隨著礦產(chǎn)資源的貧化和細雜化，分選粒度降低，需要把礦石磨得更細，才能提高選礦指標和產(chǎn)品質(zhì)量。在冶金工業(yè)的冶煉或萃取之前也需要將礦物原料磨紉以達到高回收率高品位金屬的提取。在能源行業(yè)，潔凈煤技術(shù)要求將煤磨細刷備成水煤漿或油煤漿。因此，超細粉碎設(shè)備在選礦、冶金、建材和能源工業(yè)中發(fā)揮愈來愈重要的作用。下面主要講解超細粉碎設(shè)備在水泥建樹工業(yè)中的應(yīng)用。

超細粉碎設(shè)備在水泥建樹工業(yè)中的應(yīng)用

隨著技術(shù)的進步，社會的發(fā)展，對特種水泥的品種要求越來越多，水泥的超細化用作特種灌漿堵漏材料就是一個主要發(fā)展方向。

為了獲得細水泥灌漿材料的最佳制備方法，國內(nèi)外從20世紀80年代開始濕法磨細水泥灌漿材料的研究，該方法進行呈流態(tài)水泥漿液的超細化加工處理，可以根據(jù)巖基的具體情況任意改變水泥顆粒，從而克服了于法生產(chǎn)細水泥灌漿材料所出現(xiàn)的問題，具有較好的經(jīng)濟性。80年代中期，日本電力公司首先在膠體磨基礎(chǔ)上研究成專用鼓形濕微磨機用于水泥灌漿材料的細磨，使?jié)衲ニ�泥技術(shù)和生產(chǎn)邁出了一大步。我國從1987年開始，針對三峽水利樞紐工程大壩巖基細裂隙灌漿處理問題及其他工程類似問題，開展了濕式超細水泥技術(shù)和裝備的研究。

1. 濕磨超細水泥漿料性能

(1)細度

普通水泥漿液磨細5-15min后，比表面積達7000-10000cm²／g，平均顆粒粒徑為4-10μm，在相同的水灰比條件下，隨著濕磨時間的延長，濕磨水泥的比表面積越來越大，細度特性起來越好。當磨細時間一定，濕磨水泥的比表面積隨水灰比的減小而增大。

(2)析水率

對于水灰比為1:1的普通水泥漿液，磨細15min，其析水率只有普通水泥漿的5％左右，這說明普通水泥漿經(jīng)過濕法磨細可以將不穩(wěn)定的水泥漿液逐漸改變成穩(wěn)定性漿液。

(3)強度

濕磨水泥的強度分別采用自由沉降法和壓濾成型法測試。在相同條件下，自由沉降法測得的濕磨水泥28d結(jié)石強度只有14MPa左右，而壓濾成型法測得的濕磨水泥28d結(jié)石強度達128MPa。水泥灌漿施工是在一定壓力作用下進行灌注，濕磨水泥實際結(jié)石強度基本上與壓濾成型的強度值接近。

2. 濕磨水泥超細磨設(shè)備和工藝

(1)水泥濕磨超細磨設(shè)備

水泥濕磨機是濕磨水泥灌漿裝置中的關(guān)鍵設(shè)備，選用何種磨細機械將關(guān)系到水泥漿液的磨細程度和施工質(zhì)量。一般要求磨機的磨細效果好、速度快、產(chǎn)量高、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、體積小、重量輕，能夠適合在水電施工現(xiàn)場經(jīng)常搬遷和運輸。從專用于水泥超細微粉磨的磨機種類來看，有球(捧)磨機、振動磨機、雷蒙磨機、氣流粉碎機、膠體磨機、珠磨機等。

在20世紀60年代國內(nèi)有些單位曾用球磨機、振動磨機、雷蒙磨機進行干法腳細水泥加工和灌漿試驗，取得了一定的成果，但上述磨機能耗大、成本高、不易搬遷、難以推廣。采用氣流粉碎機可以將水泥磨細到幾微米，但它的配套設(shè)備較多，需配置分粒器，離心收集器和濾氣器等設(shè)備，也只能適合干法磨細水泥，不宜選用。

目前，適用于濕法磨細水泥的微粉磨機只有膠體磨和珠磨機(或稱砂磨機)。以下分別介紹這兩種磨機的結(jié)構(gòu)、工作原理和磨細效果。

A  膠體磨

膠體磨主要由電動機、動磨輪、靜磨輪、底座、料斗等組成。動磨輪和靜磨輪之間必須保持一定的間隙，工作時，動磨輪高速旋轉(zhuǎn)，依靠兩個磨輪齒形面的相對運動，產(chǎn)生沖擊、剪切、振動和摩擦等作用，使物料快速分散、乳化和磨紉。膠體磨主要用于分散、磨細日用化工品、化妝品、食品等軟物料。當用于磨細水泥漿時，由于水泥顆粒較硬，對兩個磨輪的磨損較嚴重，水泥漿磨紉后的比表面積只能達到4000-5000cm²／g，它可以作為一種高效分散機械，作為微粉磨機磨細水泥漿則效果欠佳。

B  珠磨機

珠磨機是一種高速攪拌陪機，主要由磨簡、機身、電動機、傳動系統(tǒng)、送料系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和研磨介質(zhì)等組成。磨筒內(nèi)裝有分散盤組件和研磨介質(zhì)，研磨介質(zhì)為直徑2M左右的玻璃珠或瓷珠。由于磨珠的直徑較小，單位體積內(nèi)磨珠的接觸點相當多。分散盤組件的高速轉(zhuǎn)動，強烈攪動磨筒內(nèi)的研磨介質(zhì)，使全部磨珠都處于相互碰撞、沖擊、剪切和摩擦之中，將水化的水泥顆粒迅速磨細。磨細后的水泥比表面積達8000cm²／g以上，平均顆粒粒徑達2-10μm。

從珠磨機的結(jié)構(gòu)和工作機理來看，它比其他磨機的磨細效果都要好，日本電源開發(fā)公司也是在對各種磨機進行比較和試驗后，選中珠磨機作為濕磨水泥的主要機械。

珠磨機按磨筒的安放位置不同，分為臥式和立式兩種。以前我們采用臥式珠磨機進行試驗和施工，使用中雖取得一些成果，但發(fā)現(xiàn)該磨機存在一些問題，例如主軸支承端的密封易磨損，輸漿泵效果差等等，有時嚴重影響磨細效果和磨細施工的正常進行。為了克服臥式珠磨機的不足，近來：民們又開發(fā)出新型ZM50型立式珠磨機，它的磨簡容積為50L，產(chǎn)量為6-20L／min。比原磨機的產(chǎn)量提高3-10倍，可以滿足大范圍的濕磨超細水泥灌漿施工要求。

ZM50型珠磨機具備以下特點：(1)磨筒容量加大，磨細水泥產(chǎn)量提高；(2)磨筒由臥式改為立式，完全避免了主軸文承端密封件易磨損而產(chǎn)生的泄漏問題；(3)使用新型水泥輸漿泵，保證濕磨水泥漿掖輸送的持續(xù)性和可靠性；(4)可以隨意改變泵的流量，調(diào)節(jié)磨細水泥的細度和產(chǎn)量，以滿足不同的灌漿要求；(5)該機可拆卸，便于搬遷和運輸，適合在水電施工現(xiàn)場使用。

(2)水泥濕磨超細設(shè)備技術(shù)和工藝

濕磨水泥灌漿裝置由高速攪拌機、輸漿泵、濕磨機、儲漿攪拌機、泥漿泵組成。先將一定水灰比的水泥漿在高速攪拌機內(nèi)快速攪拌均勻，用輸漿泵泵入濕磨機內(nèi)進行磨紉，再輸入低速儲漿攪拌機，最后用泥漿泵灌人孔內(nèi)。這套裝置只是比普通水泥灌槳增加了濕式微粉磨機，即可實現(xiàn)在施工現(xiàn)場將普通水泥漿邊磨細，邊灌漿，非常方便，大大降低了細水泥灌漿施工成本。

GSM-I型高效水泥濕磨機細磨水泥灌漿工藝，其流程圖如圖12-17所示。

該流程主要由高速制漿機、高效水泥濕磨機、普通漿液攪拌機和灌漿泵組成，其中高速制槳機和高效水泥濕磨機組成濕磨水泥制漿系統(tǒng)。在濕磨細水泥制漿系統(tǒng)，高速制漿機選用具有先進水平的GZJ-200型高速制槳機，它是一種族流式強力分散和攪拌設(shè)備，具有強力混合、剪切、沖擊等復合功能，可使被混合物迅速攪拌均勻，結(jié)團顆粒分散均化、其主要作用是并制普通水泥漿并利用其排漿壓力把拌好的水泥漿輸至高效水泥濕磨機料斗內(nèi)，G5M-I型高效水泥濕磨機有很高的剪切磨細功能，主要作用是根據(jù)對加工后水泥漿中顆粒組成要求對普通水泥漿中的水泥顆粒進行細化加工，并使加工后的細水泥漿液小的水泥顆粒分散更加均勻，然后把研磨好的細水泥漿液輸至普通攪拌機上桶，普通攪拌機再將細化后的濃水泥漿加水調(diào)配成灌漿要求的水灰比漿液儲存于下桶進行灌漿，該工藝流程經(jīng)過鐘樣溫峽口水庫、清江隔河巖、江西萬安和湖南五強溪等樞紐工程灌漿施工應(yīng)用，證明完全能滿足現(xiàn)場連續(xù)作業(yè)要求。

和普通水泥灌漿工藝流程相比，灌漿工藝流程中僅增加一臺高效水泥濕磨機，但在施工中，水泥顆粒的組成情況可以隨時調(diào)整，即談流程既能適用于全部為細裂隙或滲透性很小的扎段灌漿，也適用于粗細裂隙并存曲孔段癟漿，還能滿足一般裂隙的湛漿，根據(jù)灌段地質(zhì)情況和壓水試驗資料判斷該灌段巖體裂隙是細裂隙時，水泥漿通過高效水泥濕磨機研磨細化后再灌漿，并可根據(jù)被灌漿裂隙大小，在不停止灌漿作業(yè)的情況下，通過單次或循環(huán)研磨以及調(diào)整磨頭磨盤問隙生產(chǎn)山適合于該裂隙的綱水泥漿液再灌漿；若遇到漏水率較大的孔段，可將高效水泥濕磨機磨頭磨盤問隙調(diào)大或者把高速制漿機并制好的普通水泥漿液直接排人普通攪拌機進行灌漿；若酒漿過程小出現(xiàn)失水回濃現(xiàn)象，并判斷為水泥細度不夠時，則用濕磨細水泥漿液，同時將孔內(nèi)和管道中酌循環(huán)漿液導入高效水泥濕磨機留后再用�？傊�，該濕磨細水泥怨?jié){工藝流程非常靈活萬便，隨時可以變換而適應(yīng)于被灌孔段，整個工藝系統(tǒng)的生產(chǎn)能力非常崗，可以長時間連續(xù)運行，該濕磨細水泥灌漿工藝流程中的細水泥制槳系統(tǒng)不但適用于單元機組中，而且也適用于集小制漿系統(tǒng)中。當需要集中制漿供應(yīng)多臺灌漿機組成時，可按圖12-18所示中的工藝流程制漿。

3. 管磨機/超細分級系統(tǒng)干法生產(chǎn)超細水泥

球磨機問世已近200年．管磨機作為球磨機的一種類型也有100多年歷史，但是其應(yīng)用于超細粉碎，效率低、能耗大，但是近年來，超細分級機的發(fā)展，管磨礬十超細分級機系統(tǒng)用于超細水泥取得成功。山東東營勝利油田水泥廠建設(shè)了一條管磨機十超細分級機超細水泥生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線也可超細爐渣和粉煤灰。

磨機選用一臺改良型管磨機φ1.83m×7m，分級機采用FJDZ-4四轉(zhuǎn)子大型超細分級機兩臺，順流式布袋收塵器四臺和高壓風機兩臺，組成如圖12-19所示工藝流程。該系統(tǒng)在負壓下操作，無粉塵飛揚。