Chuẩn bị bột than đá cho sản xuất than hoạt tính dạng viên
Zalo/WhatsApp: +8615333807511
Chúng tôi sản xuất nhiều loại máy nghiền khác nhau, chẳng hạn như máy nghiền Raymond, máy nghiền hình thang, máy nghiền đứng, máy nghiền siêu mịn, máy nghiền bi, v.v..., có thể tạo ra các kích thước bột khác nhau như 5 micron, 10 micron, 40 micron, 100 micron, 200 micron, v.v.
Thiết bị máy nghiền của chúng tôi có thể xử lý các loại khoáng sản sau:
đá vôi, talc, barit, bentonit, canxi cacbonat, dolomit, than đá, thạch cao, đất sét, thủy tinh, muội than, xỉ, clinker xi măng, v.v.
Nếu bạn cần máy nghiền để nghiền đá hoặc khoáng sản thành bột, vui lòng liên hệ với tôi(Zalo/WhatsApp: +8615333807511). Xin cảm ơn!
Chuẩn bị bột than đá là bước nền tảng trong sản xuất than hoạt tính dạng viên. Bột phải có cỡ hạt phù hợp, độ ẩm ổn định, ít tạp chất và khả năng trộn đều với chất kết dính; nếu bột không đồng đều, viên sau ép đùn dễ nứt, biến dạng, sinh nhiều bụi hoặc giảm độ bền sau carbon hóa và hoạt hóa.
Một quy trình điển hình gồm: chọn than đá → làm sạch và tách kim loại → đập sơ bộ → nghiền và phân ly bột → chứa silo → định lượng → trộn chất kết dính và nước → nhào phối liệu → ép đùn tạo viên → sấy → carbon hóa → hoạt hóa → sàng hoàn thiện. Công nghệ tạo hình thường dùng bột than trộn với chất kết dính, sau đó ép đùn qua khuôn để tạo viên trụ đồng đều.
Yêu cầu đối với than đá đầu vào
Than đá dùng cho than hoạt tính tạo viên cần được lựa chọn dựa trên hàm lượng carbon cố định, độ tro, chất bốc, lưu huỳnh, độ ẩm, độ cứng và khả năng nghiền. Than nguyên khai lẫn nhiều đá, đất, kim loại hoặc có độ tro cao sẽ làm tăng mài mòn thiết bị, gây khó kiểm soát phối liệu và có thể làm giảm chất lượng hấp phụ của thành phẩm.
Trước khi đưa vào dây chuyền, nên lấy mẫu đại diện theo từng lô để xác định độ ẩm, độ tro, thành phần hạt và mức độ lẫn tạp chất. Than có độ ẩm dao động lớn cần được quản lý ngay từ kho chứa vì thay đổi độ ẩm sẽ ảnh hưởng đến cả năng suất nghiền lẫn lượng nước phải bổ sung ở công đoạn trộn.
Than nguyên khai có kích thước không đồng đều không nên cấp trực tiếp vào máy nghiền bột. Hạt quá lớn có thể gây quá tải, trong khi vật liệu lẫn kim loại có thể làm hỏng bộ phận nghiền hoặc gây tia lửa cơ khí. Vì vậy, tuyến tiếp nhận cần có sàng loại hạt quá cỡ, nam châm tách kim loại và máy đập sơ bộ.
Chuỗi chuẩn bị bột than
Dòng vật liệu có thể được bố trí như sau:
Kho than nguyên khai → phễu tiếp nhận kín → sàng thô → nam châm tách kim loại → máy đập sơ bộ → băng tải hoặc vít tải kín → silo đệm → cấp liệu định lượng → LM máy nghiền than đứng hoặc MTW máy nghiền Raymond → bộ phân ly → cyclone thu hồi → lọc bụi xung → silo bột than → cân định lượng → máy trộn và máy nhào.
Cách bố trí này giúp duy trì dòng nguyên liệu ổn định và tạo điều kiện lấy mẫu ở từng điểm: than trước nghiền, bột sau phân ly và phối liệu sau trộn. Cấp liệu liên tục từ silo đệm cũng giúp máy nghiền làm việc ổn định hơn so với cấp than không đều trực tiếp từ kho.
Làm sạch và đập sơ bộ
Than đá trước nghiền cần được loại đất đá, mảnh gỗ, kim loại, vật liệu bao bì và các tạp chất cứng khác. Tạp chất không chỉ làm tăng tro mà còn có thể làm mòn bàn nghiền, con lăn, vít tải và khuôn ép đùn.
Máy đập sơ bộ được dùng để đưa than về cỡ liệu phù hợp với thiết bị nghiền. Mục tiêu là tạo cấp liệu đồng đều chứ không phải nghiền quá mịn ở bước này. Khi cỡ liệu đầu vào ổn định, máy nghiền dễ duy trì năng suất, độ mịn bột và lượng tuần hoàn hạt thô.
Hệ thống chuyển tải nên hạn chế điểm rơi liệu tự do vì than dễ tạo bụi. Phễu, băng tải, vít tải và đầu xả cần có che kín, hút bụi cục bộ và cửa kiểm tra phù hợp để giảm thất thoát bột và duy trì điều kiện làm việc sạch hơn.
Nghiền và phân ly bột than
Đối với dây chuyền quy mô lớn cần nghiền liên tục, xử lý than có độ ẩm nhất định và kết hợp sấy với phân ly, LM máy nghiền than đứng của Liming Heavy Industry là lựa chọn phù hợp. Thiết bị có thể thực hiện nghiền, sấy bằng khí nóng, phân ly khí và vận chuyển bột trong cùng một hệ thống.
Than sau đập được cấp đều xuống bàn nghiền. Dưới lực nghiền của con lăn và bàn nghiền quay, than được giảm kích thước; dòng khí nâng bột lên bộ phân ly. Hạt đạt độ mịn yêu cầu đi đến cyclone và lọc bụi để thu hồi, còn hạt thô được hoàn lưu về vùng nghiền.
Đối với than đã sấy, độ ẩm thấp và dây chuyền có yêu cầu sản lượng linh hoạt, MTW máy nghiền Raymond của Liming Heavy Industry phù hợp để chuẩn bị bột than cho công đoạn trộn và ép đùn. Máy có thể kết hợp với cấp liệu định lượng, bộ phân ly, cyclone, lọc bụi xung và silo để tạo thành hệ thống nghiền kín.
Trong các dây chuyền than hoạt tính từ than đá, bột than thường được chuẩn bị trong dải 100–325 mesh. Nhiều quy trình sử dụng bột ở mức khoảng 200 mesh hoặc mịn hơn cho công đoạn tạo viên; tuy nhiên, cỡ hạt thực tế phải được xác nhận theo loại than, chất kết dính, kích thước viên và yêu cầu độ bền của sản phẩm.
Cỡ hạt ảnh hưởng đến ép đùn
| Trạng thái bột than | Ảnh hưởng đến phối liệu và viên than | Hướng điều chỉnh |
|---|---|---|
| Hạt quá thô | Khó trộn đồng đều, tạo bề mặt viên thô, xuất hiện điểm liên kết yếu và dễ nứt | Tăng hiệu quả phân ly, hạn chế hạt quá cỡ và hoàn lưu phần thô về máy nghiền |
| Bột có phân bố cỡ hạt ổn định | Dễ phối trộn với chất kết dính, tạo viên đồng đều và cải thiện độ bền sau sấy | Duy trì cấp liệu ổn định, lấy mẫu tại silo và kiểm tra theo ca sản xuất |
| Bột quá mịn | Tăng bụi, có thể làm tăng lượng nước hoặc chất kết dính cần thiết, dễ bết dính khi trộn | Không nghiền sâu vượt nhu cầu; kiểm soát tốc độ phân ly và lượng bột siêu mịn |
| Phân bố hạt quá rộng | Làm phối liệu không đồng nhất, viên co ngót khác nhau khi sấy và carbon hóa | Ổn định nguyên liệu đầu vào, kiểm soát bộ phân ly và tránh trộn nhiều nguồn bột khác biệt |
Nghiên cứu về than hoạt tính tạo hình cho thấy độ mịn của bột có ảnh hưởng lớn đến khả năng tạo hạt và chất lượng carbon sau nhiệt xử lý. Một nghiên cứu đã giới hạn cỡ hạt bột dưới 20 µm để tăng tỷ lệ hạt có kích thước nhỏ hơn 0,088 mm trước giai đoạn tạo hình. Đây là dữ liệu tham khảo cho thấy mức độ quan trọng của phân bố cỡ hạt; thông số áp dụng thực tế vẫn cần được xác định bằng thử nghiệm với than và chất kết dính cụ thể.
Kiểm soát độ ẩm trước trộn
Độ ẩm của bột than trước khi vào máy trộn cần ổn định. Nếu bột quá ẩm, vật liệu có thể bám tại phễu, vít tải và silo, đồng thời làm sai lệch lượng nước được bổ sung vào phối liệu. Nếu bột quá khô, quá trình trộn cần kiểm soát tốt lượng nước để tạo độ dẻo phù hợp cho ép đùn.
Trong thực tế, bột than sau nghiền nên được chứa trong silo kín để tránh hút ẩm trở lại từ không khí. Silo cần có lọc thông hơi, cảm biến mức và cấu hình xả liệu hạn chế tạo cầu. Với bột dễ bám, có thể cân nhắc thiết kế đáy silo phù hợp và thiết bị hỗ trợ dòng chảy theo tính chất vật liệu.
Độ ẩm của phối liệu sau khi bổ sung nước khác với độ ẩm của bột than trước trộn. Một số hệ ép đùn than sử dụng vùng độ ẩm phối liệu khoảng 25–30%; nếu quá khô, ma sát trong máy ép tăng và viên dễ nứt, còn nếu quá ướt, viên dễ mềm, biến dạng và có nguy cơ tắc khuôn. Đây là điểm khởi đầu để thử nghiệm, không phải thông số cố định cho mọi loại than.
Trộn chất kết dính và nước
Bột than từ silo được định lượng vào máy trộn hoặc máy nhào, sau đó bổ sung chất kết dính và nước theo công thức đã xác định. Chất kết dính giúp các hạt bột liên kết, giữ hình dạng trong giai đoạn ép đùn, sấy và carbon hóa. Tùy công nghệ, chất kết dính có thể là nhựa than đá, lignosulfonate, tinh bột, polymer phù hợp hoặc các hệ kết dính chuyên dụng.
Điểm quan trọng là chất kết dính phải được phân bố đồng đều. Nếu có vùng bột thiếu chất kết dính, viên sẽ yếu và dễ gãy; nếu có vùng tập trung quá nhiều, phối liệu dễ bết và có thể ảnh hưởng đến cấu trúc lỗ xốp sau hoạt hóa.
Một nghiên cứu về than hoạt tính tạo hình từ than cứng sử dụng khoảng 8% chất kết dính polymer để tạo khối bột có khả năng tạo hạt và carbon hóa ổn định. Tỷ lệ này chỉ mang tính tham khảo vì hiệu quả phụ thuộc vào loại than, loại chất kết dính, cỡ hạt bột, độ ẩm và điều kiện nhiệt của dây chuyền.
Ép đùn và kiểm tra phôi viên
Phối liệu sau nhào được cấp vào máy ép đùn. Vít ép đẩy khối than dẻo qua các lỗ khuôn, tạo thanh liên tục rồi cắt thành các viên trụ theo chiều dài yêu cầu. Viên ướt sau ép cần được kiểm tra ngay về bề mặt, độ đồng đều đường kính, mức độ nứt, độ dính và khả năng giữ hình dạng.
Nếu viên ra khỏi khuôn bị nứt, thường cần kiểm tra cỡ hạt bột, lượng nước, tỷ lệ chất kết dính, thời gian nhào và trạng thái mài mòn của khuôn. Nếu viên quá mềm hoặc dính thành cụm, cần kiểm tra lượng nước, độ ẩm bột ban đầu, tốc độ ép và nhiệt phát sinh trong máy đùn.
Một số nghiên cứu công nghiệp đã sử dụng ép đùn để tạo hạt đường kính khoảng 4,2 mm từ phối liệu than và chất kết dính. Kích thước viên thực tế có thể thay đổi theo yêu cầu của hệ hấp phụ khí, thiết kế tháp, trở lực dòng khí và mục tiêu ứng dụng.
Thu bụi trong khu vực chuẩn bị bột
Than đá bột và bột carbon mịn dễ phát tán tại điểm tiếp nhận, đập, nghiền, cyclone, lọc bụi, silo và cấp liệu vào máy trộn. Dây chuyền cần có hệ thống kín gồm chụp hút tại điểm rơi liệu, cyclone thu hồi, lọc bụi xung, quạt hút, van quay và vít tải kín.
Bột thu từ cyclone thường có thể đưa vào silo nguyên liệu nếu đạt cỡ hạt yêu cầu. Bột từ lọc bụi xung nên được kiểm tra riêng trước khi hoàn lưu, vì dòng này có thể rất mịn hoặc có tỷ lệ tạp chất khác với bột nghiền chính. Không nên để bột rơi vãi trong khu vực sản xuất quay lại dây chuyền nếu chưa kiểm tra nguy cơ lẫn đất, dầu mỡ hoặc mảnh kim loại.
Máy nghiền, đường ống, cyclone, lọc bụi, silo và máy trộn cần được nối đất và liên kết điện phù hợp. Cần kiểm soát vật kim loại lẫn trong than, theo dõi nhiệt độ ổ bi và tránh dùng khí nén thổi bụi ra không gian xưởng. Việc đánh giá nguy cơ bụi cháy được cần dựa trên mẫu bột than thực tế trong dây chuyền.
Kiểm tra bột trước khi cấp vào máy trộn
Độ mịn và phân bố cỡ hạt theo yêu cầu tạo viên.
Độ ẩm bột sau nghiền và sau thời gian lưu trong silo.
Độ tro, hàm lượng tạp chất và mức lẫn kim loại.
Tỷ trọng biểu kiến và độ chảy, ảnh hưởng đến định lượng.
Khả năng trộn với chất kết dính và nước.
Độ dẻo của phối liệu sau nhào và khả năng giữ hình dạng sau ép.
Tỷ lệ viên nứt, vỡ hoặc biến dạng trước khi đưa vào sấy.
Việc kiểm tra nên được thực hiện tại đầu ra silo bột trước máy trộn, không chỉ tại đầu ra máy nghiền. Bột có thể hút ẩm, phân tầng hoặc thay đổi trạng thái chảy trong quá trình vận chuyển và lưu chứa.
Kết luận
Chuẩn bị bột than đá cho than hoạt tính dạng viên là quá trình kiểm soát đồng thời nguyên liệu, cỡ hạt, độ ẩm và độ sạch. Than cần được làm sạch, đập sơ bộ, nghiền và phân ly để tạo bột đồng đều; sau đó bột được chứa kín, định lượng chính xác và phối trộn với chất kết dính cùng nước trước khi ép đùn.
LM máy nghiền than đứng của Liming Heavy Industry phù hợp cho dây chuyền lớn cần nghiền, sấy, phân ly và vận chuyển bột liên tục. MTW máy nghiền Raymond phù hợp với than đã sấy, công suất linh hoạt và nhu cầu chuẩn bị bột ổn định cho khu vực trộn. Khi bột than được kiểm soát tốt trước ép đùn, viên than có khả năng giữ hình dạng tốt hơn qua các công đoạn sấy, carbon hóa và hoạt hóa, từ đó hỗ trợ tạo thành phẩm có độ bền và hiệu quả hấp phụ ổn định.
