| 聚氨酯耐磨橡胶在选矿生产中的应用 |
聚醚型聚氨酯合成橡胶由于具有高弹性,高强度,承载高负荷,高抗撕裂强度,还有极好的耐脂肪族溶剂、矿物油以及与金属和纤维粘合力强等优良性能,特别是耐磨性能,无论是在天然或是合成橡胶行列中均处于领先地位,因而广泛应用于机械、电子、冶金、化工、轻工、民用及国防尖端技术等各个领域。国外自五十年代以来一直以极高的速度发展着,国内在近三十多年来发展也很迅速,在各个领域中已得到越来越广泛的应用。
在国内选矿生产中,绝大部分的设备配件如浮选机的叶轮盖板、搅拌叶轮、水力旋流器等都一直使用铸铁部件,即笨重而又容易磨损,设备检修周期短,不但检修工人劳动强度大,而且影响了选厂的技术指标和经济效益。长期以来国内在这方面一直在作不断的研究,许多厂家都力图在新材料应用方面有新的突破。如在七十年代就出现的利用在普通橡胶掺进一些其它强化剂而制作成功的浮选机橡胶叶轮、盖板,在某些作业中虽然能满足生产要求,相对铸铁耐磨性也较好,但这种橡胶产品遇酸遇碱易变形,尤其是在有机油的情况下更易膨胀,而且较易撕裂,因此存在着一定的局限性。象山东掖县矿山机械厂还在生产,1986年以来我局车河选厂都在使用,效果并不理想。又如我局铜坑选厂应用了用碳化硅制作的重介质旋流器内衬,由于这种材料较脆,在生产和检修过程中容易震裂,而且要求制作工艺高,因而也不够理想。对砂泵的叶轮与内衬的耐磨材料研究与应用更多,但因各种原因未能全面推广。很显然,解决设备的易磨损问题早已成为矿山研究的内容和方向。
由湖南省化工研究所研制合成的聚醚型聚氨酯橡胶具有弹性好、耐磨、耐酸、耐碱、耐浮选油等优点,其制品大部份都能满足选厂生产的各种生产条件。七十年代初期,该所就采用这种橡胶成功地浇注了几种选矿设备的配件并在我局长坡选厂等进行了工业试验,当时湖南的水口山铅锌矿、湘东钨矿、湘西钨矿沃溪选厂、东波有色金属矿也都进行了少部分配件的工业试验,结果均取得了较好的效果。由于各种原因,尤其是设备的单价较高,一直未形成生产能力在生产上推广应用。
通过试验表明,应用于中、细粒级矿砂部位的衬胶(橡胶)件比铸铁件耐磨。但矿砂粒度越粗,形状越不规则,矿块将容易划破橡胶表面,从而降低橡胶的耐磨性。
1972年11月开始,在长坡选厂对部分选矿设备的易磨损部件采用浇注成的橡胶(或衬胶)制品进行了生产应用试验。经过一年多的试验,结果见表 1。试验情况是:铅浮选(矿浆浓度为20~30%,粒度-200目占70%)铸铁件使用寿命为2144.0小时,而衬胶件已运转6708.2小时,导向叶片根部仅磨深3~4毫米,磨损较少;锌浮选前搅拌槽叶轮(矿浆浓度为15-20%,粒度-200目占65-70%),铸铁的寿命为1227.0小时,而衬胶件运转了2806.0小时,只磨耗橡胶0.05千克,磨耗甚微,可继续使用。试验还表明,浮选机叶轮、盖板具有耐撕裂,形变极小等优点。
| 表 1 衬胶(橡胶)件与铸铁件磨耗试验结果 |
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另外,对摇床面的涂胶也进行了试验考查,发现涂胶与床面有很强的粘附力,使用四个月未发现任何脱胶离层现象,而且使用涂胶具有使用寿命长,制造工序简单,生产工班短,原枓成本和维修费用低等明显优点。试验结果见表 2。
| 表 2 合成橡胶与天然橡胶、生漆床面磨耗试验结果 |
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1986年7月在长坡选厂对ϕ125毫米和ϕ75毫米旋流器沉砂嘴又进行了工业试验。结果橡胶件使用寿命是铸铁件的4倍左右,成本只是铸铁件的1.09~1.67倍。
通过生产应用试验,从表 1、表 2可以看出,聚醚型聚氨酯橡胶在选矿厂易磨件的应用中具有如下优点:
1.适应性强。对于在有油或在酸性、碱性介质中均可使用该橡胶产品,完全适用于选矿生产的各种矿浆条件;
2.衬胶(橡胶)件重量轻,从而大大地降低了设备的动力消耗并减轻了工人的检修劳动强度;
3.磨耗少,寿命长,操作稳定。提高了设备的完好率与运转率,相对地稳定了生产过程,稳定了生产指标;
4.由于寿命长,为铸铁件的4.2~9.5倍,延长了设备检修周期,节约了生产检修费用,并且减少了因检修而停机所造成的金属流失;
5.生产总成本低,一般为铸铁的18.00~23.91%,在很大程度上降低了生产成本,提高了生产效率;
6.对改善选厂的安全生产,环境卫生也有着一定的意义。
但是,这种橡胶产品也存在着一些问题,主要表现在以下方面:
1.衬胶被磨损后可修补的性能在生产中已得到证实。但是,对其耐老化问题(修补时需硫化)及每个衬胶件能修补的次数问题,还需经长期考查。
2.产品单价高,这是长期以来未能推广应用的主要原因,根据这一问题,该所在降低原料价格方面又作了大量的努力,于1986年利用四氢呋喃马环氧丙烷共聚合成了共聚型橡胶,成本比原均聚型橡胶降低了30~33%,各项质量指标均与聚醚型橡胶接近,这为降低成本又迈出了一大步,为选厂应用这种橡胶创造了良好的条件。
工业试验与应用表明,许多设备配件应用聚氨酯橡胶制品具有明显的优越性,在技术上可行,经济上也是合算的。可以预料,这种橡胶制品对于各神酸性介质中的高压水泵叶轮、皮带托辊、离心选矿机转鼓、浮选机及搅拌槽转动轴、螺旋分级机叶片、磨矿机内衬、水力旋流器内衬及各种沉砂嘴、过浆管、各种易磨损槽体、底板进行涂层等都具有应用前景。
1990, Vol. 4
