浅谈矿物混合料搅拌设备的发展

宁晓光　薛羊　王世杰

摘 要：矿物混合搅拌设备作为矿业单位正常工序中一个不可或缺的配套设备，在近些年取得了飞速的发展，其根本原因在于矿物企业的发展。现在国内外从事搅拌设备研制，制造的厂家数量成几何级别井喷发展，所以涉及的产品型号也由原先的50多种发展到1000多种。在能源安全问题尤为严峻的今天，矿物混合搅拌技术在工程界得到很大的重视。

关键词：搅拌设备；发展趋势；矿物混合

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.072

1 引言

在很久远的封建时期，搅拌设备在我国就有了广泛的应用。但真正开始系统性开发系列搅拌设备还要从上个世纪70年代开始。搅拌设备的研发有很多需要解决的问题，其中最大的要属于磨损与稳定性问题，搅拌设备的智能控制问题。在原矿石价格飞涨而我国矿石产量不断减少的当今大势下，高效经济的搅拌设备深得企业的喜欢[1]。

搅拌设备之所以会得到这么广发的应用，其实离不开石油、化工、冶金等行业的快速发展。在这些行业中搅拌设备常常会被当作一种重要的能量，物理状态转换的重要工具，不可或缺的地位很明显[2]。但是长期的搅拌设备的应用史告诉我们搅拌设备不可避免的会产生一些问题，例如效率低，能耗大，桨叶的磨损问题。这些都极大的影响了搅拌设备的功效最大化应用。研究人员很难对搅拌设备的在混合稳定性做出准确判断，就是因为起内部的流固两相流混合特性的研究仍然停留在理论数学公式上，难以应对工程实际中出现的问题，更难以进行预测。单层桨叶的非稳态湍流模型的计算方式方法很难在多层桨叶的计算中取得准确计算结果，导致了很多设计与应用的不相符问题的出现。

2 矿物混合搅拌设备

当今国内工业发展，对于低能耗，小磨损的工业产品的需求量与日俱增，在绿色能源发展的概念下，高效的粘性颗粒分散效率和质量是搅拌设备的必备因素。高效的混合技术和分散能力更是搅拌设备的发展趋势。分析搅拌设备的发展大势以及现行搅拌设备的发展纲要，得出搅拌设备的未来发展趋势，今使其装化效率高，搅拌能耗低，搅拌叶轮的磨损低。

简单的来解说搅拌桨在搅拌设备中的作用，无非是由电机带动做旋转运动。旋转形成的涡流把机械能传递到搅拌设备中物料中。物料之间进行有效的对流，加速物料之间的分散均匀过程。这一过程是强制性的。可以这样认为：这是主题对流扩散和涡流扩散的综合作用。一是将能量传递给周围的混合液，使其做混合循环流动，二是将更多的混合液带入到宏观流动中，继续形成对流运动。漩涡流动就是湍流作用的本质，湍流也和混合速度有一定的正比例关系。在搅拌桨的作用下，物料受到叶轮的强力揽拌在叶轮区域形成高湍流区，物料在湍流、剪切、撞击、空穴等作用下达到分散、混合效[3]。

按照搅拌设备的工作方式，我们可以将其分为：不间断式和间断式混合料搅拌设备。不间断式搅拌设备的特点是采用顺利顺流方式，动态计量级配的矿物原石和搅拌药物不间断从搅拌筒的前部进入，在搅拌筒的后部与动态计量不间断混合矿物原石和搅拌药剂。间断式混合料搅拌设备的特点是在搅拌矿物原石的工作期间，间断启停搅拌设备，其达到均匀分散搅拌混合液的目的，效果极佳[4]。

而在现场使用中经常会出现很多运行故障。就以浸出和吸附两装置来说，它们都是经过单桨叶逐渐发展到多桨叶的，二者很多物理结构是想通的，但是有所不同的是多桨叶的浸出和吸附装置二者之间会有一个多级筛，所以在运行会出现大量的问题。

（1）桨叶停止工作。在搅拌设备竖直方向大约1/3处的桨叶停止工作的原因有很多，但基本上是由于停电时间过长或因机械电气故障抢修时间过长导致停机时间过长。加之工业生产中并未使用备用发电机组造成的，进而使得入浸矿量大，粒度，炭密度过高，槽中压缩空气充量不足。桨叶停止工作后，混合液必然不会继续旋转，如果在此过程中有异物进入搅拌设备，那么桨叶会因为成不规则勺形，进而无法形成负压，影响正常的工业生产。某金矿炭浆厂在正常生产过程中不定期的会出现一些停机状况，有时长达几周，究其原因就是吸附设备的桨叶安装不规范，呈勺形。结果按照正常操作规程安装后，又由于安装距离过大，仍出现不工作现象。该厂的生产设备即使开到功率最大是仍难以保证矿浆混合液高效混合，长此以往必然导致混合液中的杂志大量沉积在桨叶下方的搅拌死区。会发生卡死桨叶的物理性故障，出现不同状况的生产事故。

（2）旋转轴扭损。矿浆浓度大在浸出设备中，负荷大在吸附设备中，传动部和电机转轴的保养不良是经常需要面对的问题。这些问题不解决会使电机与针轮减速机，减速机与叶轮主轴联轴节间的螺丝松脱或扭断的概率大大增加。

（3）减速机油路堵塞及叶轮反转[5]。

为了防止发生注入此类的生产问题，很多院校和企业联合研发了一些改进型号的搅拌设备。逐渐解决了一些问题。经历的过年的沉淀和快速发展，国产设备的技术水平和制造标准有了极大的提高，逐渐成为世界工程界一个不可忽视的存在。但是我们还要冷静的看待我国的发展，有很多问题我们都需要去不断创新，尤其在产品可靠性、耐久性、使用性能和寿命等方面与发达国家相比仍有一定的差距。

时至今日，在积累了大量工程实践经验后，国内不少民族品牌正大步走向世界，就品牌来说，我们仍有很大可以提升的空间。高的技术水平和完善的售后服务，是赢得国际市场认可的必要条件，不可回避。只有产品质量稳定、售后服务好、信誉高的企业才能在市场竞争中取得成功。在搅拌设备技术、结构日趋成熟，工艺流程和总体结构均基本已定型的今天，谈及未来的发展，我们仍要坚信技术的不断发展是大势所趋，不断的学习外国的产品技术是我们提升自己生产水平的必经之路，必须坚持“引进来，走出去”战略。

3 结束语

总之，在国内有识之士的共同努力下，我国的搅拌设备定可以不断突破自我，在世界搅拌工程市场上取得一席之地。

参考文献：

[1]王利剑.非金属矿物加工技术基础[M].北京：化学工业出版社，2010：77-78

[2]朱文天.沥青混合料搅拌设备的发展趋势[J].交通世界，2012（12）：32-33.

[3]李新明. 浆化搅拌槽的液固两相流及叶轮磨损特性的研究[D].长沙：中南大学，2012.

[4]张永卫.煤/油两用沥青搅拌设备的设计与应用[D].西安：长安大学，2008.

[5]曹孟富，艾满乾.选金炭浆厂搅拌过滤设备问题探讨[J].中国矿山工程，2004（02）：28-30.

作者简介：宁晓光（1987-），男，辽宁大连人，硕士，研究领域：机械传动与控制。