EMD（電解二氧化錳）是制備錳酸鋰電池正極材料的重要原料之一。研究采用JHM 系列球磨式細磨機對EMD進行了超細粉磨試驗，用ICP、激光粒度儀分析了EMD產(chǎn)品的理化性能，結(jié)果表明：產(chǎn)品最大粒度為6μm，d50＝0.73μm，完全能夠滿足錳酸鋰正極材料電池用電解二氧化錳粒度的要求。

尖晶石型錳酸鋰正極材料用電解二氧化錳系其錳源的重要材料之一。尖晶石型錳酸鋰具有價格便宜、低溫性能好、安全性能高等優(yōu)點，被認為是制作鋰離子動力電池最佳的正極材料之一[1]。

隨著市場對鋰離子動力電池產(chǎn)品的需求不斷增長，各電化企業(yè)對于制備質(zhì)量更高的電解二氧化錳有了更新的要求，他們把制備超微細電解二氧化錳作為其生產(chǎn)中一個重要的工序。因此，選擇合適的超微細粉磨[2]設(shè)備尤其重要。經(jīng)過調(diào)研，國內(nèi)多家電化業(yè)在粉磨設(shè)備[3]都有類似的球磨在使用。通過試驗和應(yīng)用表明，JHM 系列球磨式細磨粉碎機是制備超微細電解二氧化錳的理想設(shè)備。

1 設(shè)備簡介

JHM 系列球磨式細磨粉碎機磨主機采用碳鋼材質(zhì)，內(nèi)襯及介質(zhì)球可根據(jù)物料的特性來相配套。JHM 系列球磨式細磨粉碎機獨特、完善的粉磨機理，與傳統(tǒng)球磨機完全不同的進出料方式，在較短的筒體長度（0.5m）和較大的筒體直徑（2.6m）內(nèi)，充分利用筒體兩端面與磨介的摩擦作用，改變筒體內(nèi)磨介間的相對運動速度，提高介質(zhì)運動的混亂度。從而提高磨介與物料間的碰撞、擠壓、剪切、研磨作用，提高粉磨效率。在磨機腔體內(nèi)引入風(fēng)量可調(diào)的定向反吹風(fēng)，將達到一定細度的物料從混合體中分離、揚起，引入帶“籠形”葉輪轉(zhuǎn)子的分級器，使被分離、揚起的細粉得到及時分級提出，減少了

物料的過粉碎，提高粉磨效率。

JHM 系列球磨式細磨粉碎機主要由磨機筒體、可調(diào)進風(fēng)管、出風(fēng)（料）口、進料螺旋、靜止盤、滑動座、軌道座、磨介、傳動系統(tǒng)等幾部分組成。在磨機筒體一個端面的中心位置設(shè)置靜止盤，靜止盤和磨機筒體組成了完整的粉磨腔體。靜止盤的外圓與該端面的中心孔之間留有一定間隙，使磨介球不能漏出，又能相對轉(zhuǎn)動。加料口、定向反吹管和帶“籠形”分級葉輪的分級器設(shè)置在靜止盤上；靜止盤通過螺栓與滑動座連接，固定在軌道座上；磨機筒體內(nèi)裝有磨介；磨機筒體的另一個端面通過軸端法蘭與傳動系統(tǒng)連接，從而實現(xiàn)磨機筒體的傳動。工作時，物料從進料螺旋加入磨腔內(nèi)，隨磨介被旋轉(zhuǎn)的筒體提升到一定高度，由于介質(zhì)堆積表面的傾角超過自然堆角后而瀉落，在瀉落過程中物料與磨介相互碰撞、擠壓、剪切、研磨，實現(xiàn)物料的磨碎。出風(fēng)（料）口與抽風(fēng)裝置連接，使磨機腔體內(nèi)處于負壓狀態(tài)；可調(diào)進風(fēng)管上的多個定向噴吹管向腔體內(nèi)定向吹風(fēng)，把達到一定細度的物

料揚起，在由遮流板和“籠形”葉輪轉(zhuǎn)子組成的相對穩(wěn)定的平面渦流分級流場中，物料得到及時分級。如圖1 所示。

其分級的原理為：經(jīng)過粉碎的物料在揚起過程中進入渦輪分級區(qū)，在分級渦輪的轉(zhuǎn)動下，物料既受到離心力又受到氣流粘性作用產(chǎn)生的向心力，當粒徑受到離心力大于向心力時，即分級粒徑以上的粗粒子下落到粉碎區(qū)繼續(xù)粉碎，而粒徑的離心力小于向心力時，及為合格粒徑顆粒。達到要求的顆粒在負壓的作用下穿過“籠形”葉輪轉(zhuǎn)子排出機外，由旋風(fēng)收集器收集下來。由于渦輪轉(zhuǎn)速由變頻器控制，可實現(xiàn)無級調(diào)速，從而保證分級性能的可靠性及操作靈活性，同時根據(jù)要求生產(chǎn)出不同粒度要求的產(chǎn)品，物料在粉碎過程中能及時的分級，曾而有效地控制粒經(jīng)集中度。

試驗條件

2.1 試驗設(shè)備

本試驗選擇JHM 內(nèi)分級式細磨機，設(shè)備型號：JHM2.6×0.5m，該型磨機集粉碎分級于一體，對物料的分級提取及時，減少了物料在磨機內(nèi)的過粉碎，消除了細粉夾雜其中阻礙粗顆粒繼續(xù)粉碎的現(xiàn)象，提高了粉磨效率。定向反吹風(fēng)的引入，降低了磨腔內(nèi)的溫度，可實現(xiàn)對熱敏性物料的粉碎、分級，極大地擴大了該磨機的應(yīng)用范圍。

2.2 試樣

試樣為國內(nèi)某知名電化企業(yè)提供的電解二氧化錳[5（] 國家輕工行業(yè)最新標準QB/T2629-2004）其電解二氧化錳抽樣參數(shù)情況如表1所示，試樣粒度經(jīng)篩分分析，粒度分布如表2所示。

2.3 磨礦條件

給料量2000kg。

磨礦濃度48%。

主機：運行頻率50HZ，電流48A。

分級機：運行頻率18HZ，電流4.5A。

引風(fēng)機：運行頻率50HZ，電流76A。

試驗采用間隙磨礦，磨礦時間4h，每1h 循環(huán)一次，每間隔1h 取樣。

2.4 磨礦介質(zhì)選擇

磨礦介質(zhì)球[4]的選用做過對比試驗。為防止鐵污染，不能采用鋼球。采用氧化鋯球，磨礦效果優(yōu)良，無碎球現(xiàn)象，但鋯球價格昂貴，廠家多考慮成本問題而舍用；采用瓷球，磨礦效果很差，碎球現(xiàn)象嚴重；襯板采用材質(zhì)95 氧化鋁瓷磚，介質(zhì)球采用氧化鋁球，磨礦效果優(yōu)良，伴有少量碎球現(xiàn)象，這種球價格適中，因此試驗選用氧化鋁球。

2.5 粒度測定

粒度測定采用Malvern2000 型激光粒度儀。

試驗與結(jié)果分析

在磨礦過程中，分別在1h，2h，3h，4h 時取樣，經(jīng)Malvern2000 型激光粒度儀測試得到以下結(jié)果。

（1）粒度與時間關(guān)系如圖3 所示。

由圖3 可見，隨著磨礦時間的延長，產(chǎn)品粒度顯著變細，當磨礦時間為4h 時，磨礦細度為d50＝0.73μm。

（2）磨礦4h 后產(chǎn)品的粒度分布如圖4 所示。

由圖4可見，磨礦時間為4h 時，產(chǎn)品粒度最大值為6μm，d50＝0.73μm，負累積產(chǎn)率可達50%。

4 結(jié)論

球磨式細磨機是一種高效的細磨設(shè)備，可將物料粉磨至1μm 或更細，產(chǎn)品粒度可調(diào)節(jié)，磨機集粉碎分級于一體，不僅使生產(chǎn)工藝簡單，占地面積小。而且由于減少了中間環(huán)節(jié)，大大減少了對環(huán)境的污染。對物料的分級提取及時，減少了物料在磨機內(nèi)的過粉碎，消除了細粉夾雜其中阻礙粗顆粒繼續(xù)粉碎的現(xiàn)象，提高了粉磨效率。通過采用JHM 系列球磨式細磨粉碎機磨電解二氧化錳的試驗表明，當磨礦時間為4h時，產(chǎn)品粒度最大值為6μm，d50＝0.73μm，完全能夠滿足用戶對錳酸鋰正極材料電池用電解二氧化錳細度的要求。磨粉效果良好，設(shè)備運轉(zhuǎn)正常。隨著電池生產(chǎn)行業(yè)對錳酸鋰型電解二氧化錳需求的不斷增長，JHM 系列球磨式細磨粉碎機必將得到更大的應(yīng)用市場。

文章出自：大眾科支

陸 賓 容長厚 黃盛武 王智青 莫秀恒 韋革斌

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