Thuyết minh máy khuấy trộn tinh bột cao lanh

Cao lanh là sản phẩm phong hóa tàn dư của các loại đá gốc chứa trường thạch như pegmatite, granit, gabro, banzan, ryolit hoặc các cuộn sỏi thềm biển đệ tứ hay đá phun trào axit như keratophyr, felsit.

Đồ án tốt nghiệp Máy khuấy trộn tinh bột cao lanh CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CAO LANH : 1.1.1 Nguồn gốc tạo thành cao lanh. Cao lanh là sản phẩm phong hóa tàn dư của các loại đá gốc chứa trường thạch như pegmatite, granit, gabro, banzan, ryolit hoặc các cuộn sỏi thềm biển đệ tứ hay đá phun trào axit như keratophyr, felsit. Ngoài kiểu hình thành phong hóa tàn dư, còn có sự hình thành do phong hóa biến chất trao đổi các đá gốc cộng sinh nhiệt dịch quarphophia, chính là quarzit thứ sinh như mỏ cao lanh Tấn mài Quảng Ninh. Kiểu phong hóa tàn dư và biến chất trao đổi hình thành các mỏ cao lanh tại mỏ đá góc – là cao lanh nguyên sinh (tức cao lanh thô). Nếu sản phẩm phong hóa tàn dư, nhưng bị nước băng hà, gió cuốn đi rồi lắng đọng lại chổ trũng hình thành nên các mỏ cao lanh hay đất sét trầm tích - còn gọi là cao lanh thứ sinh. Sự hình thành các mỏ cao lanh ngoài yếu tố cơ bản là có đá gốc chứa trường thạch phải kể tới yếu tố địa mạo, cấu tạo nên vùng chứa đá gốc và yếu tố môi trường (độ ẩm, nhiệt độ). Qua nhiều tài liệu đều thống nhất phần lớn các mỏ cao lanh nằm ở vùng đồi núi dốc thoải hay thung lủng giữa các núi.Qúa trình nghiên cứu sự hình thành trái đất người ta cho rằng sự thành tạo các mỏ cao lanh xảy ra ở thời kỳ đầu đệ tứ và mạnh nhất ở thời kỳ đệ tứ muộn. Giai đoạn này khí hậu rất ẩm và mưa nhiều, thảm thực vật phát triển mạnh tạo môi trường thuận lợi cho sự phong hóa đá gốc bằng các quá trình hóa học. Mặt khác cũng chính thời kỳ này sự vận động của trái đất xãy ra rất mạnh bao gồm sự nâng lên hay tụt xuống của vỏ trái đất phần tiếp xúc với khí quyển (còn gọi là lớp silicat) tạo nên nhiều nếp uốn và khe nứt (lớp silicat có chiếu sâu từ 36 – 50 km). Như vậy sự hình thành các mỏ cao lanh là do chịu sự tác dụng tương hổ của các quá trình hóa học, cơ học (kể cả sinh vật học) bao gồm các hiện tượng phong hóa, rửa trôi và lắng đọng trong thời gian dài. Huỳnh Thanh Vương 03C1C Trang 2 Đồ án tốt nghiệp Máy khuấy trộn tinh bột cao lanh Về mặt hóa học, bản chất của nó rất phức tạp nhưng để đơn giản hơn, ta coi đá gốc trực tiếp phong hóa thành cao lanh là trường thạch.Lấy trường thạch kali làm thí dụ thì cơ chế phản ứng có thể như sau: Nếu môi trường co độ pH = 3 – 4: 2KAlSi 3 O 8 + 8 H 2 O ----- > 2KOH + 2 Al(0H) 3 + 2 H 4 Si 3 O 8 ----- > Al 2 (OH 4 )Si 2 O 5 + K 2 O + 4SiO 2 + 6H 2 O Khi môi trường có độ pH = 8 – 9 thì khoáng chính hình thành không phải do caolimit mà là momorilonit: Al 1.67 Mg 0.33 ((OH) 2 /Si 4 O 10 ) 0.33 Na 0.33 (H 2 O) 4 . Rõ ràng: H 2 CO 3 , H 2 O và một số axit hữu cơ khác đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình phong hóa đá góc thành cao lanh. Quá trình tạo thành cao lanh có thể còn qua mức độ trung gian. Thí dụ trường thạch bị cerusit hóa tức là chuyển thành mica ngâm nước mà dạng phổ biến là: K 2 O 3 Al 2 O 3 .6Si0 2 .2H 2 O rồi mới chuyển thành caolinit. Trong nhiều trường hợp xảy ra sự thay thế đồng hình của Fe 3+ thay Al 3+ thì cơ chế còn phức tạp hơn. 1.1.2 Thành phần hóa và khoáng vật: Theo thành phần hóa và khoáng vật cũng như cấu trúc của nó thì cao lanh bao gồm rất nhiều loại khác nhau, trong đó có 28 loại đơn khoáng phổ biến. Trong thiên nhiên do thành phần khoáng vật của đá gốc khác nhau, điều kiện tạo thành cao lanh cũng không giống nhau (độ pH, độ ẩm, nhiệt độ) nên sản phẩm phong hóa cũng khác nhau. Trong thực tế, các khoáng vật của mỗi mỏ cao lanh ít khi là một đơn khoáng. Mặc dù có nhiều đơn khoáng song nếu cấu trúc hoặc tính chất của chúng gần giống nhau thì người ta xếp chúng vào một nhóm. Sau đây là một số nhóm khoáng quan trọng đối với ngành gốm sứ: - Nhóm CAOLINIT: Phần lớn các mỏ cao lanh chứa khoáng chủ yếu là caolinit. Khoáng caolinit có công thức là: Al 2 O 3 .2SiO 2 .2H 2 O thành phần hóa của khoáng này là: Al 2 O 3 : 39,48%; SiO 2 : 46,60%; H 2 O : 13,92%. Thành phần hóa học của hầu hết các mỏ cao lanh ít khi vượt qua giới hạn trên. Nếu mỏ cao lanh nào chứa chủ yếu là khoáng caolinit thì chất lượng nó rất cao. Huỳnh Thanh Vương 03C1C Trang 3 Đồ án tốt nghiệp Máy khuấy trộn tinh bột cao lanh - Nhóm MONMORILONIT : Công thức hoá học là: Al 2 O 3 .4SiO 2 . H 2 O + nH 2 O. Mạng lưới tinh thể khoáng này gồm 3 lớp (hai tứ diện SiO 4 và một bát diện AlO 6 ). So với caolinit thì khoáng này có lực liên kết yếu hơn, ở đây các lớp OH nằm bên trong, 3 lớp trên tạo thành gói kiểu kín. - Nhóm khoáng chứa ALKALI: Công thức hóa học: K 2 O.3AL 2 O 3 .6SiO 2 .2H 2 O Về mặt cấu trúc các khoáng này có mạng lưới tinh thể tương tự như các silicat 3 lớp nên các tính chất của chúng rất giống nhau: độ phân tán cao, độ trương nở trong nước lớn, khả năng hấp thụ trao đổi ion cũng lớn. Trong nhóm này có một số khoáng khác có cấu trúc và tính chất tương tự illit đó là khoáng hyddrophylit, vermiculite và các dạng thủy mica khác. 1.1.3 Tính chất kỹ thuật: -Thành phần hạt: Nhiều tính chất kỹ thuật của cao lanh phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và tỉ lệ các cỡ hạt. Nhìn chung kích thước các hạt cao lanh nằm trong giới hạn phân tán keo (60µm). Kích thước các loại tạp chất bao gồm thạch anh, trường thạch, mica thường khá lớn. Thành phần và kích thước hạt có tác dụng rất lớn đến khả năng hấp thụ và trao đổi ion, tính dẻo, độ co khi sấy, cường độ cũng như diển biến tính chất của khoáng đó theo nhiệt độ nung. Có nhiều phương pháp xác định thành phần hạt nhưng phương pháp thông thường nhất là phương pháp lắng trong pipet kiểu Adereasen. Với dụng cụ này cho phép xác định hàm lượng cỡ hạt 1-2 µm một cách chính xác. - Khả năng trương nỡ thể tích và hấp thụ trao đổi ion: Nhiều tính chất của cao lanh chủ yếu là do cấu trúc tinh thể nó quyết định. Như chúng ta đã biết cấu trúc của các đơn khoáng rất khác nhau. Sự khác nhau về cấu trúc của các đơn khoáng dẩn đến sự liên kết giữa các nguyên tố nhất là mối liên kết giữa Al-OH hoặc liên kết O-H ở các đơn khoáng sẽ khác nhau. Điều này chứng minh rỏ nhất là khi nghiên cứu sự thay đổi cấu trúc lúc đốt nóng bằng phương pháp nhiệt vi sai. Caolinit mất nước hóa học trong Huỳnh Thanh Vương 03C1C Trang 4 Đồ án tốt nghiệp Máy khuấy trộn tinh bột cao lanh khoảng 550 o -600 o C, monmorionit với cấu trúc 3 lớp lại mất nước liên kết hóa học ở nhiệt độ cao hơn khoảng 650 – 700 o C. Trong thiên nhiên cấu trúc của các silicat rất phức tạp, do có sự thay thế đồng hình của các cation trong các lớp nên đã làm thay đổi lực liên kết giữa các nguyên tố. Điều này dẫn đến sự thay đổi tỉ lệ giữa chúng nên diện tích của các cation trung tâm trong từng lớp và giữa các lớp bị thay đổi đó chính là nguyên nhân gây nên sự khác nhau về khả năng hấp thụ trao đổi, độ trương nở thể tích của các đơn khoáng. - Đặc tính của cao lanh khi có nước: Cao lanh là tổ hợp của nhiều hạt mịn với kích thước hạt rất khác nhau, bề mặt riêng của chúng lớn, hệ thống ống mao quản trong chúng vừa lớn vừa phức tạp do đó có khả năng tự hút ẩm khi để trong không khí. Khi trộn thêm nước vào cao lanh, tùy thuộc hàm lượng nước thêm vào mà tính chất hỗn hợp sẽ rất khác nhau (ít dẻo, rất dẻo, chảy dẻo, chảy thành dòng liên tục). Đặc tính đó gọi là độ dẻo. Theo phân loại của lưu biến học, cao lanh là vật liệu biến dạng dẻo, độ dẻo của cao lanh khi trộn với nước là khả năng giữ nguyên hình dạng khi chịu tác dụng của lực bên ngoài mà không bị nứt. Độ dẻo của hỗn hợp là do ảnh hưởng của nhiều quá trình hóa lý phức tạp dưới tác dụng của nhiều yếu tố khác nhau xảy ra đồng thời, tuy nhiên chúng ta có thể thừa nhận tính dẻo do các hiện tượng chính sau đây gây nên: + Hiên tượng (khả năng) trượt lên nhau của các hạt có hình dạng và kích thước khác nhau. Khả năng trượt lên nhau càng dễ dàng khi các hạt hấp thụ đủ nước và các cation hấp thụ trao đổi (ion lạ). + Hiện tượng dính kết các hạt với nhau thành một khối. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến độ dẻo: + Độ lớn và đặt biệt là hình dạng các hạt + Cấu trúc của khoáng đặc biệt là yếu tố điện tích của các ion trung tâm và khả năng thay thế đồng hình của các cation trong các lớp cũng là yếu tố cơ bản quyết định tính dẻo. Khi nghiên cứu đồng thời ảnh hưởng của hàm ẩm và lực tác động bên ngoài đến tính chất của hệ chúng ta sẽ thu được kết quả: Ứng với một hàm ẩm nhất định khi Huỳnh Thanh Vương 03C1C Trang 5 ỏn tt nghip Mỏy khuy trn tinh bt cao lanh lc bờn ngoi t n mt giỏ tr ti hn thỡ h cng s cú hin tng chy, lu bin hc gi lc ti hn ú l gii hn chy. i vi cao lanh núi riờng v phụi liu gm s núi chung thỡ lc ti hn cn ln khi cú lc bờn ngoi xut hin ng sut ct song khụng xut hin dũng chy. Núi cỏch khỏc l lc ti hn phi ln hn ng sut ct. Khi lng nc ln thỡ h cao lanh li chy thnh dũng lien tc. Cú th xỏc nh gii hn chy trc tip bng nhiu cỏch khỏc nhau, nhng trong cụng nghip gm s n gin hn, chỳng ta ch xỏc nh giỏn tip gii hn chy thụng qua ch s do. Cú nhiu phng phỏp xỏc nh ch s do, trong thc t sn xut thng xỏc nh ch s do theo vica chun (hay cụn chun Ribinde) xỏc nh gii hn chy v xỏc nh gii hn ln theo phng phỏp c in (trn cao lanh vi nc ri ln trờn kớnh bng tay thnh si cú ứ = 2 3 mm, nú t t thnh on nh c 1 3 mm. Ch s do l hiu s m ca gii hn chy v gii hn ln. Phng phỏp ny nhanh, n gin nhng kt qu ph thuc nhiu vo kinh nghim ngi lm. Ngoi ra con cú th xỏc nh ch s do bng cỏc phng phỏp s dng dng c ca Perfferkorn. - Cng mc: bn ca mc trng thỏi sy khụ cng nh cng kộo do l nhng ch tiờu k thut rt quan trng v biu th giỏn tip c tớnh do ca cao lanh. Cng kộo do ln tc l lc liờn kt ln iu ú cú ngha l nguyờn liu cú do cao. 1.1.4 S bin i ca cao lanh khi nung: Mc dự thnh phn khoỏng vt ca cao lanh rt phc tp, song khoỏng chớnh v ph bin nht trong chỳng l: laolinit. Lỳc b nung núng cỏc khoỏng s xóy ra din bin rt phc tp bao gm cỏc quỏ trỡnh lý húa, thng xóy ra k tip nhau hay xóy ra cựng lỳc v chỳng cú lc tỏc dng tng h ln nhau. Cú th xóy ra cỏc hin tng chớnh sau: - Bin i th tớch kốm theo mt nc lý hc. - Bin i thnh phn khoỏng bao gm mt nc húa hc, bin i cu trỳc tinh th khoỏng c. Hunh Thanh Vng 03C1C Trang 6 Đồ án tốt nghiệp Máy khuấy trộn tinh bột cao lanh - Các cấu tử phản ứng với nhau để tạo ra pha mới. - Hiện tượng kết khối. Để khảo sát diển biến lúc nung của các khoáng chúng ta có thể sử dụng nhiều phương pháp riêng biệt hay kết hợp các phương pháp để thu được kết quả với độ tin cậy cao hơn. Các phương pháp thường dùng là: - Phương pháp nhiệt vi sai (DTA – DTG). - Phương pháp nhiểm xạ Rontgen. - Phương pháp xác định đường cong co và giãn nở liên tục qua kính hiển vi nhiệt độ cao hoặc bằng đilatomet. - Phương pháp thạch học dùng các loại kính hiển vi để quan sát sự thay đổi cấu trúc của mẩu nung. Các phản ứng xãy ra trong quá trình nung cao lanh không những phụ thuộc vào nhiệt độ nung cực đại mà còn phụ thuộc vào tốc độ nâng nhiệt độ và cả thời gian lưu ở nhiệt độ cực đại. Mặt khác lượng tạp chất cũng giữ vai trò quan trọng. Như vậy sự diễn biến lúc nung và các tính chất của sản phẩm nung đều phụ thuộc vào các dự kiến đã nói trên.Các phản ứng xãy ra lúc đầu là ở trạng thái rắn song rất nhiều trường hợp có thể có mặt pha lỏng. Phản ứng thường không thực hiện đến cùng vì ít khi đạt được sự cân bằng pha. Tính chất kỹ thuật của cao lanh quyết định khả năng và phạm vi sử dụng chúng. Để sử dụng nó hợp lí cần nghiên cứu các tính chất đó một cách chính xác để từ đó xây dựng các tiêu chuẩn nhà nước thuộc các khâu khai thác, bảo quản và sử dụng chúng trong lĩnh vực công nghiệp gốm sứ, vật liệu chịu lửa, công nghiệp giấy, chất độn cho công nghiệp nhựa, sơn, phân bón phức hợp,v.v… 1.1.5 Cao lanh Việt Nam và thực trạng khai thác cao lanh ở nước ta. Cao lanh Việt Nam hình thành theo kiểu tàn dư, là cao lanh nguyên sinh nên hạt thô, thành phần hóa học khá thuần khiết (rất gần với thành phần đá gốc), đặc biệt có mỏ có độ trắng cao như Hữu Khánh đạt độ trắng gần 90% so với BaSO 4 thích hợp cho công nghiệp gốm sứ. Cao lanh của ta khá nhiều kiềm (Na 2 O, K 2 O) không dùng được cho công nghiệp vật liệu dầu lửa. Riêng mỏ cao lanh Tấn Mùi hình thành theo kiểu biến chất Huỳnh Thanh Vương 03C1C Trang 7 Đồ án tốt nghiệp Máy khuấy trộn tinh bột cao lanh trao đổi (quarzit thứ sinh). Những vĩa sạch có thành phần caolinit, hàm lượng Al 2 O 3 đạt 38% sử dụng cho vật liệu chịu lửa samot A rất tốt. Cao lanh của ta có độ min kém, ít dẻo, không thích hợp cho công nghiệp giấy cao cấp, trừ một số vĩa đặc biệt của mỏ cao lanh Tân Dương. Những năm gần đây, ở nước ta, nhu cầu sử dụng cao lanh trong lĩnh vực sản xuất vật liệu rất lớn, khoảng 400000 tấn/năm. Ngoài ra các ngành sản xuất gốm sứ, thủy tinh cũng đòi hỏi phải đầu tư vào hàng nghìn tấn nguyên liệu cao lanh chất lượng cao. Lần đầu tiên các nhà khoa học Viện khoa học vật liệu (Viện khoa học và công nghệ Việt Nam) đã nghiên cứu chế tạo thành công quy trình công nghệ và thiết bị tuyển lọc cao lanh phù hợp với đặc điểm của từng mỏ cao lanh trong nước. Công nghệ này đã được ứng dụng ở mỏ A Lưới (Thừa Thiên Huế), mỏ Ngọt (Phú Thọ) mang lại hiệu quả cao, không có sản phẩm thải, tận thu tối đa nguyên liệu khoáng sản. Sản phẩm cao lanh sản xuất trên công nghệ dây chuyền này có chất lượng cao, ổn định, phù hợp với tiêu chuẩn nguyên liệu trong nước và quốc tế, không phải phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu nhập ngoại với giá thành cao. Hiện nay nước ta có nhiều cơ sở sản xuất gạch ceramic, granit, sứ vệ sinh có công nghệ tiên tiến, công suất lớn, hằng năm cần hàng ngàn tấn nguyên liệu cao lanh. Nhưng đáng tiếc là các cơ sở khai thác, chế biến cao lanh trong nước không đáp ứng được nguồn nguyên liệu chất lượng cao, nên các cơ sở sản xuất gốm sứ phải nhập khẩu hàng chục nghìn tấn cao lanh mổi năm từ Pháp với giá 200 USD/tấn. Nguyên nhân cơ bản của nghịch lý này là ở nước ta chưa có một cơ sở khai thác và tuyển lọc cao lanh theo quy trình công nghệ tiên tiến, chủ yếu là làm thủ công, quy mô nhỏ lẻ. Tình trạng trên đã không đáp ứng được nhu cầu nguyên liệu sản xuất trong nước mà còn gây lãng khí, tổn thất lớn nguồn cao lanh của đất nước. Theo dự báo của ngành xây dựng: Vào năm 2005 – 2010 nhu cầu tiêu thụ cao lanh cho sản xuất gốm sứ xây dựng cao cấp sẽ tăng gấp hai nhu cầu hiện nay, do đó vấn đề khai thác và tuyển lọc cao lanh nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, hiệu suất thu hồi và sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên càng trở nên cấp bách Huỳnh Thanh Vương 03C1C Trang 8 Đồ án tốt nghiệp Máy khuấy trộn tinh bột cao lanh Việt Nam có nguồn nguyên liệu cao lanh phong phú, hiện nay có 123 mỏ và điểm quặng cao lanh với trữ lượng khoảng 397,5 triệu tấn, trong đó một số mỏ đã được đưa vào khai thác 150000 tấn/năm sau khi tuyển tách là khoáng chất công nghiệp được sử dụng rộng rải trong nhiều ngành công nghiệp như giấy, vật liệu chịu lữa, thủy tinh, gốm sứ, xi măng, cao su, chất dẻo,…. Trong tương lai, cao lanh còn được sử dụng trong xử lý nước, sinh hóa, vật liệu tổ hợp bền nhiệt cho sản xuất ô tô, bê tông nhẹ. Cao lanh trong tự nhiên lẫn nhiều đá mẹ, các tạp chất hữu cơ và oxit kim loại, vì vậy cần tuyển tách mới có các sản phẩm cao lanh đáp ứng yêu cầu sử dụng. Không chịu bó tay trước thực tế, các nhà khoa học thuộc Viện Khoa học vật liệu đã tập trung nhiều công sức nghiên cứu tìm hiểu và thiết kế công nghệ thích hợp cho từng mỏ cao lanh ở nước ta. Để xây dựng quy trình công nghệ tuyển lọc cao lanh phù hợp với đặc điểm cao lanh Việt nam nói chung và các mỏ nói riêng, nhóm nghiên cứu đã phối hợp với Hội tuyển khoáng Việt Nam đi đến các vùng Quảng Ninh, Hải Dương, Lào Cai, Phú Thọ, Yên Bái, Đà Lạt, Huế tìm nguồn gốc địa chất, lấy mẩu nghiên cứu. Hiện nay, quy trình công nghệ tuyển lọc cao lanh đã đưa vào vận hành với công suất từ 30000- 90000 tấn quặng cao lanh thô/năm và có thể mở rộng theo yêu cầu sản xuất mỗi cơ sở. Từ cao lanh thô cho vào khoang chứa với nhiệm vị cung cấp cao lanh đều đặn cho dây chuyền đến thiết bị đánh tơi, chà sát, đưa đến thiết bị phân cấp từ xoắn để phân loại thạch anh.Các sản phẩm này được chuyển đến bộ phận tuyển xyclon dùng tách tạp chất loại hạt mịn ra khỏi cao lanh, đưa đến bộ phận lọc sắt ra khỏi cao lanh. Sau đó tất cả sản phẩm này đưa vào hệ thống lắng lọc và máy sấy khô chuyển ra ngoài. Công nghệ hoàn thiện có giá thành chi bằng 50% - 60% so với thiết bị nhập ngoại. Sản phẩm cao lanh qua công nghệ này, chất lượng sảm phẩm đạt chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật cao, giá thành cao hơn từ 2-3 lần so với sản phẩm lọc bằng phương pháp thủ công, chỉ bằng 1/2 giá thành nhập ngoại. Việc mở rộng sản xuất đã làm tăng ngân sách cho địa phương, chủ động nguồn nguyên liệu cho sản xuất trong nước và góp phần thực hiện công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước Huỳnh Thanh Vương 03C1C Trang 9 Đồ án tốt nghiệp Máy khuấy trộn tinh bột cao lanh Bảng 1.2 Chất lượng một số Caolanh của nước ta Loại Caolanh Minh Tân Caolanh Hữu Khánh Tính chất Đã lọc Đã lọc Nguồn gốc Đá mẹ là keratophyt phong hoá tàn dư Pegmatit, granit phong hoá tàn dư Thành phần khoáng và hoá chủ yếu Caolinit ít thuỷ mica và thạch anh Caolinit điển hình SiO 4 72,2 52,28 Al 2 O 3 18,79 32,29 Fe 2 O 3 + TiO 2 1,51 0,6 Thành phần khoáng hợp lý % T 39,9 8,2 3 Q 47,7 12,0 3 F 16,44 6,0 3 Các oxit khác 1,96 Tính chất cơ lý cường độ mộc Kg/cm2 TLO 10,2 độ co sấy % 6,15 5,56 Độ chịu lửa C 1670 1730 Màu sắc sau khi nung Màu vàng nhạt Rất trắng Phạm vi sử dụng Sứ dân dụng và cách điện Sứ dân dụng cao cấp, công nghiệp giấy (phải nghiền thêm) Bảng 1.1 Tính chất, thành phần hoá học trung bình của caolanh và đất sét Thành phần tính chất Yên Bái Sơn Mãn (Lào Cai) Quảng Bình Đèo Le (Quảng Nam) Pren (Đà Lạt) Sóc Sơn (Hà Nội) Hương Châu (Hà Tĩnh) Sơn Dương (Lâm Đồng) Eo Gió (Đà Lạt) Huỳnh Thanh Vương 03C1C Trang 10 Đồ án tốt nghiệp Máy khuấy trộn tinh bột cao lanh SiO 2 , % 50,2 - 68,2 50,57 58,4 73,54 63,8 50 - 67 68 - 73 66,98 49,5 Al 2 O 3 , % 30,05 33,02 26,6 15,97 18,1 4 20 - 27 21,2 21,9 26,4 Fe 2 O 3 + SiO2, % 0,72 0,67 15 0,69 0,9 1,12 1,24 1,5 5,6 Mất khí nung % 8,94 10,85 2,45 15,8 9,8 Độ co tổng ở 1350oC 18,0 17,5 Cường độ mộc khí sấy Kg/cm 2 5,0 - 10 1.1.6. Khái niệm và thành phần tinh bột cao lanh: Cao lanh (kaolin) là một khống sản phi kim được hình thành do q trình phong hố của phenpat, chủ yếu là octodaz và anbit. Q trình phong hố trên được gọi là q trình cao lanh hố. Thành phần hố học cao lanh: - Cơng thức hố học Al 2 O 3 .2SiO 2 .2H 2 O - Thành phần lý thuyết : Al 2 O 3 : 39,48% , SiO 2 : 46,60%, H 2 O : 13,92% - Tỷ trọng : 2,57 – 2,61 - Độ cứng : 1 – 2,5 1.1.7 Tính chất tinh bột cao lanh : Kích thước hạt: dài rộng khoảng 0,1 – 1; dày khoảng 0,02 – 0,1, axit nhơm- silic có cơng thức: H 2 AlSiO 8 H 2 O trộn với nước, cao lanh biến thành một dạng bùn nhão, dẻo dạng hồ, hồ lỗng để khuếch tán trong H 2 O. Dưới góc độ hố học, phepat phân giải thành cao lanh theo phương trình phản ứng sau: K 2 O.Al 2 O 3 .6SiO 2 + CO 2 + H 2 O ----- > Al 2 O 3 .2SiO 2 .2H 2 O + K 2 O 3 + 4SiO 2 CaO.Al 2 O 3 .6SiO 2 + CO 2 + H 2 O ----- > Al 2 O 3 .2SiO 2 .2H 2 O + CaCO 3 + 4SiO 2 Trong q trình phong hố, do tác động của CO 2 và H 2 O liên kết giữa Al2O3 và SiO 2 khơng bị bẻ gãy và rất bền vững, do đó phân tử cao lanh chịu thuỷ phân cao, khơng hòa tan trong H 2 O và trầm tích thành mỏ có lẫn SiO 2 . Đối với phenpat kiềm thổ, ngồi SiO 2 còn lẫn CaCO 3 (nếu pH của mơi trường phong hố nhỏ hơn 7 thì Huỳnh Thanh Vương 03C1C Trang 11 [...]... cơ cấu khuấy Nói chung thường dùng cơ cấu khuấy vận tốc cao để khuấy trôn chất lỏng có độ nhớt thấp và sử dụng cơ cấu khuấy quay chậm để khuấy trộn chất lỏng có độ nhớt cao Huỳnh Thanh Vương 03C1C Trang 22 Đồ án tốt nghiệp Máy khuấy trộn tinh bột cao lanh Máy khuấy trộn cao lanh có dung tích (5x5x5)m3 Ta chọn loại máy khuấy cánh chân vịt, với chiều dài cánh khuấy 2m, số lượng cánh 2, kiểu thùng khuấy. .. học Thiết bị dùng để khuấy trộn vật liệu gọi là máy khuấy Bộ phận để khuấy trộn vật liệu trong máy khuấy và trong các thiết bị phản ứng gọi là cánh khuấy Huỳnh Thanh Vương 03C1C Trang 13 Đồ án tốt nghiệp Máy khuấy trộn tinh bột cao lanh 1.3.1.2 Chỉ tiêu đánh giá quá trình khuấy: a Mức độ khuấy (I): là sự phân bố tương hỗ của hai hay nhiều chất sau khi khuấy cả hệ Mức độ khuấy trộn chính là một loại... lắng đọng cặn ở đáy thùng 2.3.3.Phương án máy khuấy chân vịt (hình 2.4): - Đặc điểm khuấy trộn chất lỏng bằng cánh khuấy chân vịt làm tất cả chất lỏng ở trong thùng chứa được khuấy trộn nhiều lần qua cánh chân vịt Huỳnh Thanh Vương 03C1C Trang 20 Đồ án tốt nghiệp Máy khuấy trộn tinh bột cao lanh Máy khuấy chân vịt có cánh khuấy dạng giống như hai cánh quạt máy bay hay ba cánh quạt của chân vịt tàu... trình khuấy Re k = nd 2 ν (1.5) (d- đường kính cánh khuấy (mm); υ- độ nhớt động học của môi trường khuấy trộn) * Công suất khuấy trộn riêng : - công suất chi phí để khuấy trộn một đơn vị thể tích: NV = N V (1.6) - công suất chi phí để khuấy trộn một đơn vị khối lượng: Nm = N V ρ (1.7) Trong đó: N-công suất khuấy trộn (kW) V- lưu lượng khuấy trộn (m3/s) ρ- khối lượng riêng của môi trường khuấy trộn (kg/m3)... tao Huỳnh Thanh Vương 03C1C Trang 27 Đồ án tốt nghiệp Máy khuấy trộn tinh bột cao lanh CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ MỘT SỐ CƠ CẤU CHÍNH CỦA MÁY 3.1.TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ : 3.1.1 Xác định công suất khuấy trộn cao lanh của trục khuấy : Từ thực tế, ta chọn trục khuấy quay với số vòng quay n = 45 v/p, chiều dài cánh khuấy là 2m, áp suất tác dụng lên cánh khuấy từ mép cánh là 7 N/cm2 giảm dần vào trong cánh... dùng đối với máy khuấy có kích thước lớn 2.3.2 Phương án máy khuấy mỏ neo (hình 2.3): - Là máy khuấy cánh có hình dạng phù hợp với thùng chứa và thường là hình cầu Máy khuấy mỏ neo gồm thùng chứa hình trụ, cánh mỏ neo trên trục thẳng đứng và bộ dẫn động Huỳnh Thanh Vương 03C1C Trang 19 Đồ án tốt nghiệp - Máy khuấy trộn tinh bột cao lanh Cánh của máy khuấy mỏ neo có thể có hình dạng phức tạp Những cánh... Sơ đồ động phương án 3 Trong đó: 1- Cánh khuấy 2- Khớp các đăng 3- Bộ truyền bánh răng côn 4- Động cơ 5- Hộp giảm tốc hành tinh 6-Bộ truyền đai Huỳnh Thanh Vương 03C1C Trang 26 Đồ án tốt nghiệp Máy khuấy trộn tinh bột cao lanh Trong ba phương án trên, theo máy chuẩn, do yêu cầu của máy thiết kế cùng với yêu cầu thực tế, máy được đặt trên cao thùng để khuấy trộn, do đó cần phải đảm bảo độ cứng vững,... dk- Đường kkính cánh khuấy (mm) D- Đường kính thùng khuấy (mm) h - Chiều cao cánh khuấy (mm) b - Chiều rộng trung bình : Huỳnh Thanh(0,2 – 0,35) dk b = Vương 03C1C (mm) B - Chiều rộng tấm chắn (mm) B D Trang 18 Đồ án tốt nghiệp Máy khuấy trộn tinh bột cao lanh Hình 2.2 Sơ đồ máy khuấy cánh Đặc trưng môi trường khuấy : khối lượng riêng ρ = 800-1900kg/m3; độ nhớt của môi trường khuấy η = 0,001 – 4 Pas... cấu khuấy vít tải -Ngoài các cơ cấu nêu trên còn có một số cơ cấu khuấy có cấu trúc đặc biệt, thí dụ như cơ cấu khuấy tạo ứng suất cắt lớn (thực ra là một dạng riêng của cơ cấu khuấy tuabin), cơ cấu khuấy chán động và cơ cấu khuấy cào Huỳnh Thanh Vương 03C1C Trang 17 Đồ án tốt nghiệp Máy khuấy trộn tinh bột cao lanh d d d d a b c d d d d d d e f g d d h d d k l d d m o n Hình 2.1: Các loại cánh khuấy. .. hiện đúng đắn nhất cho cường độ khuấy trộn chính là mức độ khuấy trộn trong đơn vị thời gian dI I hay dτ τ c Hiệu quả khuấy : Được xác định bằng năng lượng tiêu hao để đạt được hiệu ứng công nghệ cần thiết Đây là chỉ tiêu cơ bản để đánh giá sự làm việc và tính Huỳnh Thanh Vương 03C1C Trang 15 Đồ án tốt nghiệp Máy khuấy trộn tinh bột cao lanh hoàn thiện của thiết bị khuấy trộn, đồng thời là chỉ tiêu chủ . giữa Al-OH hoặc liên kết O-H ở các đơn khoáng sẽ khác nhau. Điều này chứng minh rỏ nhất là khi nghiên cứu sự thay đổi cấu trúc lúc đốt nóng bằng phương. tinh bột cao lanh Bảng 1.2 Chất lượng một số Caolanh của nước ta Loại Caolanh Minh Tân Caolanh Hữu Khánh Tính chất Đã lọc Đã lọc Nguồn gốc Đá mẹ là keratophyt