Nghiên cứu khả năng sử dụng pyrophyllite quảng ninh trong phối liệu xương gạch men lát nền

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - LÊ TUẤN KHANH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG PYROPHYLLITE QUẢNG NINH TRONG PHỐI LIỆU XƯƠNG GẠCH MEN LÁT NỀN Chuyên ngành : Vật Liệu Vô Cơ – Khoa Công Nghệ Vật Liệu LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, Tháng năm 2007 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH TP HCM, ngày 05 tháng năm 2007 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: LÊ TUẤN KHANH Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 22/11/1978 Nơi sinh: Tp.HCM Chuyên ngành: Công Nghệ Vật Liệu Vô Cơ MSHV: 00303054 I - TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG PYROPHYLLITE QUẢNG NINH TRONG PHỐI LIỆU XƯƠNG GẠCH MEN LÁT NỀN II - NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG 1) Nhiệm vụ : Nghiên cứu khả ứng dụng pyrophyllite Quảng Ninh vào phối liệu gạch men lát nhằm giảm dãn nở nhiệt tăng khả dẫn nhiệt dể rút ngắn chu kỳ nung sản phẩm 2) Nội dung : Nghiên cứu nguyên liệu pyrophyllite Nghiên cứu ảnh hưởng lượng pyrophyllite theo % bổ sung vào phối liệu đến: • Dãn nở nhiệt phối liệu • Các tính lý vật liệu Đánh giá khả sử dụng theo mục đích nhiệm vụ nêu vào sản xuất thực tế III - NGÀY GIAO NHIỆM VỤ (Ngày bắt đầu thực LV ghi Quyết định giao đề tài): 01/08/2006 IV - NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 05/07/2007 V – HỌ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS Đỗ Minh Đạo CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH TS Đỗ Minh Đạo TS Đỗ Quang Minh TS Đỗ Quang Minh Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội Đồng chuyên ngành thông qua Ngày TRƯỞNG PHÒNG ĐT - SĐH tháng năm 2007 TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN Luận văn " Nghiên cứu khả sử dụng pyrophillite Quảng Ninh phối liệu xương gạch men lát " thực trường Đại học Bách Khoa TPHCM hoàn thành thời gian cho phép Tôi xin chân thành cảm ơn Tiến Só Đỗ Minh Đạo tận tình hướng dẫn hoàn thành tốt luận văn Tôi xin cảm ơn thầy cô khoa công nghệ vật liệu, viện nghiên cứu, đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho thực thành công luận văn Sau xin gởi lời cảm ơn đến người thân tất bạn bè, đồng nghiệp bên cạnh ủng hộ giúp đỡ suốt thời gian qua MỞ ĐẦU Công nghệ gạch ốp lát ngày phát triển Trước sản phẩm gạch ốp lát lò tunnel nên sản lượng không nhiều Ngành gạch men bắt đầu phát triển mạnh hai công nghệ quan trọng đưa vào ứng dụng sản xuất gạch công nghệ sấy phun lò lăn Công nghệ lò lăn cho suất cao nhiều lần so với tunnel rút ngắn thời gian nung nhiều lần sử dụng lượng giá thành viên gạch sản xuất thấp Theo thống kê Hiệp Hội Gạch Gốm Xây Dựng Việt Nam sản lượng tính đến tháng năm 2006 175 triệu m2/năm cao nhu cầu nước 25 % Trước xu hướng hội nhập giới, gạch ốp lát từ nước tràn vào nội địa từ Trung Quốc với giá rẻ Trước tình hình doanh nghiệp gạch ốp lát nước tìm cách hạ giá thành sản xuất nhằm thích ứng với thị trường cạnh tranh Hiện nay, người ta tìm kiếm phương án nhằm giảm giá thành sản xuất gạch ốp lát bao gồm sử dụng nguyên liệu giá rẻ tiết kiệm nhiên liệu Để tiết kiệm nhiên liệu có giải pháp hạ nhiệt độ nung rút ngắn thời gian nung Đầu năm 96 mà số nhà máy gạch ốp lát nước thành lập thời gian nung gạch lát 40x40 52 đến 53 phút đến thời điểm trung bình 42 đến 43 phút xu hướng tiếp tục giảm Lượng dầu tiêu hao nung m2gạch khoảng 1.2Kg dầu Kerosen Nếu rút ngắn thời gian nung xuống phút lượng dầu giảm bớt 0.0286kg Nếu tính cho chuyền 1.5 triệu m2/năm ta tiết kiệm khoảng 42.857 dầu /năm Nghiên cứu khả sử dụng pyrophyllite gạch men lát _ Trước tình hình việc rút ngắn thời gian nung để tiết kiệm nhiên liệu cho gạch ốp lát thiết yếu Tuy nhiên rút ngắn thời gian nung đòi hỏi số yêu cầu xương gạch: Đảm bảo độ bền cơ, độ hút nước độ co tương đối hợp lý Dẫn nhiệt tốt Ít co trình nung Nguyên liệu Pyrophylitte có tính chất đáp ứng yêu cầu Hiện Việt Nam, mỏ Pyrophyllite Quảng Ninh có trữ lượng tương đối lớn Vì chọn nghiên cứu khả sử dụng pyrophylitte Quảng Ninh phối liệu xương gạch lát neàn _ HVTH: Lê Tuấn Khanh Nghiên cứu khả sử dụng pyrophyllite gạch men lát _ PHẦN TỔNG QUAN _ HVTH: Lê Tuấn Khanh Nghiên cứu khả sử dụng pyrophyllite gạch men lát _ CHƯƠNG1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PYROPHYLLITE: 1.1 Khái niệm cấu trúc: Pyrophyllite có công thức Al2O3.4SiO2.H2O, cấu trúc bao gồm hai lớp lục giác với đỉnh lục giác tâm tứ diện SiO2 kẹp lớp lục giác lớp gồm khối bát diện Al2O3 nằm giữa(hình 1.1) Cấu trúc Hình 1.1 Cấu trúc khoáng pyrophyllite giống cấu trúc khoáng talc Sự xếp cấu trúc làm cho pyrophyllite trung hòa điện trơ mặt hóa học 1.2 Các tính chất pyrophyllite:[8],[9],[21] 1.2.1 Lý tính: Pyrophyllite tự nhiên loại đá mềm có màu trắng, xám màu tím nhạt, bề mặt mịn giống talc Pyrophyllite có thông số vật lý quan trọng như: - Độ cứng: 1-1.5 (theo Moths) - Khối lượng riêng: 2.8 g/cm3 - Hệ số dẫn nhiệt cao -Độ bền nhiệt cao -Pyrophyllite tạo huyền phù nước tính trương nở -Có tính chịu lửa độ dẫn điện thấp 1.2.2 Tính chất hóa học: Pyrophyllite thể tính trơ, có phản ứng với khoáng khác nung 1.2.3 Một số nguồn Pyrophyllite [16]: _ HVTH: Lê Tuấn Khanh Nghiên cứu khả sử dụng pyrophyllite gạch men lát _ Quaëng pyrophyllite tìm thấy có chứa khoáng: pyrophyllite, serycit kaolin với lượng nhỏ quartz, magnesium dolomite Bảng 1.1 Thành phần hoá số pyrophyllite: % oxit SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO MKN 56 33.3 0.77 2.4 0.27 0.22 7.04 Brazil 52.3 36.89 1.34 1.69 0.21 0.28 6.9 Quaûng Ninh 78.59 15.76 0.28 0.33 0.00 0.13 3.99 Nguồn Pyrophyllite Nam Mỹ Thành phần oxit thay đổi nhiều tùy vào nguồn pyrophyllite Thông thường pyrophyllite có hàm lượng SiO2: 30%-70%, Al2O3: 20%-70% 1.2.4 Các trình biến đổi hoá lý xảy nung pyrophyllite :[16] Phân tích nhiệt vi sai DTA khoáng pyrophyllite thu kết phân tích có dạng đường cong hình 1.2 Trên đường cong DTA có hiệu ứng thu nhiệt nhiệt độ 500-550 oC Hiệu ứng thu nhiệt trình tách nước pyrophyllite Ngoài số tài liệu cho thấy nung pyrophyllite có thêm hiệu ứng tỏa nhiệt 9800C hiệu ứng hình thành khoáng mullite 1.2.5 Sự biến đổi chiều dài nung pyrophyllite :[16] Khi nung nguyên liệu pyrophyllite từ nhiệt độ thường 10000C, ta thấy nguyên liệu dãn nở khoâng co _ HVTH: Lê Tuấn Khanh Nghiên cứu khả sử dụng pyrophyllite gạch men lát Biểu đồ DTA, TG mẫu phối liệu sở _ 69 _ HVTH: Lê Tuấn Khanh Nghiên cứu khả sử dụng pyrophyllite gạch men lát Biểu đồ DTA, TG mẫu P02 _ 70 _ HVTH: Lê Tuấn Khanh Nghiên cứu khả sử dụng pyrophyllite gạch men lát Biểu đồ DTA, TG mẫu P06 _ 71 _ HVTH: Lê Tuấn Khanh Nghiên cứu khả sử dụng pyrophyllite gạch men lát Biểu đồ DTA, TG mẫu P08 _ 72 _ HVTH: Lê Tuấn Khanh Nghiên cứu khả sử dụng pyrophyllite gạch men lát Biểu đồ DTA, TG mẫu P10 _ 73 _ HVTH: Lê Tuấn Khanh Nghiên cứu khả sử dụng pyrophyllite gạch men lát Biểu đồ dãn nở nhiệt nung mẫu sở _ 74 _ HVTH: Leâ Tuấn Khanh Nghiên cứu khả sử dụng pyrophyllite gạch men lát Biểu đồ dãn nở nhiệt nung mẫu P02 _ ô3 75 _ HVTH: Lê Tuấn Khanh Nghiên cứu khả sử dụng pyrophyllite gạch men lát Biểu đồ dãn nở nhiệt nung mẫu P04 _ 76 _ HVTH: Lê Tuấn Khanh Nghiên cứu khả sử dụng pyrophyllite gạch men lát Biểu đồ dãn nở nhiệt nung mẫu P06 _ 77 _ HVTH: Leâ Tuấn Khanh Nghiên cứu khả sử dụng pyrophyllite gạch men lát _ PHỤ LỤC CÁC DỤNG CỤ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM Máy nghiền bi Đặc điểm: Nhà sản xuất: Welko Dung tích hũ nghiền: 10 lít Số vòng quay: 60 vòng / phút Khối lượng bi: 3kg Khối lượng hồ: 3kg Thời gian nghiền: 8-10giờ Tủ sấy: Đặc điểm: Nhà sản xuất:Sicurezza Dung tích:75 lít Nhiệt độ lớn nhất: 2200C 78 _ HVTH: Lê Tuấn Khanh Nghiên cứu khả sử dụng pyrophyllite gạch men lát _ Máy nghiền búa: Đặc điểm: Nhà sản xuất:Sassuolo Cỡ hạt nạp lịêu:D từ đến cm Cỡ hạt nghiền d < 1mm Máy ép thí nghiệm: Đặc điểm: Nhà sản xuất: Welko Lực ép tối đa: 50 Kích thước khuôn:80x200mm Lò nung sản xuất: Đặc điểm: Nhà sản xuất : Welko Thời gian nung: 42 phút Nhiệt độ tối đa: 11900C 79 _ HVTH: Lê Tuấn Khanh Nghiên cứu khả sử dụng pyrophyllite gạch men lát _ Máy đo độ bền uốn: Đặc điểm: Nhà sản xuất: Nannetti Hiển thị: Kg lực Chiều dài gối uốn: 18 cm Sai số: 0.5Kg Cốc đo tỷ trọng: Nhà sản xuất: Sassuolo Dung tích: 100ml Khối lượng bì: 200g Đường cong nung lò 1400 1200 1136 lăn nung thí 1186 nghiệm 1000 oC 800 712 600 600 483 400 405 200 0 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 zone 80 _ HVTH: Lê Tuấn Khanh Nghiên cứu khả sử dụng pyrophyllite gạch men lát _ TÀI LIỆU THAM KHẢO ACIMEC, Tp HCM 2003 Hội thảo “Các Công Nghệ Tiên Tiến Nhất Hiện Có Được Áp Dụng Cho Sản Xuất Gạch Lát Sàn Và Ốp Tường” Bùi Văn Chén -HOÁ LÝ SILICAT - ĐHBKNH- 1979 Đỗ Quang Minh, “Hóa học chất rắn vật liệu silicat”, NXBĐHQG TP.HCM, 2000 Đỗ Quang Minh ,” Kỹ thuật sản xuất vật liệu gốm sứ “, ĐHBK TP.HCM, 2000 E King,"A compact design for measuring electrical conductivity at high pressures and varying temperatures", 1996 Felix Singer, Sonja Singer, “ Industrial Ceramics “, Chapman & Hall.Ltd, London, 1963 “Hướng dẫn thí nghiệm chuyên ngành vật liệu silicat” – Bộ môn Silicat, trường ĐHBK TpHCM http://ceramicmaterials.info http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/talc/talc_myb04.pdf 10 Lê Công Dưỡng- VẬT LIỆU HỌC- -NXBKHKTHN-1997 11 Lachman, Irwin M.; Bagley, Rodney D.,”Pore size control in cordierite ceramic“ - Patent 3950175-1976 12 Nhiều tác giả Đỗ Đình Yên dịch, " BÍ QUYẾT CÔNG NGHỆ CHO GẠCH LÁT NỀN NUNG MỘT LẦN THỦY TINH HOÁ VÀ SỨ GIẢ ĐÁ",1997 13 Nguyễn Đình Soa, HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG, Trường Đại Học Đại Cương TP.HCM, 1998 14 Nguyễn Đình Soa, HÓA VÔ CƠ , NXBĐHBK TP.HCM, 1994 81 _ HVTH: Lê Tuấn Khanh Nghiên cứu khả sử dụng pyrophyllite gạch men lát neàn _ 15 Phan Xuân Yên – Huỳnh Đức Minh – Nguyễn Thu Thủy, “ Kỹ thuật sản xuất gốm sứ “, ĐHBK Hà Nội, 1992 16 SACMI,1986 "From Technology Through Machinery To Kiln V1" 17 SCHEIDEGGER A M (1) ; LAMBERT G M ; SPARKS D L (1), "Investigation of Ni sorption on pyrophyllite", 2006 18 Trần Thị Thanh Thủy , “Nghiên cứu khả sử dụng pyrophillite phối liệu xương sứ vệ sinh”, 2000 19 Vũ Minh Đức, CÔNG NGHỆ GỐM XÂY DỰNG, NXBĐHXD HN, 1999 20 W.D.Kingery, “ Introduction to Ceramic “, Wiley, 1960 21 www.pyrophyllite.ba 22 www.en177.com 82 _ HVTH: Leâ Tuấn Khanh LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên : LÊ TUẤN KHANH Ngày, tháng, năm sinh : 22/11/1978 Nơi sinh : TP.HCM Địa liên lạc :21 KP2 P Hiệp Phú Q9 TP HCM QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO (Bắt đầu từ Đại học đến nay) Từ 09/1996 đến 01/2001: học Đại học trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM ™ Loại hình đào tạo: Chính quy dài hạn ™ Ngành học: Công nghệ hoá học dầu khí ™ Xếp hạng tốt nghiệp : Khá Từ 09/2003 đến nay: học Cao học trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC (Bắt đầu từ làm đến nay) ™ Từ 03/2002 đến nay: kỹ sư công nghệ nhà máy gạch men American Home, Dó An, tỉnh Bình Dương ... Vật Liệu Vô Cơ MSHV: 00303054 I - TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG PYROPHYLLITE QUẢNG NINH TRONG PHỐI LIỆU XƯƠNG GẠCH MEN LÁT NỀN II - NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG 1) Nhiệm vụ : Nghiên cứu khả. .. Vì chọn nghiên cứu khả sử dụng pyrophylitte Quảng Ninh phối liệu xương gạch lát _ HVTH: Lê Tuấn Khanh Nghiên cứu khả sử dụng pyrophyllite gạch men lát ... pyrophyllite gạch ốp lát nung - Nghiên cứu ứng dụng pyrophyllite sứ vệ sinh Vào năm 1999, nhà máy gạch men Vitaly nghiên cứu sử dụng pyrophyllite để rút ngắn đường cong nung gạch lát Tuy nhiên nghiên cứu