2北京科技大学土木与环境学院，北京183山东黄金集团技术中心，烟台264002率低能耗的微细粒粉碎设备，在颗粒制备领域有广阔推广应用前景。
前言当颗粒被粉碎到定程度时，其光电磁热等物理性质和面特性都将发生巨大变化，颗粒现出许多特殊的性能。随着科学技术的发展，对颗粒技术提出了更高的要求，就是在满足物料产品粒度要求的同时，还要提高粉碎过程的效率。
在这种情况下，进步降低粉碎过程的能耗，提高粉碎效率，研制新型高效粉碎设备就日显重要。因为，在实际生产中，现有粉碎设备的粉碎效率很低。现有粉碎设备的能耗除了小部分用于颗粒粉碎外，绝大部分能量消耗与破碎本身无关，如颗粒之间的摩擦颗粒与设备之间的摩擦介质中的能量损失以及设备内部的其它消耗等。通过单颗粒的粉碎试验得出的各种粉碎设备6，9，各种喷射磨2.尽管这些数据是由窄粒级物料试验得出的，比较粗略，但可以从中看出各种粉碎设备的节能潜力。至今仍在许多行业的粉碎工艺中仍占有重要地位的球磨机是种传统粉碎设备，其能量利用率很低。在所有涉及破碎磨矿的工业生产中，磨矿过程的能耗约占生产总能耗的70，80.
在能源日趋紧张的当今世界，研制效节能的磨矿设备成为进步降低磨矿能耗提高磨矿效率的重要举措。
北京科技大学突破传统的研磨理念，研制开发出种集所有研磨作用于体的立式行星磨机。目前，已完成系统的实验室研究，研究结果明立式行星磨机单位体积处理能力为球磨机点。立式行星磨有望成为传统粉磨设备球磨机的更新换代产品。
立式行星磨的工作原理及特点北京科技大学，发研制的立式行星磨是由的种新型行星式磨机。该机最初是为磨碎油菜籽以提高菜籽油的浸出率而设计。其后，由于立式行星磨现出的优越性能，而在其它领域推广应用起来，例如造纸用木材的制浆水煤浆的磨制等。目前已有台SM160型立式行星磨在实验室安装运转。
立式行星磨的结构简1.它是种独特的高速行星式辊轮磨机。该机由固定的立组螺旋辊轮构成，转子既可由磨机的上部驱动，也可由下部驱动。螺旋辊轮可绕其中心轴自由转动，在磨矿过程中，转子部分的螺旋辊轮能始终和磨机的桶壁接触，以达到粉碎的目的。
从1可以看出，当马达带动主轴按逆时针方向转动时，螺旋辊轮也将随转子作逆时针方向的圆周运动。同时，由于螺旋辊轮紧贴磨矿桶内壁，在桶体内壁和待磨物料的摩擦力作用下，螺旋辊轮将绕自身的固定轴作顺时针的自转。这样，每个螺旋辊轮不仅绕主轴作公转，还要绕自身的轴作自转，因此螺旋辊轮工作面的运动轨迹是种行星式的运动曲线，所以这种磨机是种行星磨。当物料从磨机顶部给入后，被高速旋转的转子甩向磨机桶壁的周。在重力作用下，物料将从上而下运动，当物料进入粉碎腔后，高速旋转的螺旋辊轮将对物料产生挤压剪切和研磨作用，而将物料磨细。
立式行星磨机的辊轮上刻有螺纹。这种设计，方面使被磨物料在受到挤压的同时，还能受到辊轮螺纹以及速度梯度造成的剪切作用；另方面，由于螺旋辊轮的自转和螺纹的导向作用，能及时把磨好的细物料及时排出，防止物料的过磨，同时提高磨机的处理能力。般情况，由于辑轮的及时卸料作用，物料在磨机中的停留时间很短，只有5，20秒。
立式行星磨机有多种不同的型号和规格以适应各种工作不同的工艺要求。该磨机的主要可变结构参数是螺旋辊轮的数目辊轮的直径重量长度形状和螺纹的头数等。其主要的操作参数为马达转速给矿速度和给矿方式。般而言，主轴转速为600，1200，给矿速度取决于磨机的大小和产品要求。
立式行星磨机的这种独特设计，使得被磨物料能够最大限度的利用输入的能量进行粉碎，避免了普通磨机和振动磨机工作中介质之间的无效空磨。这种结构紧凑的设计，使得立式行星磨的单位容积处理量比具有同样磨矿效果的球磨机的单位容积处理量高约40倍。
立式行星磨机可以进行干磨和湿磨。实际上，由于螺旋辊轮的导向运输作用，立式行星磨特别适于处理固体浓度近乎糊状的物料，而不是浆状物料，而且这时的磨矿效果最佳。
立式行星磨的应用立式行星磨是种高效的细磨设备，可广泛应用于各种金属矿石，尤其是附加值较高的稀有金属矿石，如稀土矿金精矿等的细磨；各种非金属矿，如方解石石墨云母煤等的粉碎，还适宜于各种纤维材料的破碎，在造纸制糖医药化工等领域有广阔的应用前景。
3.1立式行星磨磨在金属矿细磨中的应用随着社会的发展，矿产资源被大量开发利用，尤其是那些优质易磨和易选的矿产资源越来越少，为了提高矿产品的附加值，调整矿产品的产品结构，就必须对其进行细磨和超细磨矿。
我国矿产资源的特点是贫杂细。要充分有效合理地利用矿产资源，就必须进行有效要有效回收铁和稀土，必须将矿石磨至400目占90.
目前，我国已有几千座处理各种矿石的选矿厂，其中最常用的磨矿设备为球磨机。球磨机本身存在许多致命且不可克服的缺点1磨矿介质做功需克服地球引力，故球磨机电耗较高；磨矿介质粉碎矿石是随机的，因此磨矿产品粒度不均匀，粒度分布范围较宽，需与分级作业联合；3磨矿介质衬板被磨物料之间强烈冲击和研磨，造成钢球消耗高。以上情况，特别是细磨时，其缺点更加突出。
3.2立式行星磨在燃料矿方面的应用炉效煤粉喷吹系统的工程集成化高炉大量喷吹煤粉作为炼铁工业提装备技术水平和经济效益促进产业优化升级的重大关键技术，受到国内外炼铁企业极大重视。近几年来，我国高炉喷煤发展很快，鞍钢高炉96年达到203kg铁，98年天津铁厂试验炉达到220kgt铁，宝钢99年4月份l高炉达到252.4kgt铁。我国高炉喷煤技术的迅速发展和广泛应用，取得了巨大的经济效益。全国钢铁企业每年由此可降低铁水成本20亿元以上；炼铁系统每年节约约800万吨焦炭，可节约焦炉改造费用数十亿元。
喷煤量提高后，降低煤粉喷吹成本迫在眉睫。降低制粉能耗是降低喷吹煤粉成本的主要途Hj立式行星磨的工作原理及其在颗粒制备中的应用径。采用先进的磨煤设备，将现有制粉电耗降低20，30，可产生巨大的经济效益。北京科技大学研制开发的高效节能磨煤设备立式行星磨磨，是种独特的高速行星式辊轮磨机。可使得被磨物料能够最大限度的利用输入的能量进行粉碎。经磨煤试验，制粉能耗只有球磨机的12，中速磨的23，将这种磨开发应用于喷煤制粉，具有很强的优势。
3.3立式行星磨磨在非金属矿深加工方面的应用虽然非金属矿深加工的粉磨设备很多，但长期以来把原矿磨至400，800目左右的细磨设备仅有雷蒙磨搅拌磨和振动磨。实践证明，雷蒙磨具有设备配置复杂装机容量高粉尘污染大等缺点；搅拌磨在进行大工业生产时，由于搅拌轴所承载的扭矩太大，极易发生断轴或电机过载被烧毁的事故，另外当突然停机再起动时此类现象更加棘手；振动磨振动较大，对基础设施有破坏作用，同时振动磨能量利用率较低。
用312201型立式行星磨对云母进行了干磨和湿磨的研究。该机的桶体内壁直径为220，装有3个辊轮长度为300mm，值得指出的是，为提高设备的剪切和磨剥作用，设计了种特殊的辊轮，可以得到径厚比为30，40，半径为15的合格产品。其单位能耗为8，该机的生经过多次磨矿，云母的粒度可达或更细。物料在磨机中的停留时间很短，般只有5，20秒，多次磨料相当于延长了磨料时间，多次磨料可以有效地降低产品粒度，且湿磨比干磨能量消耗取决于产品剥离程度和产品粒度。平均半径15.=1叫时的相应能量消耗为湿磨是微细云母粉生产的发展趋势。通过湿磨可得到2，60径厚比的合格产品。
细磨白云石所用立式行星磨的型号为SM160，转速为960r.p.m.。白云石入料粒度为3，石经立式行星磨次粉碎的产品粒度分布如粒度0率累积分布此外，还用立式行星磨进行了长石石灰石等非金属矿物的细磨实验，得到的磨矿产品细度与上述白云石产品的磨矿结果类似。
立式行星磨的独特性能，使其在磨矿产品细度为400目左右时的设备能量利用率较高，加之设备占地面积小，对安装基础无特殊要求，因此立式行星磨在非金属矿超细深加工的细磨400，500目阶段具有广泛应用前景。
3.4立式行星磨磨在环保方面的应用浓有机废水综合治理高浓有机废水对环境的污染很大，传统的环境治理工艺设备投资大运行成本高，且很难达标处理。根据高浓有机废水的污染特点，我们成功开发出了高浓有机废水制备水煤浆燃烧工艺，把高浓有机废水中的污染组分作为水煤浆有用添加剂，达到了污染治理变废为宝节能降耗的目的。
水煤浆是种新型低污染代油燃料，它既保持了煤炭原有的物理特性，又具有石油样的流动性和稳定性，可以象油样易于装贮实现管道输送和高效燃烧，被称为液态煤炭产品。水煤浆的燃烧效率可高达98以上，且氧化硫氮氧化物的排放量及烟尘浓度均能达到环保要求，可以广泛用于电站锅炉工业锅炉和工业窑炉代煤代油代气燃烧。在过去，制备水煤浆是先将煤干磨，然后将煤粉在介质中分散。目前，湿磨煤由于能避免煤尘的爆炸问，已越来越流行。立式行星磨是种非常适宜于湿磨煤的设备。
3.4.1030酸高浓氧化废水直接制备水煤浆技术，80酸氧化废水0，很，8000，值较小，且组分复杂。如果直接排放，会对周围环境造成严重污染。旧，酸高浓氧化废水直接制备水煤浆技术制浆过程不用添加任何添加剂，利用废水中的污染组分作为水煤浆的有效分散剂和稳定剂，比使用常规水煤浆成本还低。该工艺真正实现了变废为宝，可谓举得治理污染变废为宝清洁燃烧，是企业首选的高浓有机废水治理方案。
3.4.2造纸厂黑液治理新工艺造纸工业是个污染严重用水量大能耗高的行业，而我国又是个以草类造纸为主的大国。由于草类制浆黑液硅含量高，非常难治理，它对环境造成了严重的污染。
利用黑液中的木质素作水煤浆添加剂，我们开发出把煤和黑液制成水煤浆供纸厂锅炉燃用技术。是利用了黑液中木质素的分散性能，节约了制备煤浆的药剂和大量的水资源，同时回收了黑液中的热能。是发挥了煤浆低污染和能源利用率高的特点，降低了纸厂的能源消耗。
是该工艺投资低，对于万吨纸厂，利用黑液和煤制备煤浆，投资几百万元，仅是碱回收投资污染又可降低纸厂的能源消耗，具有显著的经济效益和社会效益。
高浓有机废水水煤浆技术可成功处理造纸厂黑液染料行业高浓有机废水酿造行业高浓有机废水制糖行业高浓有机废水食品加工行业高浓有机废水制药行业高浓有机废水等难处理污染源。
3.5立式行星磨在资源综合利用方面的应用铜精矿在冶炼过程中产生的铜转炉冶炼渣含有很高品位的铜，有的甚至比铜原矿品位还高，因此，铜转炉冶炼渣的再选成为铜冶炼企业节能挖潜的重要举措。但铜转炉冶炼渣中的铜矿物嵌布粒度非常细，大部分粒度小于3，1而且分布均匀。现有铜转炉冶炼渣都采用两段常规球磨机磨矿来达到400目9，以上的磨矿要求，球磨机不但能耗高，而且磨矿效率低，尤其是段磨矿用球磨机的磨矿效率非常低，且磨矿效果非常差，方面达不到磨矿细度，另方面又容易造成过磨，产生的矿泥不但污染选别过程，而且造成金属流失。
采用立式行星磨代替段磨矿用球磨机，在不改变原有选别流程和药剂条件的前提下，可在铜精矿的品位略有提高的情况下，使铜精矿的回收率提高2，3；铁精矿中3102含量降低3，4，铁精矿品位提高2；磨矿能耗降低20，30.立式行星磨应用于铜转炉冶炼渣段磨矿，可达到投资小效快的目的。
结论立式行星磨突破传统的研磨理念，采用独特的行星辊轮式结构设计，是种新型高效粉碎设备。通过上面的分析研究，可以得出如下结论立式行虽磨设备紧凑粉碎效率高，立式行星磨的独特设计，可使物料在粉碎腔内同时受到挤压剪切和研磨方面的复合作用，提高了设备的能量的有效面积，因而设备能量利用率很高。
立式行星磨具有破碎比大的特点，其破碎比可达100，3000.立式行星磨与高性能的分级机配合使用，可使平均粒径10，的物料次磨细至2且动力消耗很少。
立式行星磨的处理能力大。由于立式行星磨的复合磨矿作用，可使其单位体积的处理能力是相同磨矿效果的球磨机单位体积处理能力的40倍。
立式行星磨可用于干磨和湿磨，且适合处理高浓度的糊状物料，而且此时的磨矿效率更高。
应进步开展立式行星磨无污染耐磨内衬的研究，以推动立式行星磨在无机非金属矿物深加工领域的应用。
立式行星磨具有单位体积处理能力大能耗低结构紧凑等特点，是传统研磨设备的更新换代产品。立式行星磨将以其特有的优势，在颗粒制备中得到推广应用。