Công nghệ sản xuất

Khả năng nghiền của clinker(Phần 1)

22/03/2011 - 03:43 CH

Trong phòng thí nghiệm của FLS có phép thử tiêu chuẩn để xác định khả năng nghiền của clinker: clinker được nghiền với thạch cao (tổng cộng 20 kg) trong một máy nghiền bi nhỏ và xác định độ mịn theo Blaine quan hệ hàm số với năng lượng nghiền đưa vào. Các phân bố cỡ hạt được xác định bằng sàng.

1. Giới thiệu

Một phần lớn năng lượng dùng trong nhà máy xi măng là cần cho việc nghiền clinker thành xi măng. Ta biết rõ rằng clinker của các nhà máy và lò khác nhau có thể có khả năng nghiền khác nhau, thực tế cũng thấy rằng clinker của cùng một lò có thể biểu thị khả năng nghiền khác nhau ngay cả khi thành phần hoá học của clinker thay đổi không đáng kể.

Do đó lựa chọn hợp lý là dùng kính hiển vi kết hợp với các phép phân tích khác để kiểm tra các thông số xác định khả năng nghiền. Ta biết rằng sau đó, có thể sản xuất ra clinker có khả năng nghiền được cải thiện.

2. Cách đo khả năng nghiền thế nào ?

Trong phòng thí nghiệm của FLS có phép thử tiêu chuẩn để xác định khả năng nghiền của clinker: clinker được nghiền với thạch cao (tổng cộng 20 kg) trong một máy nghiền bi nhỏ và xác định độ mịn theo Blaine quan hệ hàm số với năng lượng nghiền đưa vào. Các phân bố cỡ hạt được xác định bằng sàng.

Trên cơ sở kết quả các phép thử nghiền, tính được yêu cầu năng lượng để nghiền đến độ mịn theo Blaine quy định.

Ba thay đổi bi nghiền khác nhau được dùng trong khi thử (hai lần nạp bi và một lần nạp đạn). Thạch cao được pha với clinker ngay từ đầu. Dùng thạch cao của nhà máy xi măng nếu có sẵn. Nếu không một loại thạch cao theo tiêu chuẩn của FLS được pha vào mẫu clinker. Mẫu và vật thể nghiền được nạp vào máy nghiền bi thí nghiệm và xi măng được nghiền đến độ mịn định trước. Khi đã đạt độ mịn yêu cầu, tháo sạch toàn bộ máy nghiền bi và nạp lại mẫu xi măng với mẻ vật thể nghiền mới vào máy nghiền. Vào lúc bắt đầu nghiền bằng đạn thì pha thêm chất trợ nghiền TEA (Triethanolamine).

Các kết quả đọc trực tiếp từ các phép thử này ở điều kiện tiêu chuẩn 5 % thạch cao và 0,5 % TEA cho thấy tiêu hao điển hình 31 kWh/t để nghiền clinker hạt đến độ mịn 300 Blaine m2/kg với dao động thường xuyên từ 26 đến 40 kWh/t.

3. Cấu trúc của clinker

Hơn 50 mẫu clinker đã được thử để xác định quan hệ giữa khả năng nghiền và các tính chất khác nhau xác định bằng kính hiển vi. Phân tích hoá học cũng như phân bố cỡ hạt của các mẫu clinker trên cũng được xác định.

Hình 1: Bề mặt mẫu mài của clinker xi măng có chứa các pha chính của clinker

Hình 1 cho thấy một bề mặt mẫu mài của clinker xi măng có chứa các pha chính của clinker. Các màu có ý nghĩa như sau:

Trong ảnh kính hiển vi ở hình 1, các tinh thể trắng gần tròn trong phần trên bên trái tâm ảnh kính hiển vi là CaO tự do, belite ở góc dưới bên phải bao quanh lỗ tròn màu đen còn alkali ở phía trên bên phải, bao quanh lỗ màu xám.

Khi nghiên cứu các loại clinker của các nhà máy khác nhau trong kính hiển vi quang học, có thể thấy rõ các cấu trúc khác nhau của clinker. Điều này có thể được minh hoạ bằng hình 2, 3 bên dưới:

Hình 2:

Ảnh kính hiển vi cho thấy một loại clinker có độ xốp thấp (nhỏ hơn khoảng 5%) bao gồm một vài lỗ nhỏ. Các tinh thể alite và belite là lớn. Cần chú ý rằng độ phóng đại hình 2 và hình 3 là như nhau trên các clinker khác nhau.

Trên ảnh kính hiển vi hình 3 thấy một cấu trúc clinker rất khác. Độ xốp cao, do đó nó gồm có nhiều lỗ nhỏ; đồng thời kích thước các tinh thể alite là nhỏ còn hàm lượng belite là thấp.

Hình 3:

Điều không ngạc nhiên là clinker với những cấu trúc khác nhau như vậy sẽ cho thấy các khả năng nghiền khác nhau.

Mặc dù khác nhau về thành phần phase và cấu trúc của clinker là hiển nhiên, ta cần định lượng các tính chất này. Do hàm lượng của alite, belite, phase lỏng, độ xốp p, mức độ giao cắt giữa các lỗ N1 cũng như kích cỡ của các tinh thể alite và đôi khi là các tính chất khác được định lượng từ các lát cắt mẫu mài theo cách sau:

Hàm lượng các phase của clinker và độ xốp được đo bằng cách đếm số điểm hay bằng cách phân tích ảnh tự động.
Mức độ giao cắt giữa các lỗ N1 được đo như số lần một đường thẳng có chiều dài đã biết cắt một lỗ. Do đó N1 có quan hệ với số lỗ trong clinker.

Kích cỡ trung bình của tinh thể alite và belite được đo bằng phương pháp nhanh do đó kích thước trung bình đo được là nhỏ hơn so với giá trị đúng nhưng đủ độ chính xác cho mục đích này.

(còn nữa)

ximang.vn(ST)