镁冶炼原料磨排料结构的改造

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1、镁冶炼原料磨排料结构的改造　　摘要：皮江法是我国生产金属镁的重要方法，因为皮江法炼镁工艺流程短、投资少、建厂快、成本较低。原料制备则是该法炼镁的关键环节之一，煅白的吸湿速度是很快的，因此煅白在粉磨过程中会出现球磨机排料堵料问题。文章运用离散元方法优化φ2.4×8.0m双仓干式格子型球磨机排料结构，解决球磨机排料堵料问题。　　关键词：镁冶炼；排料结构；离散元方法　　前言　　镁是最轻的结构金属材料之一，镁合金具有重量轻、比强度高、减振性好、热疲劳性能好、不易老化，又有良好的导热性、电磁屏蔽能力强，同时还具有非常好的压铸工艺性能，尤其易于回收，是替代钢铁、铝

2、合金和工程塑料的新一代高性能结构材料。镁合金广泛应用在交通、电子信息、通讯、计算机、声像器材、手提工具、电机、林业、纺织、核工业、军工、航天等领域。　　1镁冶炼工艺　　目前镁冶炼的方法主要有两种[1]：（1）从尖晶石、卤水或海水中将含有氯化镁的溶液经脱水或焙融氯化镁熔体，之后进行电解，此法称为电解法；（2）用硅铁对从碳酸盐矿石中经煅烧产生的氧化镁进行热还原，此法称为热还原法（皮江法）。皮江法是我国生产金属镁的重要方法，因为皮江法炼镁工艺流程短、投资少、建厂快、成本较低。其工艺过程可分为白云石煅烧、原料制备、还原和精炼四个阶段。　　原料制备过程是将煅烧白

3、云石、硅铁细磨成粉后，按照一定的配料比将煅白粉、硅铁粉和萤石粉混合均匀，经压团机压制成球，称量后运至还原工序，即完成整个原料制备过程。皮江法炼镁通常要求：白云石的烧损率在46.5%～47.5%，煅白的灼减量不大于0.5%，煅白的水化合性度在29%～33%。白云石煅烧后所获得的煅白，是灼减量小、水化合性度较高的煅白。这种煅白易吸收空气中的H2O和CO2，煅白的吸湿速度是很快的，因此煅白在粉磨过程中会出现球磨机排料堵料问题。　　2原料磨机　　皮江法工艺流程中原料磨机为双仓干式格子型球磨机，磨机一仓磨矿介质为钢锻，二仓磨矿介质为钢球和钢锻混合。加入硅铁和萤石

4、粉的煅白经磨机粉磨后，通过格子板进入簸箕板的物料随着磨机的旋转由出料管被排出进入下一工序。由于煅白吸湿速度快，未排出的物料在磨机簸箕板扇形室内会吸湿结块；最终块越积越多将整个簸箕板扇形室堵满，当所有簸箕板扇形室被堵满后。磨机内物料无法排出，造成磨机堵料无法生产的故障。　　3离散元分析　　本文运用离散元方法分析φ2.4×8.0m干式格子型球磨机出料结构的出料效率[2]，拟对两种不同的出料结构进行离散元仿真，对比不同结构出料效率的优劣。在SolidWorks中对φ2.4×8.0m干式格子型球磨机两种出料结构建模，并导入离散元软件EDEM，输入磨机及物料参数

5、，磨机转速为20.4r/min、物料密度2.6kg/m3、滚动摩擦系数：0.01，模拟时间35S。图1（直线型卸料板物料卸落点）和图2（曲线型卸料板物料卸落点）对比可以看到，直线型卸料板物料卸落时间明显晚很多。直线型卸料板在磨机运行10多秒后物料才开始向出料口运动，而曲线型卸料板在磨机运行2秒多物料就开始向出料口运动。图3（直线型卸料板卸料效果）和图4（曲线型卸料板卸料效果）对比可以看到，曲线型卸料板排料效率比直线型卸料板卸料效率高。图3（直线型卸料板卸料效果）在磨机运行的一次卸料结束后卸料板内还剩余很多物料，而图4（曲线型卸料板卸料效果）在磨机运行的

6、一次卸料结束后卸料板内没有剩余物料。图5（曲线型卸料板实际应用图）为曲线型卸料板在φ2.4×8.0m干式格子型球磨机上的应用，不仅将传统的直线型出料结构改为曲线型出料结构，还将铸造结构改为焊接结构。铸造件表面粗糙，物料吸水后极易吸附到簸箕板表面影响排料，焊接结构的簸箕板表面质量好可有效避免物料吸附减小对排料的影响。运用新排料结构的镁冶炼原料磨很好的解决了磨机排料堵料问题，保证了生产的正常进行。这种新结构在实际应用中，还增加了磨机的处理量。　　4结束语　　运用离散元方法优化Ф2.4X8.0m干式格子型球磨机出料结构，设计出曲线形出料结构，加快磨机排练速度

7、，减少物料吸湿，解决排料堵料问题。保证镁冶炼原料制备的顺利进行，提高生产效率，减少企业损失。离散元方法不仅可以为镁冶炼原料磨机设计提供理论依据，而且也可以为矿用磨机设计提供理论依据。　　参考文献　　[1]许并社.镁冶炼与镁合金熔炼工艺[J].北京：化?W工业出版社，2006（1）.　　[2]王国强.离散单元法及其在EDEM上的实践[D].西安：西北工业大学出版社，2010.