1、國內外超細攪拌球磨機的發展
超細攪拌球磨機是隨著現代材料科學技術的進步而發展起來的，最早應用丁涂料、顏料或油漆等行業，大規模應用于金屬礦山再磨作業是近十幾年的事情，這主要緣f對金屬礦的需求增加拉動價格的升高和資源的貧化、嵌布粒度細和復雜難選，為了確保精礦品位和回收率，金屬礦山細磨作業得到了足夠的重視，國外澳大利亞、美國、德國和加拿大均有專門研究機構和研究人員，進行了大量礦物加工細磨設備和工藝技術研究工作。已有專業制造廠家和許多先進的設備，國外主要機型有塔式磨機(TOWER MILL)、艾薩磨機( ISAMILL)和特種砂磨機(SMD MILL)。
塔式磨機（又稱立式球磨機）如圖1所示，它是一種垂直安裝、帶有螺旋攪拌裝置的細磨設備。物料從磨機的下部給人，物料經簡體內介質研磨后，合格的產品從磨機的頂部溢出，較粗的顆粒則留在磨機內繼續被研磨。塔磨機的最大給礦粒度為6 mm．產品粒度74—20um。目前，國外最大的塔磨機安裝功率1125kW．處理能力超過100 r/h。
艾薩磨機(ISAMILL)如圖2所示，它是由澳大利亞的Mountlsa礦和NETZSCH公司發明的一種細磨設備，用于該礦的鉛鋅分離。該種磨機是采用水平高速攪動研磨原理來使礦物解理，其產品粒度P80可達到7um。艾薩磨機的功率強度很大，可達350 kW/m3，艾薩磨機使用的磨礦介質為陶瓷、河沙、爐渣等。
世界上第一臺艾薩磨機( M3000)于1994年在Mountlsa鉛鋅選礦廠投入運行，至今，已有近20臺艾薩磨機投入運行，分別用于金、鉛鋅、鉑等礦物的回收。最大的磨機為2003年在南非的英美鉑業公司投產的Ml0000磨機，用于鉑族元素的回收，該磨機容積為10m3，裝機功率為2 600 kW。
近年來的研究表明，在微細介質磨機中添加粉碎助磨劑可制備亞微米甚至納米超細粉體。一些學者開始用超細攪拌球磨機械法生產納米粉體或漿料，德國NFIzS/CH Feinmahltechnik公司應用臥式循環攪拌球磨機生產細度小于200 nrn的產品．主要應用在油墨、油漆、顏料、染料及高科技材料行業。麥克勞克林采用Drtus DCP超細攪拌球磨機生產細度小于150 nm的產品。相繼開發的納米超細磨機型號有SC型（如圖3）、ZR120型等，它們的共同特點是：①采用氧化鋯YTIZ陶瓷微珠，尺寸為0.1 ~0.5 mm；②均采用離心超細攪拌區域，力求粉碎區域受力均勻；③采用循環磨礦。關鍵技術是：粉碎腔形設計、篩網和攪拌器材質以及超細微珠。
我國超細攪拌球磨機的研制開始于20世紀70年代初，到目前為止，已有30年的發展歷程，取得了較大的進步。重慶化工機械廠研制了我國第一臺砂磨機（Sand mill）．也稱高速攪拌球磨機，應用涂料工業、染料工業、油墨及顏料等工業。在吸收國外先進技術的基礎上，相繼開發了臥式砂磨機、雙筒砂磨機、窄隙砂磨機和密閉型砂磨機等設備，其立式砂磨機有50 L、80L、120L、300 L到500 L。80年代初長沙礦冶研究院和秦皇島黑色冶金設計研究院相繼開發了JM - 600型、JM -1000型、JM1200型和MQL - 500型立式螺旋攪拌磨礦機（塔式磨機），如圖4所示。20世紀90年代中期中科院金屬所開發成功塔式磨浸機，已成功地應用于金礦再唐作業，取得了較好的成績。在開發塔式磨機的同時，長沙礦冶研究院、鄭州東方機器廠等開發研制成功了超細棒式攪拌磨機，最近幾年，制造廠家增多，但進展不大。隨著國內重質碳酸鈣、高嶺土等非金屬礦行業的發展和需求，北京礦冶研究院開發了高嶺土專用型雙槽大型攪拌磨機，蘇州非金屬礦工業設計研究院聯合江蘇一些制造廠家研制了BP80型、BP300型、BP500型剝片機（高速盤式攪拌磨機），成功地用于高嶺土、重鈣、膨潤土等行業。長沙礦冶研究院開發了非金屬礦專用型大型超細攪拌磨機，已有1200 L、2000 L和3 600 L等規格。
從1990年黃金行業金礦選礦廠應用立式螺旋攪拌磨礦機以來，長沙礦冶研究院在推廣應用時，不斷完善其結構和改進耐磨材質，并利用長期從事粉磨設備研制和選礦制粉工藝的優勢，設計出了具有自有知識產權的系列化立式螺旋攪拌磨礦機，產品不斷更新，已在黃金、鉬礦、鉛鋅礦、磁材、錳業、化工、稀土和無機非金屬等行業應用280多臺套。最近又研制成功3 600 L型大型超細攪拌磨機(功率250 kW，產量2—4Uh)，在太陽紙業高旭化工公司和廣東東莞立偉達（臺資）公司等企業成功應用，取得了重鈣碳酸鈣濕法研磨設備大型化生產的突破，必將促進濕法研磨重鈣的品質提高和生產成本的降低。
2、設備和技術發展展望
在金屬礦山中，金銀礦、鉬礦、銅礦、鎳礦、鉛鋅礦需要磨至-400目（-0. 037 mm）粒級含量大于90%或更高才能單體解離，需要具有細磨和擦洗作用的大型攪拌球磨機。
我國成品鐵礦石的需求量更大。從目前國內資源情況看，我國的鐵礦資源經過了50多年的開發利用，易選鐵礦資源正面臨日益短缺的局面，鐵礦石資源明顯不足，而我國難選鐵礦資源較豐富。由于難選鐵礦屬于貧細雜礦石，所以其組成十分復雜，采用傳統選礦回收提高品位有很大的難度，磨礦細度是一個關鍵因素。如祁東鐵礦磨礦細度-38um粒級含量不低于95%～98%．山西太鋼袁家村鐵礦-38um粒級含量不低于95%，還有柿竹園有色金屬礦，汝陽鉬礦等尾礦中回收鐵精礦，磨礦細度都要求-38um粒級含量不低于95%，鐵精礦品位才能達到65%，因此再磨或細磨的設備選擇至關重要。
我國許多礦山工業生產鐵精礦都使用普通臥式球磨杌磨礦，因普通臥式球磨機磨礦效率低、產品粒度達不到要求、礦物沒有達到單體解離，所以鐵品位只能在53% ~55%之間。立式螺旋攪拌磨礦機是鐵礦再磨或細磨最具有發展前景、能量利用率高、產品粒度細的一種細磨設備，另外，由于該設備結構簡單、操作維護方便，從而被廣泛應用于黃金礦、有色金屬礦、金屬礦和磁性材料等工業生產中。
由于造紙行業發展迅速，將帶動CaCOi需求量增長，勢必帶動大型現代化造紙鈣生產基地的建立和完善。現在如太陽紙業集團高旭公司、晨鳴紙業集團、岳陽林紙集團紛紛建立大型造紙鈣衛星生產基地，至少年產5～10萬t/a以上。
高嶺土、膨潤土、云母等非金屬礦業也將向大型化、現代化生產發展，例如國內的中國高嶺土公司、廣西北海高嶺土公司、廣東茂名高嶺土公司和山西金洋高嶺土公司等也將步人大型化、自動化大生產。工業礦物粉體的制備，且價格相對低廉，因此需要處理量大的加工設備。研制產品粒度細且分布均勻、處理量大的大型超細攪拌磨機對于工業礦物粉體的深加工是當務之急。
在能源工業中，例如煤直接液化項目中催化劑制備技術，就需要大型超細攪拌磨機制備亞微米級黃鐵礦油漿。
因此，不管非金屬行業，還是金屬行業或者能源行業，迫忉需要一種高效、實用、能耗省且價格適中的大處理量、窄粒級超細攪拌球磨機。
3、立式螺旋攪拌磨礦機的研制開發和應用
3.1基本原理和技術特點
立式螺旋攪拌磨礦機的結構由簡體、螺旋攪拌器、傳動裝置和機架等組成。簡體內充滿一定的磨礦介質（鋼球、瓷球和礫石）。螺旋攪拌器經減速機驅動作緩慢旋轉，磨礦介質和物料在簡體內作整體的多維循環運動和自轉運動，物料在磨礦介質重量壓力螺旋回轉產生的擠壓力下利用摩擦、少量的沖擊擠壓和剪切被有效地粉磨。
立式螺旋攪拌磨礦機具有獨特的結構和工作參數，具有如下顯著特點：
1)磨剝離。粉磨作用以磨剝離為主，少量的沖擊和剪切作用。這樣可以保持物料原有晶格形狀，充分利用能量有效研磨物料。因為細磨和超細磨礦，摩擦研磨磨礦是最有效的粉磨方式。
2)分層研磨。在磨礦區域，介質表面壓力是由介質重量壓力和離心運動產生的擠壓力組成，因為轉速低，介質表面壓力可近似為介質質量壓力：
介質表面壓力從磨機簡體上到下逐漸增大，在介質充填的最底層磨礦作用最強烈。粗顆粒由于沉降在磨機簡體下部而得到有效磨礦。
3)內部分級。濕法磨礦時，在介質充填之上是攪拌分級區域，物料按自然沉降和離心沉降分級，減少了過粉磨。
4)獨有的介質運動規律。介質的均衡運動，介質的多維運動和介質的自轉運動把攪拌器傳輸的能量均勻彌散地研磨物料。
3.2工藝流程
開路流程：①頂部給礦，底部排礦；②底部給礦，頂部排礦；③頂部給礦，頂部排礦。
閉路流程：濕式用圓錐水力分級機、振動篩或水力旋流器分級。
立式螺旋攪拌磨礦機典型的工藝流程見圖5～圖6。
3.3應用情況
1)立式螺旋攪拌磨礦機在鐵精礦再磨中的應用。
柿竹園有色金屬礦鐵精礦再磨多年來都是采用普通臥式球磨機，磨礦粒度一直都是-43um占60%，鐵品位在53%~ 55%之間，磨礦細度達不到，鐵精礦品位不能提高。經過多次試驗，柿竹園有色金屬礦鐵精礦再磨設備采用長沙礦冶研究院研制的立式螺旋攪拌磨礦機。該設備從2005開始在柿竹園有色金屬礦尾礦回收鐵精礦生產線上應用，磨礦粒度-38um粒級含量達到95.10%，鐵精礦品位達到65%以上，提高了鐵精礦品位，經濟效益顯著。2008年又增加3臺1200型大型立式螺旋攪拌磨礦機。
2)立式螺旋攪拌磨礦機在金銀礦再磨中的應用。
金被黃鐵礦包裹，以顯微金、次顯微金或固熔體存在的含金礦石，是難溶浸提金的一類金礦石。立式螺旋攪拌磨礦機在邊磨邊浸過程中，磨礦介質與礦料之間強烈的剝磨作用，破壞了物料顆粒表面的擴散界面層，從而加快化學反應速度，提高了浸出率。已在福建紫金礦業股份公司、安徽省銅陵朝山金礦、山東乳山金礦、湖南辰州礦業（原湘西金礦）、河南虎溝金礦、陜西中礦生物工程公司、陜西寶雞地質隊、廣西福斯銀銀獷、廣西貴港冶煉廠和云南大理黃金冶煉廠等黃金企業中成功應用。
在某黃金冶煉廠，給料粒度較細，給料粒度- 325目（-0.040 mm）粒級含量占70%一85%，要求產品細度- 400目（-0. 037mm）粒級含量占90%—95%。采用先分級后磨礦的工藝。漿料和水加入攪拌桶，砂泵打入水力旋流器分級，合格細度產品溢流排出進入后續作業進行濃密、碳浸或解吸電解。粗粒漿料經高位料槽一定壓力給入立式螺旋攪拌磨礦機下部繼續細磨，經過上部溢流進入攪拌桶進入下輪分級磨礦。
福建紫金礦業股份有限公司的燒渣給料粒度小于3 mm，產品細度要求達到- 325目（-0. 040 mm）粒級占90%～95%，處理量20~30 t/d。采用先磨礦后分級工藝。粗粒給料從立式螺旋攪拌磨礦機上部給料口給入，經過磨機磨礦從上部溢流，漿料進入攪拌桶，利用砂泵打入水力旋流器分級，合格細度產品溢流排出進入后續作業進行濃密、碳浸或解吸電解。粗粒漿料給入立式螺旋攪拌磨礦機繼續細磨。
3)立式螺旋攪拌磨礦機在電解錳和稀土的超細磨礦中的應用。
濕磨電解錳片制造四氧化三錳，金瑞新材料科技股份公司氧化錳廠用20多臺專用型JM - 600B型細磨電解錳片，給料粒度3 mm．產品細度- 500目（-0. 03 mm）粒級含量大于95%。貴州松桃錳礦，湖南特種金屬材料廠等單位已應用60多臺。已在益陽稀土總廠、樂山普而美、上海君太公司和株洲硬質合金鉭鈮分廠應用細磨獨居石和稀土礦，給料80目(0. 18mm)，產品細度- 400目（-0.037 mm）粒級含量不低于95 qo。
4)立式螺旋攪拌磨礦機在鉬礦再磨中的應用。
在洛鉬集團選鉬三公司，2003年對鉬精選系統進行了改造。將傳統的溢流型再磨球磨機改為立式螺旋攪拌磨礦機。立磨機與水力旋流器閉路作業，旋流器溢流- 200目（-0. 075lvLm）粒級含量達95%，送浮選柱精選。鉬精礦品位從46. 12%提高到49.88%，最高達到54.44%，選礦回收率由79. 79%提高到84.19%。工藝參數的優化和再磨設備提高了輝鉬礦的單體解離度，加上立式螺旋攪拌磨礦機的擦洗作用，為浮選提供了良好的環境。
在欒川地區先后有三強、大東坡、長青、九揚、滬七、雙峰、瑞達、鉬城、宏達、鑫川、鑫鑫、萬噸選廠、洛鉬三公司、洛鉬萬噸選廠、洛鉬五千噸選廠、洛鉬一公司等礦業公司選廠應用立式螺旋攪拌磨礦機作為再磨設備。另外在陜西，金堆城鉬業公司、洛南秦嶺鉬業、煉石礦業和福秦鉬業等選礦廠也采用立式螺旋攪拌磨礦機作為再磨設備，投產后，其鉬精礦晶位和回收率明顯提高。洛鉬集團應用4臺大型立式螺旋攪拌磨礦機現場如圖7所示。
4、結 語
超細攪拌磨機已受到金屬礦山礦物加工領域的關注和重視，也將會越來越多的得到應用，可以預計，通過設備研制者和工藝人員密切配合、共同攻關，細磨技術和裝備在金屬礦山資源綜合利用和節能降耗方面將大有用武之地。
