(shè)備性能的前提下，優(yōu)先調(diào)整分級機轉(zhuǎn)速進行超細二硫化鉬粉的生產(chǎn)。

總之該方法簡單可行，產(chǎn)品質(zhì)量不受影響。改造費用較低，自動控制柜、收塵系統(tǒng)及空壓冷凍系統(tǒng)均可沿用原設(shè)備，產(chǎn)能較好，改造后的設(shè)備易于維護。此方法還可用于其他超細物料的粉碎。且改造后的粉碎機不僅可以生產(chǎn)D50≤1.0 μm的超細二硫化鉬粉，同時可兼顧D50>1.0 μm產(chǎn)品的生產(chǎn)。