破碎機的技術和設備的發展趨勢
非金屬礦與金屬礦、燃料礦一起被稱為材料工業的三大支柱。非金屬礦工業的發展狀況是衡量國家科技進步以及工業發達程度的重要標志之一,許多工業發達國家的非金屬礦產值已超過金屬礦。由于非金屬礦產品獨特的物理化學性質,非金屬礦產品的應用領域幾乎滲透到各個工業部門,并在整個國民經濟中起著愈來愈重要的作用。非金屬礦的利用取決于對其進行深加工的程度,包括超細粉碎、超細分級、精細提純和表面改性等,其中有效的超細粉碎是進行各項深加工的前提和保證。因此,超細粉碎技術的發展就在一定程度上決定了非金屬礦產品的合理開發和綜合利用效果。經過幾十年特別是近十年的研究開發,非金屬礦工業取得了巨大的發展,其深加工技術不斷完善,縮小了與工業發達國家的差距,基本上能滿足自身行業和相關領域所需原料的質量要求。超細粉碎和分級技術已經能夠按需求加工 10～1μm的各類非金屬礦物粉體原料。各類超細粉碎與精細分級設備大多都能生產,設備性能和配套工藝技術逐漸接近或達到國際先進水平,有些設備在結構性能方面還具有新的獨到之處。礦物原料的制備技術已能為汽車、造紙、橡膠、塑料、機械、陶瓷、微電子、特種涂料、航空航天、復合材料等工業提供功能性非金屬材料。
1 非金屬礦超細粉碎的特點
我國非金屬礦產品的開發利用始于50年代,到目前為止已經發現有經濟價值的非金屬礦產就達100多種,產地達5000余處[3]。作為重要的工業資源,非金屬礦產量占礦物開采總量的70%[1]。非金屬礦大部分經粉碎分級后直接用于農業、化工、造紙、塑料、橡膠和涂料等產品之中。由于非金屬礦的種類繁多,根據其用途不同對粉碎產品的粒度分布、純度等方面都提出各種不同的要求。因此,超細粉碎技術的發展必須適應其特定的要求。一般來講,對非金屬礦的要求有以下幾點。
(1)細度。非金屬礦產品的應用均要求一定的細度。如高嶺土、重質碳酸鈣作為造紙原料需要產品細度為-2μm占90%,白度>90%;高檔油漆填料重質碳酸鈣粉細度為1250目;硅酸鋯作為陶瓷乳濁劑需要平均細度為0 5～1μm;硅灰石作為填料,也要求其細度<10μm等。
(2)純度。非金屬礦產品的純度要求也是其主要指標之一。這意味著在粉碎過程中不得污染,應保持原有的成分。如果是白色的礦物還要求有一定的白度,如造紙用煅燒高嶺土、滑石粉的磨粉機白度要求≥90%，造紙涂料、填料以及高檔油漆填料用重質碳酸鈣的白度要求>90%等。
3)粉體形狀的特殊要求[4][5]。有些非金屬礦產品對其形狀提出了嚴格的形狀要求,以適應不同需要。如復合材料增強用的硅灰石,其超細粉體要求盡量保持它原始的針狀結晶狀態,使硅灰石產品成為天然的短纖維增強材料,其長徑比要求>8～10;濕法云母粉由于它的多層結構多被用做電介材料、高檔珠光涂料、珠光油漆原料和珠光顏料,要求云母粉為片狀,粉碎加工過程中應盡可能地保證所得顆粒的徑厚比,其表面不能有太多的劃傷,否則會影響它的光學效果,其徑厚比>40～60;造紙涂布級高嶺土希望在超細粉碎的同時保持片狀礦物的特性,提高粉料的涂布遮蓋能力。
2 非金屬礦超細粉碎設備的發展現狀
超細粉碎設備是其整體技術的關鍵。80年代以前我國超細粉碎設備生產廠家很少,所需產品主要靠進口設備加工或直接進口。80年代以后,通過引進、消化、吸收和組織技術攻關,開始研制和開發各類超細粉碎和精細分級設備。迄今為止,超細粉碎設備的生產廠家已達數十家之多,其設備性能也達到國際先進水平。近幾年來,每年都有數十項專利問世。
