Bài giảng Quá trình & Thiết bị silicat - Chương 1: Cơ sở gia công đập - nghiền

Có thể nén ép vật liệu bằng hai trục quay như trong máy đập trục nhẵn. Loại này có thể dùng đập thô, trung bình, nhỏ. Làm rạn nứt có thể dùng máy có răng nhọn, dùi nhọn có hình dạng khác nhau như trong máy đập trục có răng. Máy này dùng cho vật liệu dòn, mềm. Chà mài kết hợp với nén ép thực hiện giữa hai bề mặt: một phẳng và một cong như trong máy nghiền bánh xe. Loại này dùng khi cần hạt nhỏ. Đập nghiền kiểu va đập có thể dùng máy đập búa, nghiền thanh. Va đập kết hợp với mài xiết dưới tác dụng rơi tự do của bi đạn trong máy nghiền bi. Loại này dùng để nghiền mịn

13 trang | Chia sẻ: linhmy2pp | Ngày: 18/03/2022 | Lượt xem: 112 | Lượt tải: 0

Bạn đang xem nội dung tài liệu Bài giảng Quá trình & Thiết bị silicat - Chương 1: Cơ sở gia công đập - nghiền, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

QUÁ TRÌNH & THI T B SILICAT 1 CHÖÔNG 1 B môn V t li u Silicat C S P - NGHI N Khoa Công Ngh Vt Li u i h c B ch Khoa Tp. H Minh Ý NGH A C A QUÁP- NGHI N Ý NGH A C A QUÁP- NGHI N p và nghi n là hai quá trình th ng g p trong công SP p SP Nghi n nghi p hóa hc và nh t là trong công nghi p vt li u p thô: 100-350 mm Nghi n thô: 0,1 – 5 mm silicat. p va: 40 -100 mm Nghi n mn: 0,05 – 0,1 mm Do tác dng ca ngo i lc, khi làm gi m kích th c ht ln p nh : 5-40 mm Rt mn: < 0,05 mm thành các ht nh hơn dng cc, dng ht gi là p. Tiêu tn nng lng nh nh t: di tác dng ca ngo i lc vt li u Còn nu c kích th c c ht mn dng bt gi là nghi n. b v ra thành nhi u ht nh hơn làm tng di n tích b mt riêng ca Hai mc tiêu chính ca quá trình p nghi n là: vt li u, nh m to u ki n hoàn thành tt cho các quá trình hóa lý t c sn ph m có c ht gi i hn xác nh ti thi u hay ti xy ra các công on sau. a. Ho c cho vt li u có di n tích b mt riêng úng yêu cu. Trong quá trình p nghi n ph i tiêu tn lc phá v các liên kt Ph thu c vào kích th c sn ph m có th phân lo i nh sau: hóa hc gi a các phân t và to ra di n tích mi sinh cho vt li u. 1 Ý NGH A C A QUÁP- NGHI N KÍCH TH C TRUNG BÌNH C A V T LI U Vì vy quá trình này ph i tiêu hao nng lng xác nh. Vt li u tr c và sau khi p nghi n th ng có hình dng Nng lng này ph thu c vào các yu t: và kích th c khác nhau, tính toán ta dùng kích th c Hình dng và kích th c vt li u. trung bình . Bn ch t vt li u. Kích th c trung bình ca cc vt li u có th tính theo mt trong Kt cu thi t b s dng bài toán thi t k . các công th c sau: Tính ch t hóa lý ca vt li u: cng, m, bn liên kt phân t. a + b + c 3 2 2 D = D tb = abc Dtb = b +c tb 3 Ph n ln nng lng này ch yu dùng kh c ph c: Vi: a, b, c là dài, rng, cao ca vt li u n D + D L c ma sát gi a v t li u v i v t li u. max min Kích th c trung bình ca nhóm vt li u: Dtb = Lc ma sát gi a vt li u vi thi t b. 2 vi Dmax , Dmin : kích th c ht vt li u ln nh t và bé nh t. Lc ma sát gi a các b ph n truy n ng ca thi t b. KÍCH TH C TRUNG BÌNH C A V T LI U MC P NGHI N i Kích th c trung bình ca hn hp nhóm ht: Mc p nghi n i là t s kích th c ht vt li u, ho c D hh D n a tb = Σ tb n nhóm ht vt li u ho c hn hp nhóm vt li u tr c và Vi Dn ,a là kích th c trung bình và % kh i lng ca nhóm. tb n sau khi p nghi n. D i = d Vi D, d ln lt là kích th c vt li u tr c và sau khi p nghi n. Mc p nghi n i ph thu c các yu t: Tính ch t lý hc ca vt li u. Kích th c vt li u. Kt cu thi t b s dng bài toán thi t k . 2 MC P NGHI N i MC P NGHI N i Khi p thô : i = 2 – 5 Khi p trung bình : i = 5 – 10 Khi p nh : i = 10 – 30 Mc p nghi n tính theo th tích iV xác nh theo công th c sau, và ây cng chính là s cc vt li u sn ph m Z thu c Nu tng mc p nghi n thì nng lng tiêu hao tng . sau khi p nghi n: D 3 Z = i = = i 3 Mc p nghi n chung I cho toàn b khâu p nghi n V d 3 bng tích s mc p nghi n ca tng công on. Vi cùng mc p nghi n iV, cho mi ln p nghi n, vy sau n ln p nghi n phá v cc vt li u có kích th c D thu I = i * i * . . . .* i . 1 2 n c Z cc sn ph m có kích th c d, quan h gi a Z và iV 3 n nh sau: D 3log i Nu i1 = i 2 = . . . = i n = I, ta có : I = i . n 3 n = Z = iV = 3 = i Hay 3log i = n log iV, vy d log iv BN BN rn: c nh ngh a là kh nng ch ng li s mài mòn, ct. Trong quá trình p nghi n, cn chú ý hai tính ch t quan c ánh giá theo thang Mohr (1-10) nh sau: tr ng là bn và rn ca vt li u. Lo i rn Vt li u chu n Tính ch t bn: c tr ng cho kh nng ch ng phá hy ca vt li u di tác dng ca ngo i lc, ây là gi i hn bn nén σσσ ca vt li u. Mm 1 Ho Talc) D a σσσ = P/F. 2 a V a 3 a D a Trong ó P là lc nén v và F ti t di n ch u nén Trung bình 4 Tinh th Khó vch bng dao Tu theo giá tr ca σσσ, vt li u chia làm 4 lo i: 5 a Không vch c bng dao lo i mm kém bn: có gi i hn bn nén σσσ < 100 kG/cm 2. 6 Rn bng th y tinh lo i trung bình: có gi i hn bn nén σσσ: 100 – 500 kG/cm 2. Rn 7 Th a Vch c th y tinh 1kG 10N lo i bn: có gi i hn bn nén σσσ : 500 – 2500 kG/cm 2. 8 a Vch c th y tinh lo i rt bn: có gi i hn bn nén σσσ : 2500 – 4500 kG/cm 2. 9 Ct c th y tinh. 10 Ct c th y tinh. 3 BN BN Quan h gi a bn H, nng lng tiêu hao A, th i gian H s kh nng p nghi n K ca mt s vt li u nh sau: nghi n T và nng su t Q gi a hai lai VL có bn khác Clinker lò quay trung bình 1,1 nhau: H 1>H 2 khi có cùng iu ki n p-nghi n nh sau: Clinker lò quay d p nghi n 1,11 ôi sét khó 0,8 – 0,9 Nng lngtiêuhao: A1 > A 2. Clinker lò quay khó p nghi n 0,8 – 0,9 t sét khô 1,51 – 2,03 Di p th ch, phi n th ch 0,9 Tràng th ch 0,8 – 0,9 Th i gian nghi n: T1 > T 2. Clinker lò ng t ng 1,1 – 1,2 Vôi sng 1,64 Nng su t: Q1 < Q 2. Clinker lò ng th công 1,3 – 1,4 Magnesite 0,69 – 0,99 H s kh nng p-nghi n (K) : X lò cao trung bình 1 Ho t th ch (Talc) 1,04 – 2,02 X lò cao d p nghi n 1,1 Than nâu 0,7 H s kh nng p nghi n là t s gi a nng lng tiêu hao riêng X lò cao d khó nghi n 0,8 – 0,9 Vân mu 0,75 khi p nghi n vt li u chu n vi vt li u khác, ng vi cùng tr ng á hoa cư ng ht to 0,8 thái và mc p nghi n. Torax 0,5 – 0,6 á hoa cư ng ht nh . 0,9 Nham th ch 1,3 – 1,4 Vt li u chu n là clinker lò quay có h s kh nng p nghi n là 1. 1 Cát 0,6 – 0,7 BN PH Ơ NG PHÁP TÁC D NG L C Nh vy, h s kh nng p nghi n (K) càng ln, vt li u Các ph ơ ng pháp tác dng lc trong quá trình p nghi n càng d p nghi n, nng lng tiêu hao (A) nh và t là nén ép, va p, un v, mài xi t và ct. nng su t (Q) cao hơn so vt li u chu n. Vi c ch n ph ơ ng pháp p nghi n ph thu c vào tính Nu bi t nng su t ca thi t b khi nghi n mt lo i vt li u ch t cơ lý, kích th c ban u, mc p nghi n. bt k, có th cn c vào h s kh nng p nghi n tính nng su t ca thi t b này khi nghi n vt li u khác a a a Bài toán thi t k . a 4 PH Ơ NG PHÁP TÁC D NG L C THUY TP NGHI N Nén ép: dùng cho p thô vt li u cng, dai. Vt li u b phá v khi Thuy t di n tích b m t P.R. Rittinger: công tiêu hao trong hai b mt p ti n gn nhau do ng su t ln hn bn ( σ) ch u quá trình p nghi n t l vi di n tích b mt mi sinh nén. hay mc p nghi n (i). Un v: cho sn ph m có kích th c, hình dng xác nh. Trong th c t các ht vt li u khi p nghi n có hình dng Va p: dùng cho vt li u dòn bt k, vi c o di n tích b mt rt khó kh n. ơ n gi n, Mài xi t: cho sn ph m rt mn t vt li u mm, không mài mòn. xét cc vt li u hình lp ph ơ ng cnh D. Ct: cho sn ph m có kích th c và hình dáng xác nh Sau khi p nghi n cc vt li u cng hình lp ph ơ ng Các thi t b p nghi n th ng kt hp vi 2 hay nhi u ph ơ ng cnh d. pháp p nghi n khác nhau Nguyên nhân???. 2 Di n tích b mt tr c p nghi n Fo = 6D . THUY T P NGHI N THUY T P NGHI N Tng di n tích b mt mi sinh sau khi p nghi n là: 3 2 F1 = 6 i d . Vy di n tích b mt mi sinh tng thêm: D/2 i=2 Z=i =8 D/3 i=3 Z=iV=27 D V 2 2 ∆∆∆F = F 1 –F0 = 6 D (i–1) (m ). Có (i–1) mt ph ng ct theo mt chi u ca vt li u. tiêu tn cho 1m 2 b mt mi sinh cn mt công là a (J/m 2), Nh vy s mt ct theo 3 chi u là 3(i–1), s cc vt li u do ó công tiêu hao cho quá trình p nghi n là: 2 nh n c là Z = i 3, ây cng chính là mc p A = 6aD (i–1) (J) nghi n tính theo th tích i . Khi mc p nghi n rt ln, ngh a là i→→→∞∞∞ thì (i–1) ≈≈≈ i, nên V công p nghi n t l vi mc p nghi n: 2 Di n tích b mt mi sinh ca 1 cc vt là f = 6 d . A = 6aD 2 i 5 THUY T P NGHI N THUY T P NGHI N Trong th c t, vt li u p nghi n có hình dng bt k, nên a vào h s Thuy t th tích Kirpichev : công tiêu hao trong quá trình p nghi n t l iu ch nh k = 1,2 – 1,7 , h s này ph thu c vào tính ch t vt li u, ph ơ ng vi s bi n i th tích ca vt li u p nghi n. σ 2 ∆ V pháp p nghi n. A = 2 E 2 Vy: A = 6kaD (i–1) J ∆∆∆V: hi u s th tích h t v t li u tr c vàp nghi n. 3 2 Công p nghi n cho mt ơ n v th tích Av J/m . σσσ: gi i hn bn ch u nén ca vt li u kG/cm .. A 6akD 2( i −1)  1 1  2 A = = 6= ka −  E: modun àn hi kG/cm . 2 v D3 D3  d D  A σ Công làm bi n dng mt ơ n v th tích: = Công p nghi n cho mt kg vt li u Am J/kg V 2 E A1 V1 ak 1 1 Công p nghi n t l vi th tích vt li u: = Am = 6 ( − ) A V ρ d D 2 2 Lc P tác dng p nghi n t l bc hai vi chi u dài hay t l vi b mt Vi ρρρ kg/m 3 là kh i lng th tích ca vt li u A P bL cL 3 P L2 vt li u 1 = 1 1 = 1 ⇒ 1 = 1 Thuy t Rittinger thích hp cho nghi n mn, nh t là máy nghi n bi. 3 2 A2 P2bL 2 cL 2 P2 L2 THUY T P NGHI N THUY T P NGHI N Tính công tiêu hao riêng trung bình Ar: V i mt n v di n tích b Nh vy Ar gi m dn, ch không ph i là hng s mt mi to thành F sau quá trình p nghi n, Ar ưc tính nh ư sau: Nh trong thuy t b mt ca Rittinger, ch ng t vi c to b Ln p nghi n Di n tích mi sinh F Công tiêu hao riêng mt mi sinh rt quan tr ng trong quy t nh công nghi n. 2 σ 2 D 3 Ln 1 F1 = 6D (i–1) A = 1r 2 Tng di n tích b mt mi sinh to thành sau n ln p 2 2 12 ED ( i − 1 ) = 6 [i v(d 1) -D ] 2 2 3 nghi n là: Ln 2 F2 = 6D i(i–1) σ D A 2r = = 6 i [i (d )2 – (d )2] 12 ED 2i( i −1) V v 2 1 F = F 1 + F 2 +. . . + F n Ln 3 F = 6D 2i2(i–1) σ 2 D 3 3 A = F = 6 D 2(i–1)(1+i+i 2+i 3+....+i n-1) 2 2 2 3r 12 ED 2i 2 ( i − 1 ) = 6 (i V) [i v(d 3) – (d 2) ] F = 6 D 2(i n–1) Ln n F = 6D 2in-1(i–1) σ2D3 2 n A = A σ Dlog i n-1 2 2 rn 2 n−1 A = = = 6 (i V) [i v(d n) – (d n-1) ] 12 ED i ( i −1) Vy công tiêu hao riêng trung bình r n F 4E( i −1)log iv 6 THUY T P NGHI N THUY T P NGHI N (Thuy t t hp Robinder) ng vi nng su t máy là G (kg/gi ), kh i lng th tích là Thuy t Rittinger úng cho dp nghi n mn, thuy t th tích úng cho p nghi n thô . C hai thuy t ch mang tính g n ρρρ, kích th c D thì nng su t tính theo s cc vt li u em G úng và h tr nhau. p nghi n theo gi là : Z = 3 ρD 2 3 Robinder a ra thuy t t hp: công p nghi n chung σ D 3log i G Công cn thi t trong mt gi là: A = * * 3 N-cm bng tng s công tính theo hai thuy t trên. 2E log iV ρD Công su t p nghi n: A = ααα∆∆∆ F + βββ∆∆∆ V 2 σ G log i ααα : nng lng tiêu hao riêng cho 1 ơ n v di n tích b mt. N = 1,4 *10 −8 kW ∆∆∆F : bi n i di n tích b mt ηρ E log iV βββ : công bi n dng riêng cho 1 ơ n v th tích. ng vi i = 2 , công su t ln nh t là: V ∆∆∆V : bi n i th tích. σ 2G N = 13 7, *10 −8 log i kW ααα∆∆∆ F : nng lng tiêu hao to b mt mi. Nghi n thô ηρ E βββ∆∆∆ V : nng lng tiêu hao vt th bi n dng (th tích m i). THUY T P NGHI N THUY T P NGHI N (Thuy t ca Bond ) (Thuy t ca Bond ) Bond ra thuy t:”Công tiêu hao khi p nghi n cc vt li u, t p nghi n G (t n/gi ) vt li u t kích th c ban u D l vi trung bình nhân gi a th tích V và di n tích b mt F ca n kích th c d, có s cc vt li u Z =G/ ρD3, mc p vt li u”. 3 2 5,2 nghi n tng cng in=D/d . A = k VF = k k 1 D * k 2 D = KD n 5,0 5,2 (i ) − 1 G K  1 1 G Công dùng p nghi n cc vt li u t kích th c D qua n A = KD 5,0 3 A=  −  ()i − 1 ρD i 5,0 −1 d D  ρ ln p nghi n n khích th c d, vi mc p nghi n cho mi ln là i: Công nghi n cho 1 tn vt li u là:  1 1 G A = A 1 + A 2 + . . . +A n. A= KB −  n 0 ,5  d D  ρ 2 ,5 0 ,5 0 ,5 2 0 ,5 n − 1 2 ,5 (i ) − 1 A = KD [1 + ()()()i + i + .... + i ]= KD 0 ,5 i − 1 7 THUY T P NGHI N THUY T P NGHI N (Thuy t ca Bond ) (Thuy t ca Bond ) Vaät lieäu nghieàn Khoái löôïng rieâng Chæ soá coâng suaát W (kW.h/taán) Trong ó Kb là hng s ph thu c vào lo i máy nghi n i vàc tính c a v t li u nghi n. Clinker 3,09 13,49 s dng c công th c trên, nh ngh a ch s Dolomite 2,82 11,31 công su t Wi (kW.h/t n) làng c n thi t Ñaát seùt 2,23 7,10 nghi n VL có kích th c D n kích th c d v i tích lu Ñaù voâi 2,69 11,61 ht >80%. Ñaù Gypsum 2,69 8,16  1 1    A = 18, 79.Wi − G (kW) Than 1,63 11,37  d D  Thuyû tinh 2,58 3,08 Nu là nghi n t thì công c a quá trình nghi n là: Bauxit 2,38 9,45 4  1 1  A =., 81 79.Wi  − G (kW) 3 d D  THUY T P NGHI N THUY T P NGHI N (Thuy t ca Bond ) (Thuy t ca Kick ) Ví dụ : Tính coâng suaát quaù trình nghieàn caàn thieát ñeå thöïc Theo Kick : “ Công cn thi t trong p nghi n t l vi hieän nghieàn 100taán/h (G) ñaù voâi töø nhaäp lieäu coù 80% qua raây logarít ca kích th c u vi kích th c cu i hay t l 100mm (D) vaø saûn phaåm coù 80% qua raây 5mm (d). vi logarit ca mc p nghi n (i). 5σ 2G G A = log i = K log i Eρ K ρ σ 2 D 3 3 log i G Công cc i khi iV=2 hay A = * * 3 2E log iV ρD Thuy t ca Kick thích hp trong p nghi n thô . 8 THUY T P NGHI N Phân lo i Thi t bP NGHI N Tóm li, công dùng p nghi n cho mt ơ n v Thi t b p nghi n cn áp ng các yêu cu: kh i lng vt li u t kích th c ban u D n Có nng su t ln. Nng lng tiêu hao nh . kích th c d là: dD Sn ph m có kích th c ng u. dA = −K n D Thi t b p nghi n c phân thành 2 nhóm: máy p và K  1 1  hay A =  −  máy nghi n.  n−1 n−1  n −1 d D Máy p: dùng p vt li u có kích th c ln, t 100 – 1300 mm, mc p nghi n t i=3-20, và chia thành nhi u bc p: thô, Khi n = 1 : ng vi thuy t ca Kick. trung bình, nh , mn. Khi n = 1,5 : ng vi thuy t ca Bond. Máy nghi n: dùng nghi n vt li u thành dng bt mn. Kích Khi n = 2 : ng vi thuy t ca Rittinger. th c ban u ca vt li u 1-60mm, kích th c sn ph m có th mn n 1µµµm. Mc p nghi n t i=20-1000 ho c ln hơn. Phân lo i Thi t b P NGHI N Phân lo i Thi t b P NGHI N Theo mc p nghi n: Theo ý ngh a k thu t: Máy p nghi n sơ b: vt li u t nơi khai thác ho c thô vào máy, c ht vt li u vào và ra kh i máy còn to. ây là giai on chu n b MC P NGHI N nguyên li u ban u. LO I CÁC B C KÍCH TH C V T LI U (mm) (i) Máy p nghi n tinh: vt li u khâu sơ b cho vào máy, c ht VÀO MÁY (D) RA MÁY (d) sn ph m t yêu cu, ây là giai on chu n b ph i li u. p thô 1300 - 500 200 –100 3 –5 Theo kt cu thi t b: Máy p Máy nghi n p p trung bình 500 - 100 100 – 20 5 – 10 Máy p hàm Máy nghi n bánh xe p nh 100 - 20 20 – 3 10 – 20 Máy p nón Máy nghi n thùng quay Nghi n Nghi n thô 60 - 20 >0,1 n 100 Máy p tr c Máy nghi n búa Máy p búa. Máy nghi n tr c. Nghi n mn 20 - 1 < 0,1 n 1000 9 Phân lo i Thi t b P NGHI N Phân lo i Thi t b P NGHI N Theo chu trình làm vi c: Chu trình h:Vt li u gm nhi u c ht, có th p nghi n tr c ti p, ho c cho qua sàng phân lo i thu c c ht khá ng u nh m tng hi u su t cho máy. Sau khi p nghi n thu c sn ph m có mc ng u không cao. o o Chu trình kín: Vt li u a tr c ti p vào máy p nghi n, o sn ph m ra kh i máy cho vào thi t b phân lo i. Các ht to c cho tr li vào máy p nghi n cùng nguyên li u mi. Chu trình kín cho mc ng u sn ph m cao. Phân lo i Thi t b P NGHI N Phân lo i Thi t b P NGHI N Theo ph ơ ng pháp nghi n: có nghi n t và nghi n khô. Ph ơ ng pháp nghi n t: Ph ơ ng pháp nghi n khô: u im : u im: • lc nghi n nh hơn so vi nghi n khô. • Không cn sy sn ph m sau khi nghi n. • Ít bi • Có th sy nghi n liên hp • C ht sn ph m ng u. Khuy t im: • Máy ít b nóng. • Nhi u b i, Máy d b nóng. • Vn chuy n sn ph m d dàng. • Lc nghi n cn ph i ln. • Tháo li u d. • C ht không ng u.V t li u d dính kt vào thành máy. Khuy t im: • Tháo li u khó kh n. • Tiêu tn nng lng sy sn ph m. • Làm vi c n hơn nghi n t, Khó vn chuy n sn ph m. 10 THI T B P NGHI N THI T B P NGHI N Các nguyên li u p nghi n có tính ch t ch t và kích th c rt Có th nén ép vt li u bng hai tr c quay nh trong khác nhau. máy p tr c nh n. Lo i này có th dùng p thô, trung bình, nh . Nên có nhi u lo i thi t b p nghi n có cu to khác nhau Làm rn nt có th dùng máy có rng nh n, dùi nh n có hình phù hp vi tng nguyên li u. dng khác nhau nh trong máy p tr c có rng. Máy này dùng cho vt li u dòn, mm. Chà mài kt hp vi nén ép th c hi n gi a hai b mt: mt ph ng a và mt cong nh trong máy nghi n bánh xe. Lo i này dùng khi cn e ht nh . p nghi n bng nén ép c th c hi n bng cách ép vt li u p nghi n ki u va p có th dùng máy p búa, nghi n thanh. gi a hai b mt: mt c nh, mt di ng nh trong máy p Va p kt hp vi mài xi t di tác dng rơi t do ca bi n hàm có hai b mt ph ng, máy p nón có hai b mt cong. trong máy nghi n bi. Lo i này dùng nghi n mn. THI T B P NGHI N THI T B P NGHI N (Maùy ñaäp haøm) (Maùy ñaäp noùn) 11 THI T B P NGHI N (Maùy ñaäp noùn) MÁY P TR C MÁY P BÚA MÁY NGHI N BÁNH XE 12 MÁY NGHI N CON LN (NG) MÁY NGHI N HERO MÁY NGHI N BI MÁY NGHI N BI NGHI N T 13

Các file đính kèm theo tài liệu này:

bai_giang_qua_trinh_thiet_bi_silicat_chuong_1_co_so_gia_cong.pdf