CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU
2.1.2. Phương phỏp và thiết bị nghiền cơ Một số thiết bị nghiền cơ
Một số thiết bị nghiền cơ
Cú nhiều loại thiết bị nghiền được sử dụng trong nghiờn cứu như mỏy nghiền chà xỏt, mỏy nghiền hành tinh, mỏy nghiền năng lượng cao...
Mỏy nghiền bi dạng cỏnh khuấy và sơ đồ tang nghiền thể hiện trờn hỡnh 2.2. Bi vừa chuyển động theo quỹ đạo trũn vừa chuyển động lờn xuống theo chiều thẳng đứng dưới tỏc động của cỏnh khuấy.
Hỡnh 2.2. Mỏy nghiền bi dạng cú cỏnh khuấy và sơ đồ tang nghiền
Mỏy nghiền hành tinh được sử dụng khỏ rộng rói. Với mỗi mẻ cú thể nghiền được vài chục đến vài trăm gam vật liệu dạng bột. Khi hoạt động cỏc cối nghiền của mỏy chuyển động giống như chuyển động của cỏc hành tinh. Những cối này được sắp xếp trờn một đĩa nõng quay trũn và một hệ thống cơ học đặc biệt làm cho chỳng cú thể chuyển động trũn quanh trục của chớnh nú. Lực li tõm được sinh ra bởi sự chuyển động trũn của cối quanh trục và bởi cả sự chuyển động của đĩa nõng quay trũn, trong cối cú chứa vật liệu cần nghiền và bi nghiền, khi cối và đĩa nõng chuyển động theo những hướng ngược nhau là nguyờn nhõn làm cho những viờn bi chuyển động lờn xuống và va đập với thành cối và vật liệu nghiền.
Cối và bi nghiền cú thể được chế tạo từ nhiều loại vật liệu khỏc nhau như mó nóo, silicon, nitrit, gốm, ziconi, hợp kim crom, hợp kim crom-niken…
Tỏc dụng nghiền của mỏy được mụ tả như sau:
- Bi quay trũn theo cối đến độ cao rơi xuống đập nhỏ vật liệu - Bi lăn trờn mặt cối cú tỏc dụng nghiền và trộn.
Thiết bị nghiền hành tinh 4 cối dung tớch mỗi cối 2 l (hỡnh 2.3), tốc độ nghiền tối đa 440 vũng/phỳt.
Hỡnh 2.3. Mỏy nghiền hành tinh 4 cối
Mỏy nghiền hành tinh Fritsch P-6 (hỡnh 2.4) cú một cối nghiền, dựng được cối cú thể tớch 500 ml, tốc độ tối đa 550 vũng/phỳt.
Loại mỏy nghiền cơ khỏc thường được sử dụng là mỏy nghiền năng lượng cao, hỡnh 2.5 là mỏy SPEX 8000D với 2 cối nghiền, tốc độ 1200 vũng/phỳt, mỗi mẻ nghiền được từ 10 đến 20 gram vật liệu bột.
Hỡnh 2.5. Mỏy nghiền năng lượng cao SPEX 8000D
Mặc dự trong mỏy nghiền hành tinh vận tốc chuyển động của bi cao hơn, tần suất va chạm nhiều hơn so với mỏy SPEX, nhưng gần đõy khi so sỏnh giữa 2 loại mỏy này thỡ người ta thấy mỏy nghiền hành tinh hoạt động ở năng lượng thấp hơn.
Mụi trường nghiền
Mụi trường bao quanh vật liệu nghiền cú thể là khớ, lỏng hoặc nhiệt độ cao. Tựy thuộc vào bản chất vật liệu nghiền mà chọn mụi trường nghiền phự hợp. Với vật liệu nghiền là cỏc ụxớt thỡ cú thể nghiền ngay trong khụng khớ thậm chớ là khụng khớ núng để làm dũn vật liệu và dễ nghiền. Cỏc vật liệu dễ bị ụxy húa cần phải nghiền trong mụi trường bảo vệ, khớ trơ hoặc cỏc dung mụi hữu cơ. Tuy nhiờn khi nghiền trong mụi trường lỏng, năng lượng của mỏy bị giảm xuống.
Thời gian nghiền
Thời gian nghiền là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến kớch thước hạt. Việc lựa chọn thời gian nghiền phự hợp được nhằm thu được hiệu quả cao. Thời gian nghiền phụ thuộc vào chủng loại, cụng suất mỏy nghiền, bi và cối nghiền, mụi trường nghiền và kớch thước ban đầu của hạt vật liệu. Khụng nờn nghiền quỏ lõu vỡ một số vật liệu ban đầu là tinh thể sau khi nghiền trở thành bột vụ định hỡnh. Vỡ vậy thời gian nghiền phự hợp là một yếu tố rất quan trọng.
Khi nghiền với bi khối lượng lớn và với tốc độ cao thời gian nghiền liờn tục khụng nờn quỏ 1 giờ, thời gian để nguội từ 0,5 đến 1 giờ. Để giảm thời gian cú thể chọn cỏc bi nghiền cú tỷ trọng lớn hơn. Trong trường hợp sử dụng cối để trộn mẫu với tốc độ chậm cú thể cho mỏy hoạt động liờn tục mà khụng làm núng mỏy.
Tốc độ nghiền
Tốc độ của mỏy nghiền phụ thuộc nhiều vào thiết kế của mỏy và tốc độ quay tối đa của mỏy. Vớ dụ, trong mỏy nghiền truyền thống việc tăng tốc độ quay sẽ làm tăng tốc độ chuyển động của bi. Ở một tốc độ giới hạn những viờn bi sẽ bị nộn vào bờn trong cối, khụng cú được bất kỡ lực nào tỏc động để làm bi chuyển động lờn xuống.
Trong Luận ỏn chỳng tụi sử dụng hai thiết bị là mỏy nghiền hành tinh Fritsch P-6 và mỏy nghiền năng lượng cao SPEX 8000D, mụi trường nghiền là axờtụn, thời gian nghiền liờn tục khụng quỏ 60 phỳt.