振动磨机原理及振动磨机类型（1）

在许多工业领域，迅速而经济地生产粉体物料是相当重要的。因此人们对这些粉体物料的加工工艺和设备进行了大量的研究。

有时柬直接生产粉体物料，如从溶液中沉淀或将这些物料雾化后真空干燥。但至今，工业生产中大都是利用某种磨机将粒度较大的物料磨碎成粉体物料。

显然，通过研磨获得粉体物料是一种广泛应用的工艺方法，但伴随着研磨粉碎还有相当多的技术难题，或许这些难题还会对应用这种工艺的工业产生相当的经济压力。

比如，粉碎物料的费用常常占加工物料总费用的很大一部分，因而改进粉碎方法是非常有意义的。

同样，从技术方面看，被研磨物料的各种特性也会带来困难，而这又会被许多特种加工条件进一步复杂化，如物料只能在惰性环境中研磨、必须干磨或要求加工过程中物料绝对不变干等等。

为了提高磨矿作业的效率，或克服某些困难，人们开发了许多研磨工艺和设备，并在为不同磨机和工艺创造最佳工作条件方向做了大量的工作。

人们从许多方面对这些问题进行了深入研究，但总的来看，对于粉碎专题目前主要采用的还是实验方法。

在改进磨机和磨矿的过程研制出的准备之一就是振动磨机，这正是本文所要研究的。

我们认为出版一本有关专题的小册子是很有必要的，因为尽管这种磨机为迅速而经济的研磨提供了可能性，但据作者所知，其潜力尚未得到充分的研究。

将工业矿物粉碎至粉状的目地是：

（1）    从混合物中将有用成分与无用成分分离。

（2）    增大物料的比表面积，以便于进行某些化学处理。

（3）    将物料粉碎至最终产品所需的形状。

（4）    满足某些特定的市场需要。

对于少量物料的制备，许多类型的磨机可以满足，尽管如此，应用最多的还是球磨机。

确切的说，只有在球蘑机及相关的管磨机、棒磨机不能满足要求时，才考虑用其他类型的磨机。而对于大批量的物料的研磨，如水泥熟料，金属矿物等应用最广泛的还是球磨机，管磨机，和棒磨机。这种情况是很容易理解的，因为象球磨机这类纯转动磨机的设计和制造都很容易，而要设计处理能力相当的其它类型的磨机存在较大的技术问题。这些问题至今没有得到满意的解决。

       为了搞清振动磨与其它各类成熟磨机相比所显示出的优越性，有必要研究影响磨机选择的各种因素及其完成给定任务的满意程度。

       被磨物料可粗略的分为两种基本类型，容易进行初步研究。

（1）    需大量加工的低价物料。

（2）    需相对少量加工的低价物料。

例如：一个正在东德投产的新厂，要每年从褐煤中盛产300万吨的冶金焦碳，因而要每

年磨碎5000万吨的褐煤，显然磨矿费用应尽量低。所幸，该类产品的粒度并不太细，采用较简单的磨矿工艺就足够了。因此应优先选择装球量不多的回转磨机。通过大量物料所需的大直径磨机就使球或其它装量不多的磨介从足够的高度落下以实现足够的粉碎，而且这类磨机结构简单，易于维护。

但应予注意的是，一般认为该类磨机的电力费用，更换磨损件费用（球和内衬）及一般

的折旧费和杂费大致相等，也就是每项构成了磨机运转费用的三分之一。

因此，在该领域，若一种磨机欲与回转磨机竞争必须具有较低的功耗和钢耗，而且产量

相同时磨机尺寸应较小，且不增加机器的复杂性。显然，振动磨若能以较低的费用处理大量的物料，就将成为这个领域唯一有可能与回转磨竞争的设备。是否单台振动磨能象管磨机那样处理等量的物料值得怀疑，但振动磨比管磨机占地面积小则不容否认。

有证据使我们相信振动磨的钢耗及备件费用要低得多，而且后面将会看到比能耗也低得

多。这些经济优势是否足以证明振动磨可以广泛应用于这个领域还需进一步研究，不过振动磨在“超细”水泥和白水泥的生产中有一定市场，前者用量较少，用一般研磨技术生产比较困难，后者则要求研磨过程中尽量避免内衬和磨介的磨损。

       第二类物料如医药，颜料，磨料，粉末冶金，陶瓷等用量少但价格很高，因而磨矿的费用对最终产品的价格不起决定作用。在这种情况下，决定选择方案的是技术因素而不是经济因素，技术因素通常包括好几个。

首先看药品和颜料的研磨。

该类物料并不特别难磨而要求产品极细，为此常采用小型磨机进行长时间的间断研磨，如加工药品，磨机在两次研磨之间要易于清洗和消毒，在这方面球磨机可满足要求。振动磨也能象球磨机那样易于清洗，而且其研磨率为常规球磨机的许多倍。

对于难磨物料如磨料或炭化钨的加工情况就不同了。在这种情况下，为了获得合理的研磨率就需要大直径的磨机，而大型的磨机加工少量物料显然是不合理的，所以常采用中型回转磨，而中型回转磨所需的研磨时间会长达上百小时。

为了提高研磨速率，研制了象行星磨和回转磨那样的特种球磨机，但改进效果并不明显。

对于细磨，曾有人推荐流体能量磨，但其金属磨损较严重，比能耗也太高，所掌握的情况表明，它的比能耗高达几千个千瓦·小时。

再者，在研磨过程中粒状物料悬浮于流体中，研磨后就必须用浓缩设备将物料从流体中分离出来，这种对流体的依赖性就限制了再可控的环境下进行研磨的可能性，更不可能进行真空研磨。

振动磨机擅长于硬物料的研磨，这与上述磨机的局限性形成了鲜明的对照。振动磨可达到较高的研磨率，这一点可援引金属粉末的例子，用球磨机研磨300小时，用振动磨研磨仅需60小时，现有资料表明，研磨时间可缩至20小时。另外，作者对刚玉类材料研磨时发现，振动磨可以毫无困难的对这些物料进行快速研磨。另外，振动磨的机体仅以很小的幅度振动而不是转动，因此便于在高真空或可控环境下工作。振动磨可装上冷却套实现低温磨碎。也可装上炉具实现高温研磨。振动磨在可控的环境下工作是振动磨矿的特色之一。

另一个重要因素是，振动磨生产的颗粒具有粗糙的外型，而具有松散介质的回转磨生产的颗粒近似圆型。这一点对于磨料，催化剂等要求形状粗糙的物料粉碎显得优其重要。

适用于粗碎的机器有多种，如滚式破碎机，圆锥破碎机，颚式破碎机等。后面将会看到震动磨不适于粗碎，因此将其与常规破碎机对比没有意义。必须从细磨的角度对振动磨进行研究。当然也有介于中间的情况，如瓷片研磨，因为磨介的剧烈运动极有可能形成良好的分散，从而制成良好的釉浆，这种均匀性必会使陶瓷体具有良好的电学特性。