So sánh nghiền riêng với nghiền lẫn (Phần 2)
Khác biệt chủ yếu giữa nghiền riêng và nghiền lẫn xi măng có nhiều thành phần là ở chỗ trong khi nghiền lẫn, các thành phần khác nhau tương tác với nhau. Tương tác giữa các thành phần hầu hết do khả năng nghiền tương đối khác nhau.
>> So sánh nghiền riêng với nghiền lẫn (Phần 1)
>> So sánh nghiền riêng với nghiền lẫn (Phần 3)
>> So sánh nghiền riêng với nghiền lẫn (Phần 4)
>> So sánh nghiền riêng với nghiền lẫn (Phần 5)
>> So sánh nghiền riêng với nghiền lẫn (Phần 6)
>> So sánh nghiền riêng với nghiền lẫn (Phần 7)
2.2 Khả năng nghiền
Khả năng nghiền được xác định theo nhiều cách khác nhau. Ví dụ nó có thể là năng lượng tiêu hao cho việc nghiền đến độ mịn nào đó, được quy định bởi phần trọng lượng dưới một cỡ cắt nào đó (kJ/kg) hoặc theo diện tích bề mặt riêng (kg/m2). Nó cũng có thể là tốc độ quay của máy nghiền theo diện tích bề mặt riêng (kg/m2) hay bề mặt riêng được tạo thành trong một đơn vị thời gian (m2/kg phút) và thậm chí chỉ số công Bond liên quan tới diện tích bề mặt đơn vị (J/m2).
Ba phương pháp hay được sử dụng đã được mô tả bởi Zeisel, Bond và Hardgrove. Một mô tả ngắn của các phương pháp này sẽ được nêu. Điều phải luôn luôn tâm niệm là các hạn chế của các phương pháp này đối với việc đánh giá lượng năng lượng cần thiết cho nghiền xi măng công nghiệp, do xu hướng phần hạt mịn vón kết và gây trở ngại cho việc nghiền thêm trong thiết bị thử nghiệm là lớn hơn so với việc nghiền trong các máy nghiền bi công nghiệp.
Hình 3: Cối và chày nghiền của thiết bị thử khả năng nghiền của Zeisel.
Thiết bị thử khả năng nghiền của Zeisel được trình bày trong Hình 3. Nó bao gồm một cối nghiền và 8 bi nghiền tuần hoàn, các bi nghiền được chất tải và dẫn động bởi một chày nghiền. Trong phương pháp gốc, 30 g vật liệu có cỡ hạt giữa 0,8 và 1,0 mm được đem nghiền thử. Diện tích bề mặt riêng được dùng làm số đo tiến trình nghiền và độ lệch của cối nghiền có thể quay được hoạt động đối với lực của một lò xo xoắn được sử dụng để đo năng lượng tiêu tốn cho nghiền. Sau một số vòng quay đã cho của chày nghiền, một mẫu được lấy ra khỏi cối nghiền và xác định bề mặt riêng, sau đó lại nghiền. Sau vài bước nghiền như thế, sẽ đạt được mối quan hệ giữa năng lượng riêng tính bằng kWh/t đã tiêu tốn cho việc sinh ra độ mịn quy định. Trong phép thử giảm nhẹ, phần hạt mịn đạt được có cỡ hạt nhỏ hơn 0,125 mm được tách ra khỏi cối nghiền sau mỗi bước nghiền và được thay thế bằng cùng lượng mẫu mới. Số vòng quay của chày nghiền được đặt sao cho mỗi bước nghiền sinh ra một tỷ lệ hạt mịn được lấy đi là 50 %. Phép thử kết thúc khi cân bằng được thiết lập. Cân bằng này xuất hiện khi tỷ lệ hạt mịn được lấy ra, thời gian nghiền và tỷ số Ki của khối lượng mịn tạo ra với số vòng quay của chày nghiền và tiêu hao công suất đo được trên mỗi bước nghiền là không đổi đối với ba bước nghiền liên tiếp. Một thông số về khả năng nghiền của cấp liệu nghiền thu được từ tỷ số Ki của bước nghiền cuối cùng, diện tích bề mặt riêng được tính từ PBCH và tiêu hao công suất yêu cầu. Khả năng nghiền Zeisel Wt được biểu diễn bằng kJ/kg.
Phép thử khả năng nghiền Bond đã được sử dụng rộng rãi để tiên đoán yêu cầu năng lượng của các máy nghiền bi và máy nghiền thanh. Theo Bond, yêu cầu công riêng của việc nghiền trong nhà máy (WB) là:
Trong đó, X80 là cỡ (lỗ sàng tính bằng μm) cho 80 % khối lượng cấp liệu đi qua và x80 là cỡ lỗ sàng tính bằng μm) cho 80 % khối lượng sản phẩm nghiền đi qua; Wi là chỉ số công Bond mà chỉ số này là yêu cầu công riêng (kWh/t) để nghiền từ cỡ hạt vô hạn đến 100 μm. Bond đã phát triển một phương pháp đo để xác định tính chất vật liệu Wi. Chỉ số công (Wi) có thể được xác định từ các phép đo trong phòng thí nghiệm bẳng cách sử dụng công thức:
Trong đó, xmax là độ mịn nghiền (kích thước lỗ của sàng kiểm tra được sử dụng khi nghiền trong phòng thí nghiệm, thường là 100 μm), X80, m là cỡ (lỗ sàng (μm) cho) 80 % cấp liệu của máy nghiền phòng thí nghiệm đi qua và x80, m là cỡ (lỗ sàng-μm) cho 80 % sản phẩm nghiền đi qua; G là hệ số khả năng nghiền (g/vòng), tức là khối lượng của vật liệu với cỡ hạt < xmax được sản xuất bởi máy nghiền trong phòng thí nghiệm trong 1 vòng quay. Mục đích của các phép đo thí nghiệm là để xác định hệ số G. Riêng đối với khả năng nghiền Zeisel, một phương pháp nghiền khô chu trình kín nhiều giai đoạn được thực hiện cho đến khi đạt cân bằng. Để xác định khả năng nghiền Bond, 700 cm3 vật liệu rời < 3,3 mm được cấp vào trong một máy nghiền ở phòng thí nghiệm. Ở cuối mỗi chu kỳ nghiền, toàn bộ sản phẩm được tháo ra khỏi máy nghiền và được sàng trên một sàng thí nghiệm. Phần trên sàng (> 100 μm) được đưa trở lại máy nghiền để nghiền lần thứ hai cùng với vật liệu mới để làm mới trọng lượng gốc tương ứng với 700 cm3. Trọng lượng của sản phẩm trên đơn vị vòng quay máy nghiền được gọi là khả năng nghiền của quặng trong một chu kỳ, sau đó được tính và sử dụng để đánh giá số vòng quay yêu cầu cho lần nghiền thứ hai, tương đương với tải tuần hoàn 250 %. Quá trình được tiếp tục cho đến khi khả năng nghiền đạt một giá trị không đổi, đó là tình trạng cân bằng. Giá trị trung bình của ba chu kỳ cuối cùng được lấy làm khả năng nghiền tiêu chuẩn Bond (G), đó là số gam thực của sản phẩm qua sàng trên mỗi vòng quay máy nghiền.
Phương pháp Hardgrove đã được phát triển ở Mỹ để thử khả năng nghiền than. Thực chất của phương pháp là như sau: một mẫu 50 g than (cỡ hạt) 590-1190 μm được nghiền trong một máy nghiền bi kiểu ASTM D409 lên đến 60 vòng, sau đó sản phẩm nghiền được sàng qua sàng 74 μm trong 20 phút bằng cách sử dụng sàng Retsch. Chỉ số Hardgrove:
Trong đó, H là chỉ số Hardgrove và mH là khối lượng của các hạt nhỏ hơn 74 μm. Mỗi lần luôn luôn thực hiện hai phép đo song song, sai lệch tương đối của chúng không được vượt quá 3 %.
Người dịch: Lê Văn Tiệp
Nguồn: Báo cáo của SINTEF Building and Infrasture COIN - Concrete Innovation Centre
>> So sánh nghiền riêng với nghiền lẫn (Phần 3)
>> So sánh nghiền riêng với nghiền lẫn (Phần 4)
>> So sánh nghiền riêng với nghiền lẫn (Phần 5)
>> So sánh nghiền riêng với nghiền lẫn (Phần 6)
>> So sánh nghiền riêng với nghiền lẫn (Phần 7)
2.2 Khả năng nghiền
Khả năng nghiền được xác định theo nhiều cách khác nhau. Ví dụ nó có thể là năng lượng tiêu hao cho việc nghiền đến độ mịn nào đó, được quy định bởi phần trọng lượng dưới một cỡ cắt nào đó (kJ/kg) hoặc theo diện tích bề mặt riêng (kg/m2). Nó cũng có thể là tốc độ quay của máy nghiền theo diện tích bề mặt riêng (kg/m2) hay bề mặt riêng được tạo thành trong một đơn vị thời gian (m2/kg phút) và thậm chí chỉ số công Bond liên quan tới diện tích bề mặt đơn vị (J/m2).
Ba phương pháp hay được sử dụng đã được mô tả bởi Zeisel, Bond và Hardgrove. Một mô tả ngắn của các phương pháp này sẽ được nêu. Điều phải luôn luôn tâm niệm là các hạn chế của các phương pháp này đối với việc đánh giá lượng năng lượng cần thiết cho nghiền xi măng công nghiệp, do xu hướng phần hạt mịn vón kết và gây trở ngại cho việc nghiền thêm trong thiết bị thử nghiệm là lớn hơn so với việc nghiền trong các máy nghiền bi công nghiệp.
Hình 3: Cối và chày nghiền của thiết bị thử khả năng nghiền của Zeisel.
Thiết bị thử khả năng nghiền của Zeisel được trình bày trong Hình 3. Nó bao gồm một cối nghiền và 8 bi nghiền tuần hoàn, các bi nghiền được chất tải và dẫn động bởi một chày nghiền. Trong phương pháp gốc, 30 g vật liệu có cỡ hạt giữa 0,8 và 1,0 mm được đem nghiền thử. Diện tích bề mặt riêng được dùng làm số đo tiến trình nghiền và độ lệch của cối nghiền có thể quay được hoạt động đối với lực của một lò xo xoắn được sử dụng để đo năng lượng tiêu tốn cho nghiền. Sau một số vòng quay đã cho của chày nghiền, một mẫu được lấy ra khỏi cối nghiền và xác định bề mặt riêng, sau đó lại nghiền. Sau vài bước nghiền như thế, sẽ đạt được mối quan hệ giữa năng lượng riêng tính bằng kWh/t đã tiêu tốn cho việc sinh ra độ mịn quy định. Trong phép thử giảm nhẹ, phần hạt mịn đạt được có cỡ hạt nhỏ hơn 0,125 mm được tách ra khỏi cối nghiền sau mỗi bước nghiền và được thay thế bằng cùng lượng mẫu mới. Số vòng quay của chày nghiền được đặt sao cho mỗi bước nghiền sinh ra một tỷ lệ hạt mịn được lấy đi là 50 %. Phép thử kết thúc khi cân bằng được thiết lập. Cân bằng này xuất hiện khi tỷ lệ hạt mịn được lấy ra, thời gian nghiền và tỷ số Ki của khối lượng mịn tạo ra với số vòng quay của chày nghiền và tiêu hao công suất đo được trên mỗi bước nghiền là không đổi đối với ba bước nghiền liên tiếp. Một thông số về khả năng nghiền của cấp liệu nghiền thu được từ tỷ số Ki của bước nghiền cuối cùng, diện tích bề mặt riêng được tính từ PBCH và tiêu hao công suất yêu cầu. Khả năng nghiền Zeisel Wt được biểu diễn bằng kJ/kg.
Phép thử khả năng nghiền Bond đã được sử dụng rộng rãi để tiên đoán yêu cầu năng lượng của các máy nghiền bi và máy nghiền thanh. Theo Bond, yêu cầu công riêng của việc nghiền trong nhà máy (WB) là:
 |
kWh/t |
Trong đó, X80 là cỡ (lỗ sàng tính bằng μm) cho 80 % khối lượng cấp liệu đi qua và x80 là cỡ lỗ sàng tính bằng μm) cho 80 % khối lượng sản phẩm nghiền đi qua; Wi là chỉ số công Bond mà chỉ số này là yêu cầu công riêng (kWh/t) để nghiền từ cỡ hạt vô hạn đến 100 μm. Bond đã phát triển một phương pháp đo để xác định tính chất vật liệu Wi. Chỉ số công (Wi) có thể được xác định từ các phép đo trong phòng thí nghiệm bẳng cách sử dụng công thức:
 |
kWh/t |
Trong đó, xmax là độ mịn nghiền (kích thước lỗ của sàng kiểm tra được sử dụng khi nghiền trong phòng thí nghiệm, thường là 100 μm), X80, m là cỡ (lỗ sàng (μm) cho) 80 % cấp liệu của máy nghiền phòng thí nghiệm đi qua và x80, m là cỡ (lỗ sàng-μm) cho 80 % sản phẩm nghiền đi qua; G là hệ số khả năng nghiền (g/vòng), tức là khối lượng của vật liệu với cỡ hạt < xmax được sản xuất bởi máy nghiền trong phòng thí nghiệm trong 1 vòng quay. Mục đích của các phép đo thí nghiệm là để xác định hệ số G. Riêng đối với khả năng nghiền Zeisel, một phương pháp nghiền khô chu trình kín nhiều giai đoạn được thực hiện cho đến khi đạt cân bằng. Để xác định khả năng nghiền Bond, 700 cm3 vật liệu rời < 3,3 mm được cấp vào trong một máy nghiền ở phòng thí nghiệm. Ở cuối mỗi chu kỳ nghiền, toàn bộ sản phẩm được tháo ra khỏi máy nghiền và được sàng trên một sàng thí nghiệm. Phần trên sàng (> 100 μm) được đưa trở lại máy nghiền để nghiền lần thứ hai cùng với vật liệu mới để làm mới trọng lượng gốc tương ứng với 700 cm3. Trọng lượng của sản phẩm trên đơn vị vòng quay máy nghiền được gọi là khả năng nghiền của quặng trong một chu kỳ, sau đó được tính và sử dụng để đánh giá số vòng quay yêu cầu cho lần nghiền thứ hai, tương đương với tải tuần hoàn 250 %. Quá trình được tiếp tục cho đến khi khả năng nghiền đạt một giá trị không đổi, đó là tình trạng cân bằng. Giá trị trung bình của ba chu kỳ cuối cùng được lấy làm khả năng nghiền tiêu chuẩn Bond (G), đó là số gam thực của sản phẩm qua sàng trên mỗi vòng quay máy nghiền.
Phương pháp Hardgrove đã được phát triển ở Mỹ để thử khả năng nghiền than. Thực chất của phương pháp là như sau: một mẫu 50 g than (cỡ hạt) 590-1190 μm được nghiền trong một máy nghiền bi kiểu ASTM D409 lên đến 60 vòng, sau đó sản phẩm nghiền được sàng qua sàng 74 μm trong 20 phút bằng cách sử dụng sàng Retsch. Chỉ số Hardgrove:
H = 13 + 6,93 mH
Trong đó, H là chỉ số Hardgrove và mH là khối lượng của các hạt nhỏ hơn 74 μm. Mỗi lần luôn luôn thực hiện hai phép đo song song, sai lệch tương đối của chúng không được vượt quá 3 %.
Người dịch: Lê Văn Tiệp
Nguồn: Báo cáo của SINTEF Building and Infrasture COIN - Concrete Innovation Centre
Nguồn: Tạp chí Thông tin KHCN-Vicem
