淺談礦物混合料攪拌設(shè)備的發(fā)展

寧曉光　薛羊　王世杰

摘 要：礦物混合攪拌設(shè)備作為礦業(yè)單位正常工序中一個(gè)不可或缺的配套設(shè)備，在近些年取得了飛速的發(fā)展，其根本原因在于礦物企業(yè)的發(fā)展?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外從事攪拌設(shè)備研制，制造的廠家數(shù)量成幾何級(jí)別井噴發(fā)展，所以涉及的產(chǎn)品型號(hào)也由原先的50多種發(fā)展到1000多種。在能源安全問題尤為嚴(yán)峻的今天，礦物混合攪拌技術(shù)在工程界得到很大的重視。

關(guān)鍵詞：攪拌設(shè)備；發(fā)展趨勢(shì)；礦物混合

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.072

1 引言

在很久遠(yuǎn)的封建時(shí)期，攪拌設(shè)備在我國(guó)就有了廣泛的應(yīng)用。但真正開始系統(tǒng)性開發(fā)系列攪拌設(shè)備還要從上個(gè)世紀(jì)70年代開始。攪拌設(shè)備的研發(fā)有很多需要解決的問題，其中最大的要屬于磨損與穩(wěn)定性問題，攪拌設(shè)備的智能控制問題。在原礦石價(jià)格飛漲而我國(guó)礦石產(chǎn)量不斷減少的當(dāng)今大勢(shì)下，高效經(jīng)濟(jì)的攪拌設(shè)備深得企業(yè)的喜歡[1]。

攪拌設(shè)備之所以會(huì)得到這么廣發(fā)的應(yīng)用，其實(shí)離不開石油、化工、冶金等行業(yè)的快速發(fā)展。在這些行業(yè)中攪拌設(shè)備常常會(huì)被當(dāng)作一種重要的能量，物理狀態(tài)轉(zhuǎn)換的重要工具，不可或缺的地位很明顯[2]。但是長(zhǎng)期的攪拌設(shè)備的應(yīng)用史告訴我們攪拌設(shè)備不可避免的會(huì)產(chǎn)生一些問題，例如效率低，能耗大，槳葉的磨損問題。這些都極大的影響了攪拌設(shè)備的功效最大化應(yīng)用。研究人員很難對(duì)攪拌設(shè)備的在混合穩(wěn)定性做出準(zhǔn)確判斷，就是因?yàn)槠饍?nèi)部的流固兩相流混合特性的研究仍然停留在理論數(shù)學(xué)公式上，難以應(yīng)對(duì)工程實(shí)際中出現(xiàn)的問題，更難以進(jìn)行預(yù)測(cè)。單層槳葉的非穩(wěn)態(tài)湍流模型的計(jì)算方式方法很難在多層槳葉的計(jì)算中取得準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)果，導(dǎo)致了很多設(shè)計(jì)與應(yīng)用的不相符問題的出現(xiàn)。

2 礦物混合攪拌設(shè)備

當(dāng)今國(guó)內(nèi)工業(yè)發(fā)展，對(duì)于低能耗，小磨損的工業(yè)產(chǎn)品的需求量與日俱增，在綠色能源發(fā)展的概念下，高效的粘性顆粒分散效率和質(zhì)量是攪拌設(shè)備的必備因素。高效的混合技術(shù)和分散能力更是攪拌設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。分析攪拌設(shè)備的發(fā)展大勢(shì)以及現(xiàn)行攪拌設(shè)備的發(fā)展綱要，得出攪拌設(shè)備的未來發(fā)展趨勢(shì)，今使其裝化效率高，攪拌能耗低，攪拌葉輪的磨損低。

簡(jiǎn)單的來解說攪拌槳在攪拌設(shè)備中的作用，無非是由電機(jī)帶動(dòng)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)形成的渦流把機(jī)械能傳遞到攪拌設(shè)備中物料中。物料之間進(jìn)行有效的對(duì)流，加速物料之間的分散均勻過程。這一過程是強(qiáng)制性的?？梢赃@樣認(rèn)為：這是主題對(duì)流擴(kuò)散和渦流擴(kuò)散的綜合作用。一是將能量傳遞給周圍的混合液，使其做混合循環(huán)流動(dòng)，二是將更多的混合液帶入到宏觀流動(dòng)中，繼續(xù)形成對(duì)流運(yùn)動(dòng)。漩渦流動(dòng)就是湍流作用的本質(zhì)，湍流也和混合速度有一定的正比例關(guān)系。在攪拌槳的作用下，物料受到葉輪的強(qiáng)力攬拌在葉輪區(qū)域形成高湍流區(qū)，物料在湍流、剪切、撞擊、空穴等作用下達(dá)到分散、混合效[3]。

按照攪拌設(shè)備的工作方式，我們可以將其分為：不間斷式和間斷式混合料攪拌設(shè)備。不間斷式攪拌設(shè)備的特點(diǎn)是采用順利順流方式，動(dòng)態(tài)計(jì)量級(jí)配的礦物原石和攪拌藥物不間斷從攪拌筒的前部進(jìn)入，在攪拌筒的后部與動(dòng)態(tài)計(jì)量不間斷混合礦物原石和攪拌藥劑。間斷式混合料攪拌設(shè)備的特點(diǎn)是在攪拌礦物原石的工作期間，間斷啟停攪拌設(shè)備，其達(dá)到均勻分散攪拌混合液的目的，效果極佳[4]。

而在現(xiàn)場(chǎng)使用中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)很多運(yùn)行故障。就以浸出和吸附兩裝置來說，它們都是經(jīng)過單槳葉逐漸發(fā)展到多槳葉的，二者很多物理結(jié)構(gòu)是想通的，但是有所不同的是多槳葉的浸出和吸附裝置二者之間會(huì)有一個(gè)多級(jí)篩，所以在運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)大量的問題。

（1）槳葉停止工作。在攪拌設(shè)備豎直方向大約1/3處的槳葉停止工作的原因有很多，但基本上是由于停電時(shí)間過長(zhǎng)或因機(jī)械電氣故障搶修時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致停機(jī)時(shí)間過長(zhǎng)。加之工業(yè)生產(chǎn)中并未使用備用發(fā)電機(jī)組造成的，進(jìn)而使得入浸礦量大，粒度，炭密度過高，槽中壓縮空氣充量不足。槳葉停止工作后，混合液必然不會(huì)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，如果在此過程中有異物進(jìn)入攪拌設(shè)備，那么槳葉會(huì)因?yàn)槌刹灰?guī)則勺形，進(jìn)而無法形成負(fù)壓，影響正常的工業(yè)生產(chǎn)。某金礦炭漿廠在正常生產(chǎn)過程中不定期的會(huì)出現(xiàn)一些停機(jī)狀況，有時(shí)長(zhǎng)達(dá)幾周，究其原因就是吸附設(shè)備的槳葉安裝不規(guī)范，呈勺形。結(jié)果按照正常操作規(guī)程安裝后，又由于安裝距離過大，仍出現(xiàn)不工作現(xiàn)象。該廠的生產(chǎn)設(shè)備即使開到功率最大是仍難以保證礦漿混合液高效混合，長(zhǎng)此以往必然導(dǎo)致混合液中的雜志大量沉積在槳葉下方的攪拌死區(qū)。會(huì)發(fā)生卡死槳葉的物理性故障，出現(xiàn)不同狀況的生產(chǎn)事故。

（2）旋轉(zhuǎn)軸扭損。礦漿濃度大在浸出設(shè)備中，負(fù)荷大在吸附設(shè)備中，傳動(dòng)部和電機(jī)轉(zhuǎn)軸的保養(yǎng)不良是經(jīng)常需要面對(duì)的問題。這些問題不解決會(huì)使電機(jī)與針輪減速機(jī)，減速機(jī)與葉輪主軸聯(lián)軸節(jié)間的螺絲松脫或扭斷的概率大大增加。

（3）減速機(jī)油路堵塞及葉輪反轉(zhuǎn)[5]。

為了防止發(fā)生注入此類的生產(chǎn)問題，很多院校和企業(yè)聯(lián)合研發(fā)了一些改進(jìn)型號(hào)的攪拌設(shè)備。逐漸解決了一些問題。經(jīng)歷的過年的沉淀和快速發(fā)展，國(guó)產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)水平和制造標(biāo)準(zhǔn)有了極大的提高，逐漸成為世界工程界一個(gè)不可忽視的存在。但是我們還要冷靜的看待我國(guó)的發(fā)展，有很多問題我們都需要去不斷創(chuàng)新，尤其在產(chǎn)品可靠性、耐久性、使用性能和壽命等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有一定的差距。

時(shí)至今日，在積累了大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)后，國(guó)內(nèi)不少民族品牌正大步走向世界，就品牌來說，我們?nèi)杂泻艽罂梢蕴嵘目臻g。高的技術(shù)水平和完善的售后服務(wù)，是贏得國(guó)際市場(chǎng)認(rèn)可的必要條件，不可回避。只有產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、售后服務(wù)好、信譽(yù)高的企業(yè)才能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得成功。在攪拌設(shè)備技術(shù)、結(jié)構(gòu)日趨成熟，工藝流程和總體結(jié)構(gòu)均基本已定型的今天，談及未來的發(fā)展，我們?nèi)砸獔?jiān)信技術(shù)的不斷發(fā)展是大勢(shì)所趨，不斷的學(xué)習(xí)外國(guó)的產(chǎn)品技術(shù)是我們提升自己生產(chǎn)水平的必經(jīng)之路，必須堅(jiān)持“引進(jìn)來，走出去”戰(zhàn)略。

3 結(jié)束語

總之，在國(guó)內(nèi)有識(shí)之士的共同努力下，我國(guó)的攪拌設(shè)備定可以不斷突破自我，在世界攪拌工程市場(chǎng)上取得一席之地。

參考文獻(xiàn)：

[1]王利劍.非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010：77-78

[2]朱文天.瀝青混合料攪拌設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)[J].交通世界，2012（12）：32-33.

[3]李新明. 漿化攪拌槽的液固兩相流及葉輪磨損特性的研究[D].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2012.

[4]張永衛(wèi).煤/油兩用瀝青攪拌設(shè)備的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2008.

[5]曹孟富，艾滿乾.選金炭漿廠攪拌過濾設(shè)備問題探討[J].中國(guó)礦山工程，2004（02）：28-30.

作者簡(jiǎn)介：寧曉光（1987-），男，遼寧大連人，碩士，研究領(lǐng)域：機(jī)械傳動(dòng)與控制。