立磨在低粘度氢铝填料生产上的应用

祝永华

（中铝山东工程技术有限公司，山东 淄博 255052）

1 低粘度氢铝填料的介绍

低粘度氢铝填料是一种用量最大的无机阻燃剂，它不仅可以降低材料的生产成本，还能提高材料的刚性、硬度、尺寸稳定性以及赋予材料某些特殊的物理化学性能，是近期国家提倡使用的新型环保材料的原料之一，广泛应用于热固性材料、合成橡胶、发泡材料等行业中。

低粘度氢铝填料是优选级配的氢氧化铝通过研磨粉碎得到的不同粒径及粒度分布具有特殊性能的填充物料。该类型氢铝产品具有无毒、不挥发、不析出、价格便宜等特点，而且同时具有良好的阻燃、消烟功能和相对较低的分解温度；在与橡胶、塑料、环氧树脂等多种物质聚合时，有良好的匹配性。

2 氢铝填料的生产设备使用现状

我公司在氢铝的粉碎工序中，分别使用过万能粉碎磨、气流磨和机械磨三种超细粉碎设备。万能粉碎磨是我公司最早用于氢铝填料生产的超细粉碎设备，虽然能满足当时的市场需求，但是存在问题也较多，主要表现在能耗偏高、产量低；自动化程度低、清理周期短，工人劳动强度大；产品质量波动较大、性能差，产品含水率不稳定，320目残留容易超标。气流磨结构紧凑、自动化程度高，粉碎出来的产品具有水分小、产品细度均匀、粒度分布较窄、颗粒表面光滑、颗粒形状规则、纯度高、分散性好、320目残留低等优点。但是，气流磨在氢铝粉碎的应用中，最大的缺点是耗电量大、能量利用率只有50%左右，一次性投资大，使氢铝填料的成本大幅度增加。

目前国内大部分粉磨设备都使用机械磨，虽然比万能磨、气流磨有优势，但与立磨比较，相对效率低、能耗高、产能低，大型机械磨也只能有3-4吨/时的生产能力，从湿氢铝到深加工填料氢铝，每吨电耗在200kw以上，且生产的产品呈现片状结构，粘度过高，在下游行业使用中，添加工艺难度较大。

3 选型理由

针对低粘度氢铝填料的生产上存在的问题，从2013年起，我公司就开始针对产品粘度高、能耗高的问题进行大量攻关和试验，发现水泥行业及钙粉行业上成熟应用的立式磨，能够比较容易地实现料床碾压粉磨的大型化、高产能，而且烘干粉磨一体化。而立磨相对于机械磨来说，对氢铝颗粒的粉磨能够尽最大程度上不破坏原晶，这样的低粘度氢铝填料给下游行业带来更好的加工性能。

4 立磨的基本情况

4.1 立磨的组成

立磨系统（图1）主要组成有：磨辊、磨盘、中壳体、磨辊液压装置、润滑装置、密封风机、喷水装置、喂料装置、选粉装置、主电机及润滑装置、主减速机及润滑装置、吐渣斗提等组成。

图1

4.2 立磨的工作原理

立磨的基本原理都是应用料床粉磨原理。电动机驱动减速机带动磨盘转动，物料由锁风喂料机送入旋转的磨盘中心，离心力作用物料向磨盘周边移动，进入粉磨辊道。磨辊压力作用，物料受到挤压、研磨和剪切作用而被粉碎。粉碎后的物料被旋转的磨盘抛向风环上方，同时，热风从围绕磨盘的风环高速均匀向上喷出，并对悬浮物料进行烘干。大部分物料被风环处的高速气流吹起，较粗的物料吹回磨盘重新粉磨,较细物料则由热风带入选粉机进行分级，合格的细粉随同气流出磨，由收尘设备收集下来即为产品，不合格的粗粉在选粉机转子叶片作用下通过灰斗重新落至磨盘中心，与新喂入的物料一起重新粉磨，粒度较大的物料通过风环下落至下壳体排渣槽内，由刮料板排出磨外，再由提升机输送至锁风喂料机重新喂入磨内粉磨，如此循环完成粉磨作业全过程。

4.3 立磨优点

产能较高，能耗较低；预热、粉磨、选粉一体化，流程短，占地小；具有较高的可靠性，配有稀油集中润滑、液压伺服施压、喷水装置等辅助设施；料床研磨在可变压力作用下，具有更高的研磨效率；动静选粉，产品质量可靠；维修量小，磨损件少，便于维护保养。

5 立磨在低粘度氢铝填料深加工的使用情况

5.1 工艺流程

我公司于2016年建成一条以立磨为主要设备的低粘度氢铝填料深加工生产线（生产工艺框图见图2），运行良好，达到预期效果。低粘度氢铝填料深加工生产线主要由进料系统、立磨研磨系统、包装系统、电控系统、除尘系统等几大部分组成。其中，进料系统包括40m3原料仓和4m3待磨料仓各1套，研磨系统包括VSLM-1100立磨和变频调速5转子涡流气流分级机各1套，除尘系统包括700m2气箱脉冲滤袋除尘器1套。在本生产线在吸收其它行业应用情况经验基础下，实现了不饱和热风回收循环，大大降低了原料湿品氢铝的烘干成本。

图2

5.2 运行效果

该生产线使用立磨为VSLM-1100H型，生产主要品种产品（中位粒径10μm）产能7～10吨/时，研磨粒度可达5～17μm。完全达到了预期效果，生产的产品具有粘度低，粒度稳定，粒度分布宽等特点。

5.2.1 不同产品的物理性能（表1）

表1

5.2.2 相同产品与机械磨、气流磨对比（表2）

表2

5.3 立磨生产产品特点及优势

5.3.1 产品电镜（图3）

图3

从电镜上看，立磨比传统机械磨片状颗粒明显减少。

5.3.2 粒度稳定性

立磨产品HWF10LV粒度的稳定性比机械磨生产的HWF10粒度的稳定性好。立磨的粒度分布明显比机械磨生产的产品分布宽，峰值低。

6 结论

对比同行业应用的机械磨而言，立磨的低速高压粉磨，运行更稳定、噪音更低，同功率单机产能提高一倍，成本降低一半，产品粘度降低一半，粒度分布宽且稳定性好。立磨不仅有产品粘度、粒度、成本上的优势，而且还能有生产出超细级低粘度氢铝填料HWF5能力，更进一步满足潜在市场需求。因此，立磨今后将逐步替代机械磨，成为低粘度氢铝填料深加工的主要生产设备。