Thiết kế máy nghiền chất thải FRP

LỜ Ầ ------ Thiết kế là một công việc đòi hỏi nhiều kinh nghiệm thực tế và thiết yếu của 1 kỹ sư chuyên nghành công nghệ kỹ thuật cơ khí sau khi ra trường, để tiếp cận với công việc và

TRƢ NG I H NH TR NG

ỀN CHẤT THẢI FRP

GVHD: ThS Trần Ng c Nhuần

SVTH: Bùi Trần Quốc MSSV: 56131135

2018

RƯỜ I HỌC NHA TRANG

Khoa/viện: ơ hí

PHI U THEO DÕI TI N T NGHI P

(Dùng cho CBHD và nộp cùng báo cáo ĐA/KLTN của sinh viên)

tài: “ h h n chất thải FRP ”

Giả v hướng dẫn: h ầ c h ầ

h v ược hướng dẫn: Bùi Trần Quốc MSSV: 56131135

Khóa: 56 Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuậ ơ hí

ể a ữa ộ của ưở

Ngày kiềm tra:

……… ………

ánh giá công việc hoàn thành:… %

ƣợc tiếp tục: Không tiếp tục:

iểm hình thức:……/ iểm nội dung: /10 ểm tổng k t:………/

ồng ý cho sinh viên: ƣợc bảo vệ: ợc bảo vệ:

Khánh Hòa, ngày…… tháng 7, năm 2 8

Cán bộ hướng dẫn

(Ký và ghi rõ h tên)

RƯỜ Ọ R

h a v ệ ơ hí Ấ

ả v chấ ơ v

“ h h n chất thả FR ” ả v hướ dẫ h ầ c h ầ h v h c h ệ Bùi Trần Quốc ố h v

h hệ ỹ h ậ cơ hí h a

Nhậ xé ốt nghiệp: 1 V hình thức:

2 ộ d

iểm h nh thức: / iểm nội dung: /10 ể ổ : /10

Khánh Hòa, ngày tháng 7 năm 2 8

Giảng viên chấm ( K và ghi r h tên)

LỜ

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực

và chƣa hề đƣợc sử dụng để bảo vệ một h c vị nào M i sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đƣợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc r ràng và đƣợc phép công bố

h h òa , h 7 ă 20 8 Sinh viên th c hiện

Bùi Trần Quốc

đồ án mà còn là hành trang quí báu để em bước vào đời một cách vững chắc và tự tin , do thời gian làm có hạn và lần đầu tiên tiếp xúc với thiết kế nên kết quả của việc tính toán chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu xót, rất mong được sự góp ý của thầy giáo hướng dẫn để nâng cao tr nh độ hiểu biết của bản thân, nhằm phục vụ tốt hơn nữa Cuối cùng em kính chúc quý thầy nhiều sức khỏe và thành công trong sự nghiệp cao quý

Em xin chân thành cảm ơn !!!

, ăm 2 8 Sinh viên thực hiện

Bùi Trần Quốc

Tên đề tài: “ Thi t k máy nghi n chất thải FRP ”

Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm 4 chương :

M đầu: t vấn đề, mục tiêu nghiên cứu của đề tài, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, ngh a khoa h c và thực ti n của đề tài

hương Tổng quan nghiên cứu đề tài : Giới thiệu về vật liệu FRP, các phương pháp tái chế chất thải FRP, tình hình tái chế FRP trong và ngoài nước

hương 2 ơ s l thuyết thực hiện đề tài và đưa ra tư ng ch n phương án thiết kế : nhằm tổng hợp các l thuyết làm cơ s cho quá tr nh thực hiện đồ án, t ra các yêu cầu thiết kế, đưa ra các phương án cho quá tr nh thiết kế và lựa ch n phương

án thực hiện đề tài

hương Tính toán, thiết kế máy nghiền chất thải FRP

hương Kết luận và đề xuất

MỤC LỤC

TRANG i

QU T NH GI O N T T NGHI P ii

NH N T N HƯ NG N iii

PHI U NH GI T I T T NGHI P iv

M O N SINH VI N .v

L I M ƠN vi

T M T T N .vii

M L viii

DANH M C B N V .xi

DANH M C HÌNH xii

L I N I ẦU 1

M ẦU 2

HƯƠNG TỔNG QUAN V CÔNG NGH TÁI CH CHẤT TH I FRP 5

1.1 Hiện trạng rác thải nước ta hiện nay 5

1.2 Các giải pháp tái chế chất thải FRP tiềm năng 5

1.2.1 Giải pháp cơ h c 5

1.2.2 Giải pháp đốt cháy 6

1.2.3 Giải pháp nhiệt phân 7

1.2.4 Giải pháp hóa h c 8

1.3 Tình hình tái chế chất thải rắn trong và ngoài nước 8

1.3.1 Tái chế chất thải rắn tại các làng nghề 8

2 Tái chế chất thải rắn tại các doanh nghiệp 8

Thông tin cơ s về FRP 9

ộng cơ thúc đẩy cho việc tái chế FRP 9

c điểm của chất thải FRP , yêu cầu kỹ thuật 10

1.4.1 Sợi thủy tinh 13

1.4.2 Các loại sợi thủy tinh 13

5 c tính kỹ thuật của vật liệu FRP 16

HƯƠNG 2 Ơ S LÝ THUY T C QU TR NH P, NGHI N VÀ

PHƯƠNG PH P NGHI N ỨU KHOA H C 17

2 1 Mục đích và ngh a của quá tr nh đập nghiền 17

2 2 Phương pháp đập nghiền 17

2 2 Phương pháp phá vỡ vật liệu bằng lực Ép 17

2 2 2 Phương pháp phá vỡ vật liệu bằng Cắt, chẻ, bẻ 18

2 2 Phương pháp phá vỡ vật liệu bằng xiết 18

2 2 Phương pháp phá vỡ vật liệu bằng ập 19

2.3 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật 19

2.3.1 Mức đập nghiền 19

2 2 Năng lượng nghiền 22

2.4 Hiện nay tồn tại 3 giả thuyết được coi là định luật nghiền 22

2.4.1 Thuyết bề m t của P.R.V.RITING 22

2.4.2 Thuyết thể tích của V.N KIAPICHEP 24

2.4.3 Thuyết thể tích và bề m t của P.AREBINDE 26

2 5 Phân tích các phương án đập nghiền và lựa ch n phương án hợp lý 27

2.5.1 Phân loại chung 27

2.5.2 Các loại máy nghiền trong công nghiệp 27

2.5.3 Ch n phương án thiết kế 34

2 6 Phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong đồ án 42

HƯƠNG TÍNH TO N THI T K MÁY NGHI N FRP 43

ác định công xuất động cơ 43

3.1.1 Công suất làm việc 43

3.1.2 Công suất yêu cầu từ động cơ 43

3.1.3 Ch n động cơ điện truyền động 44

3.1.4 Phân phối tỉ số truyền động 44

3.1.5 Các thông số kỹ thuật của hệ thống 45

3.2 Tính toán thiết kế bộ truyền động bánh răng trụ răng thẳng 46

3.2.1 Ch n vật liệu và phương pháp nhiệt luyên 46

3.2.2 Tính bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 48

3.3 Thiết kế bộ truyền động đai 51

3.3.1 ch n tiết diện đai 51

2 Tính đường kính bánh đai 51

ác định số đai 53

ác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục 53

3.4 Ch n hộp giảm tốc trục vít bánh vít 54

3.4.1 Tính ch n hộp giảm tốc 54

3.5 Thiết kế trục bộ truyền bánh răng trụ 54

3.5.1 Ch n vật liệu chế tạo các trục 54

5 2 ác định sơ bộ đường kính trục 54

5 ác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đ t lực 55

5 ác định trị số và chiều của lực từ chi tiết quay tác động lên trục 56

5 5 ác định đường kính và chiều dài các đoạn trục 57

3.5.6 Thống kê số liệu lực các gối đỡ trên trục từ đến 4 59

3.5.7 Tính momen uốn tổng 62

3.5.8 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 63

3.5.9 Tính kiêm nghiệm độ bền của then 69

3.6 Tính toán Thiết kế ổ lăn 69

3.7 khớp nối 71

HƯƠNG K T LU N VÀ BÀN LU N 73

4.1 Kết luận 73

4.2 Bàn luận 73

Tài liệu tham khảo Error! Bookmark not defined.

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 1 Các loại sợi thủy tinh trong nghành composite 14

Bảng 1 2 Các loại sợi thủy tinh 15

Bảng 3 1 Ch n động cơ 44

Bảng 3 2 Thống kê số liệu 46

Bảng 3 3 Trị số momen cản uốn và momen cản xoắn 64

Bảng 3 4 kết quả tính toán hệ số an toàn đối với tiết diện của 2 trục 3 và 4 68

Bảng 3 5 Kiểm nghiệm độ bền dập và độ bền cắt 69

Bảng 6 kích thước cơ bản nối trục vòng đàn hồi , mm 72

Bảng 7 kích thước cơ bản vòng đàn hồi , mm 72

DANH MỤC HÌNH

H nh 2 Phương pháp phá vỡ vật liệu bằng lực ép 17

H nh 2 2 Phương pháp phá vỡ vật liệu bằng cắt, chẻ, bẻ 18

H nh 2 Phương pháp phá vỡ vật liệu bằng lực xiết 18

H nh 2 Phương pháp phá vỡ vật liệu bằng đập 19

H nh 2 5 Sơ đồ máy nghiền má 27

H nh 2 6 Sơ đồ máy nghiền nón 29

Hình 2 7 Phân loại máy nghiền nón 31

H nh 2 8 Sơ đồ máy nghiền trục 31

Hình 2 9 Phân loại máy nghiền trục 32

Hình 2 10 Các loại nghiền trục chính 32

H nh 2 Sơ đồ máy nghiền búa 33

H nh 2 2 Sơ đồ nguyên lý nghiền trục trơn 35

Hình 2 13 Sơ đồ hoạt động máy nghiền trục trơn 36

H nh 2 Sơ đồ nguyên lý nghiền trục vít 37

Hình 2 15 Sơ đồ hoạt động máy nghiền trục vít 37

H nh 2 6 Sơ đồ nguyên lý nghiền trục răng 39

Hình 2 17 Sơ đồ hoạt động máy nghiền trục răng 39

Hình 3.1 Sơ đồ tính toán và biểu đồ momen trên trục 3 60

H nh 2 Sơ đồ tính toán và biểu đồ momen trên trục 4 61

LỜ Ầ

- -

Thiết kế là một công việc đòi hỏi nhiều kinh nghiệm thực tế và thiết yếu của 1

kỹ sư chuyên nghành công nghệ kỹ thuật cơ khí sau khi ra trường, để tiếp cận với công việc và tìm hiểu các quá trình thiết kế trong thực tế cũng như trâu dồi thêm các kiến thức em đã ch n đồ án “ THI T K MÁY NGHI N CHẤT TH I FRP ’’, đối tượng nghiên cứu trong đồ án này là tái chế chất thải FRP, phạm vi nghiên cứu trong

đồ án này là sử dụng phương pháp cơ h c để xử lý chất thải FRP, trong giai đoạn chất thải rắn không được xử l đúng cách như hiện nay chủ yếu đem đi chôn lắp thì việc thiết kế ra 1 máy nhằm biến các loại chất thải đó thành chất độn để tạo ra các sản phẩm mới, có thể dùng được là rất cần thiết tiết kiệm được chi phí xử lý và giảm tác động đến môi trường xung quanh

ồ án tốt nghiệp là sự tổng hợp kiến thức các môn h c được trang bị trong suốt thời gian h c tập tại trường đại h c, cũng như các kinh nghiệm mà sinh viên thu nhận được trong quá trình nghiên cứu và làm đồ án Nó thể hiện kiến thức cũng như tr nh

độ, khả năng thực thi các tư ng trước một công việc, là bước ngo c cho việc áp dụng những lý thuyết được h c vào công việc thực tế sau này, là cột mốc đánh dấu bước trư ng thành từ một sinh viên tr thành kỹ sư ồng thời nó cũng là một lần sinh viên được xem xét, tổng hợp lại toàn bộ những kiến thức của các môn h c được dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo của các giáo viên đó trực tiếp tham gia giảng dạy trong quá trình

h c tập, nghiên cứu ồ án được hoàn thành với sự cố gắng của bản thân và sự giúp

đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn thầy THS.Trần Ng c Nhuần Song do sự hạn chế về tr nh độ, chuyên môn cũng như kinh nghiệm thực tế của bản thân nên không thể tránh khỏi những sai sót trong quá trình làm Rất mong đước sự góp ý, chỉ bảo của các thầy giáo để đồ án được hoàn chỉnh hơn, giúp em hoàn thiện hơn kiến thức chuyên môn để khỏi bỡ ngỡ trước công việc thực tế sau khi tốt nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn !!!

Nha trang , Ngày 15 Tháng 7 ă 20 8

Ở Ầ

ặc vấ :

Việt nam hiện nay là 1 trong số nước sử dụng sản phẩm từ nhựa lớn trên thế giới

, do đó nên lượng rác thải từ nhựa hàng năm là rất lớn trong đó có loại chất thải FRP(chất thải được làm từ sợi gia cường mà đây là sợi thủy tinh ), loại rác thải này hiện tại chưa được sử lý một cách hợp lý mà chủ yếu đem đi chôn lắp làm ô nhiểm môi trường, làm lảng phí đi một nguồn tài nguyên có thể tái chế

hất thải rắn được tạo nên trong quá tr nh gia công vật liệu FRP là nhựa nền polymer đã lưu hóa và vật liệu sợi gia cường ấu trúc hóa h c của polymer sử dụng, hàm lượng sợi và chất độn của chất thải FRP làm cho việc tái chế phức tạp hơn việc tái chế nhựa nhiệt dẻo

Vấn đề thứ nhất đối với việc tái chế chất thải FRP là việc sử dụng nhựa nhiệt rắn Nhựa nhiệt rắn là chất lỏng chuyển sang trạng thái rắn thông qua phản ứng hóa

h c tạo nên liên kết giữa các phân tử nhựa Phản ứng lưu hóa là không thuận nghịch hất rắn đã lưu hóa không tr về trạng thái lỏng ban đầu khi bị nung nóng như nhựa nhiệt dẻo Khác với nhựa nhiệt dẻo, chất thải FRP không thể nấu chảy và đúc lại thành sản phẩm như thường sử dụng khi tái chế nhựa nhiệt dẻo So sánh giữa nhựa nhiệt rắn

và nhựa nhiệt dẻo giống như khi so sánh việc nấu trứng với làm đông nước Giống như nước trạng thái đông rắn, vật liệu nhiệt dẻo có thể được nấu chảy và làm đ c tr lại, nhưng trứng đã nấu chín (nhựa nhiệt rắn đã lưu hóa) không thể chuyển tr lại trạng thái ban đầu

Nhân tố phức tạp thứ hai khi tái chế FRP là chất độn và hàm lượng sợi của chất thải hất độn được thêm vào vật liệu FRP để giảm bớt nhựa trong sản phẩm iều này làm giảm giá thành và hơi styren hất độn còn được sử dụng để cải thiện tính chống cháy ho c tạo vẻ bề ngoài theo muốn Sợi được dùng trong sản phẩm FRP để tăng cường sức bền Tính chất vật l của sợi xác định sức bền của thành phẩm Hai tính chất then chốt của sợi ảnh hư ng đến sức bền là chiều dài sợi và khuyết tật bề m t như vết nứt, vết đứt gãy ất cứ sự suy giảm về chiều dài sợi ho c tạo nên khuyết tật bề

m t khi tái chế sẽ làm giảm giá trị của vật liệu khi tái chế Hệ thống tái chế vật liệu

FRP phải được thiết kế sao cho có thể phục hồi và tái sử dụng hàm lượng sợi và chất độn trong chất thải

Thứ ba, hầu hết sản phẩm FRP Minnesota sử dụng quá tr nh lưu hóa nhiệt

độ trong phòng nhằm giảm chi phí chế tạo Sử dụng phương pháp này tạo nguy cơ tăng hàm lượng chất xúc tác và chất xúc tiến trong chất thải Sự vượt quá hàm lượng chất xúc tác (chất đông rắn) và chất xúc tiến có thể gây ra vấn đề về an toàn và kiểm soát chất lượng trong hệ thống tái chế iều này ảnh hư ng nghiêm tr ng nhất đến cơ tính của vật liệu tái chế

Thứ tư, những người tham gia khảo sát cho rằng cách thực hiện tái chế chất thải FRP ưa thích của h là thực hiện phương tiện xử l tập trung iều này tạo cảm giác

để vận hành thành công phương tiện tái chế, phải bổ sung thêm vấn đề về giao thông

và hậu cần

uối cùng, bất cứ hệ thống tái chế nào dù đã giải quyết được thách thức về kỹ thuật và hậu cần, cũng phải có thị trường sử dụng vật liệu tái chế đủ lớn để bù đắp chi phí xử l và cạnh tranh với phương pháp vứt bỏ chất thải Một số thành phẩm tiềm năng đã được đánh giá b i các nhóm quan tâm đến việc tái chế FRP, nhưng phần lớn

là giá trị thấp, và phải cạnh tranh với các sản phẩm giá thành thấp, chất lượng cao

ục h cứ

- Nghiên cứu tái chế chất thải FRP

- Thiết kế máy nghiền chất thải FRP

hươ h h cứ

- Nghiên cứu phân tích l thuyết: thu thập tài liệu trong và ngoài nước có liên

quan đến nội dung nghiên cứu của đề tài để tính toán, thiết kế

- phương pháp toán h c trong nghiên cứu khoa h c : Sử dụng các l thuyết toán h c (như: thống kê xác suất, các phương tiện của l thuyết tập hợp, của lôgic và của đại số…), và phương pháp lôgic h c (như: phân tích, tổng hợp, quy nạp, di n dịch…), sử dụng các máy tính điện tử với các kỹ thuật vi xử

l … để xây dựng các l thuyết chuyên ngành

h a h a h c v h c của

Trong xu thế đổi mới và hội nhập, những năm qua đất nước ta đã tạo ra những xung lực mới cho quá trình phát triển, đã đạt được nhiều thành tựu kinh tế - xã hội, vượt qua tác động của suy thoái kinh tế toàn cầu và duy tr được đà tăng trư ng kinh

tế hàng năm Tuy nhiên, nước ta cũng đang phải đối m t với rất nhiều thách thức, đ c biệt sự ô nhi m môi trường tại các đô thị, khu công nghiệp, đã tr thành vấn đề nóng của toàn xã hội

Ngành công nghiệp omposite cùng với sự phát triển của m nh cũng tạo nên số lượng rác thải ngày càng lớn, và đây cũng là một trong những loại rác thải được quan tâm nhất trong vấn đề tái chế và sử dụng Các sản phẩm làm từ vật liệu composite hiện nay được sử dụng trên thị trường với số lượng khá lớn nhưng chỉ được xử lý theo phương pháp truyển thống là thiêu hủy Tuy nhiên quá trình thiêu hủy chỉ phân hủy được khoảng 5 % lượng rác thải, dư lượng còn lại với khả năng tiêu hủy rất lâu vẫn sẽ gây nhiều tác động xấu đối với môi trường

Ư TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGH TÁI CH CHẤT THẢI FRP 1.1 ệ c hả ở ước a h ện nay

Lượng rác thải nước ta tại các đô thị các khu công nghiệp xây dựng ngày càng tăng, tính trung bình mỗi năm tăng % tỷ lệ tăng cao các đô thị đang có xu hướng

m rộng phát triển mạnh về quy mô lẫn dân số và các khu công nghiệp

Dự báo tổng lượng rác thải đô thị đến năm 2 2 khoảng gần 20 triệu tấn /năm như vậy với lượng gia tăng rác thải như trên th nguy cơ ô nhiểm môi trường và tác động đến sức khỏe cộng động do chất thải rắn gây ra đang tr thành những vấn đề cấp bách của công tác bảo vệ môi trường nước ta

Tái chế cơ h c là phương pháp đơn giản và được chứng minh về kỹ thuật, nhưng

nó có nhiều hạn chế ao gồm nguy cơ an toàn liên quan đến tái chế cơ h c và giá thành thành phẩm thấp

Tính an toàn là mối quan tâm nghiêm túc khi nghiền chất thải FRP, và vấn đề an toàn chủ yếu là hỏa hoạn M i loại vật liệu nghiền đều tăng diện tích tiếp xúc với không khí hất thải FRP tr nên d cháy hơn khi ngiền nhỏ Vấn đề này dựa trên dữ liệu là vật liệu FRP lưu hóa nhiệt độ trong phòng thường chứa lượng chất xúc tác vượt mức quy định Lượng xúc tác này được giải phóng trong quá tr nh nghiền, có thể

phản ứng với polymer tạo nên nhiệt và nguy cơ bốc cháy ất cứ hệ thống thiết bị nào được thiết kế để nghiền chất thải FRP cần tính đến vấn đề an toàn này

Vấn đề thứ hai của tái chế cơ h c là giá trị thành phẩm thấp ác mảnh vụn sau khi nghiền phải cạnh tranh với vật liệu gia cường ban đầu chẳng hạn như sợi thủy tinh Vật liệu tái chế có thể không đắc hơn vật liệu ban đầu, nhưng giá trị gia cường cũng kém hơn Sự biến động của đ c tính sức bền của vật liệu tái chế làm giảm giá trị của chúng đối với nhà sản xuất

ác hạt FRP có kích thước lớn hơn 75 μm sẽ phải cạnh tranh với chất độn khoáng Nhược điểm chính của sản phẩm tái chế dưới dạng bột này là tính chất hóa

h c mâu thuẫn với vật liệu nền c biệt sản phẩm FRP chứa lượng chất xúc tác và chất xúc tiến biến thiên iều này sẽ dẫn đến khó khăn nếu vật liệu này được thêm vào một hỗn hợp nhựa d bị tác động b i các hóa chất này xúc tác và xúc tiến – (chẳng hạn như sự lưu hóa sớm của nhựa trong thùng chứa hỗn hợp) Ngoài ra không thể đưa vào chất độn tái chế các chất độn khoáng có thể cung cấp tính chậm cháy và một số tính điều khiển khác ác chất độn khoáng cũng cung cấp tính điều khiển chất lượng và làm tăng rất ít chi phí chế tạo FRP

ó thể có một vài trường hợp chất thải FRP xử l cơ h c được sử dụng một cách kinh tế

1.2.2 Giải pháp ốt cháy

Một số tài liệu xem việc đốt cháy chất thải FRP là một phương pháp tái chế Sự thiêu kết có được thừa nhận như là một phương pháp tái chế hay không đến nay vẫn là điều gây tranh cãi Sự đốt cháy thu hồi lượng năng lượng của vật liệu thải, trong khi việc chôn lấp th không Sự ô nhi m không khí từ đốt chất thải là hạn chế của phương pháp này Hàm lượng sợi của vật liệu vẫn tồn tại, tr thành chất thải nguy hiểm tiềm năng tùy thuộc vào kết quả phân tích tro Một số chất xúc tác, xúc tiến chứa kim loại như cobalt Phương pháp đốt tận dụng sợi thủy tinh sẽ là nhiên liệu của lò nung xi măng Trong trường hợp này vật liệu polymer sẽ cung cấp năng lượng cần thiết để tạo nên ximăng Portland, và sợi thủy tinh sẽ bổ sung silic cho hỗn hợp ang có sự tranh cãi gay gắt về ảnh hư ng đến môi trường do sử dụng lò nung xi măng như một chiến lược xử l chất thải

Phương pháp này phát triển nhất Nhật ản nơi mà xử l bằng chôn lấp đắt hơn nhiều so với Mỹ o hầu hết các sản phẩm FRP có tỉ lệ nhựa sợi thấp, sự thu hồi năng lượng từ phương pháp này chưa thuyết phục

1.2.3 Giải pháp nhiệt phân

Tái chế chất thải FRP bằng nhiệt, cũng được g i là nhiệt phân, liên quan đến sự nung nóng vật liệu trong khí trơ để phục hồi vật liệu polymer như một sản phẩm dầu

mỏ Khí trơ không cho phép cháy, v vậy sự ô nhi m không khí thấp hơn phương pháp đốt cháy

Sợi cũng có thể được thu hồi bằng phương pháp nhiệt phân nhưng ứng suất nhiệt

sẽ tạo nên khuyết tật bề m t làm giảm sức bền của sợi thu hồi ầu thu hồi có thể được

sử dụng như nhiên liệu ho c có thể được l c để tái tạo nguyên liệu nhựa Một số nghiên cứu cho thấy quá tr nh nhiệt phân có thể tự lực về nhiệt, ngh a là sản phẩm khí

từ nhiệt phân có thể được dùng để cung cấp lượng nhiệt cần thiết để phục hồi sản phẩm dầu Sản phẩm dầu cho thấy có tổng giá trị calori tương đối cao, khoảng % giống xăng và 6 % giống dầu ộ Năng lượng Mỹ đã tài trợ cho nghiên cứu l c dầu nhiệt phân để tăng giá trị

Trong l nh vực composite công nghệ này phù hợp nhất đối với các sản phẩm sợi cacbon do vật liệu sợi cacbon thu hồi có giá trị cao

Nhiệt phân là công nghệ tiên tiến trong tương lai Nhiều rào cản kỹ thuật và kinh

tế cần được tháo gỡ trước khi nó tr thành trào lưu chủ đạo ũng như đa số các công nghệ, nhiệt phân phải tự chứng minh rằng trong l nh vực nào lợi nhuận thu được là cao nhất, trong l nh vực nào khối lượng vật liệu được xử l sẽ đủ lớn để biện minh cho vốn đầu tư xây dựng nhà máy V những nhân tố này, việc tái chế chất thải FRP không phải

là một thí nghiệm khoa h c về nhiệt phân Minnesota Nếu công nghệ tiếp tục cải tiến, nhiệt phân có thể tr thành một phương pháp tái chế chất thải FRP tiềm năng khi

so với các loại tái chế chất dẻo khác

1.2.4 Giải pháp hóa h c

Phương pháp tái chế này sử dụng hóa chất để tách nhựa khỏi sợi Khi sử dụng phương pháp hóa h c sợi giữ lại được hầu hết sức bền nguyên thủy của chúng do không chịu ứng suất nhiệt như phương pháp nhiệt phân Tuy nhiên phương pháp này yêu cầu phải nghiền chất thải thành hạt dẫn đến giảm chiều dài sợi, và còn sử dụng nhiều dung môi tiềm ẩn nguy hiểm Tương tự phương pháp nhiệt phân, nhà máy tái chế theo phương pháp hóa h c cần tập trung vốn iều này cộng với sự phân tán, số lượng chất thải FRP Minnesota không nhiều, làm cho công nghệ mới mẻ này thiếu sức thu hút

1.3 ì h hì h ch chấ hả ắ v ước

1.3.1 Tái ch chất thải rắn t i các làng ngh

ông nghệ tái chế chất thải hiện nay tại các làng nghề hầu hết là cũ và lạc hậu,

b i v có cơ s hạ tầng yếu kém, cùng với quy mô sản xuất nhỏ dẫn đến t nh trạng gây

ô nhi m môi trường nghiêm tr ng một số nơi ó một số làng nghề tái chế hiện nay đều đang g p nhiều vấn đề môi trường bức xúc như xã Minh Khai (Hưng ên), xã hỉ

ạo (Hưng ên), làng nghề sản xuất giấy xã ương Ổ ( ắc Ninh),… Nh n chung thì

có thể thấy rằng hoạt động tái chế chất thải Việt Nam không được quản l một cách

có hệ thống mà nó chủ yếu do các cơ s tư nhân thực hiện một cách tự phát

1.3.2 ch chấ hả ắ c c d a h h ệ

Tái chế nhựa hiện cũng đang là một ngành tiềm năng nước ta Hiện nay, Việt Nam có đến khoảng hơn 2 2 các doanh nghiệp sản xuất các sản phẩm nhựa, với khoảng 8 -9 % nguồn nguyên liệu đều phải nhập khẩu trong khi mà tốc độ phát triển của ngành này là từ khoảng 5 đến 2 % mỗi năm Tuy nhiên, hiện nay, th việc tái chế nhựa qui mô công nghiệp hiện nay th chưa được thực sự đầu tư quan tâm phát triển

ác cơ s tái chế nhựa chủ yếu Việt Nam hiện nay là cơ s qui mô hộ gia đ nh, được tập trung các làng nghề với công nghệ thủ công, lạc hậu v thế gây nên hiện tượng ô nhiêm môi trường nghiêm tr ng như các làng nghề ông Mẫu, xã ên ồng, huyện ên Lạc, tỉnh V nh Phúc ả làng có đến khoảng hơn cơ s tái chế nhựa và hàng chục hộ thu mua phế thải nhựa cung cấp cho các cơ s tái chế Mỗi tháng, những làng nghề này tái chế khoảng 5 -2 tấn nhựa

Ngoài ra, giấy cũng là vật liệu có thể tái chế tuy nhiên Việt Nam, tỉ lệ giấy đã

sử dụng thu hồi được so với tổng lượng giấy tiêu dùng chỉ tầm mức khoảng 25%, lượng này rất thấp so với các nước trong khu vực b i v nhiều các l do: công nghệ, chi phí, cách hợp thức hóa trong chi phí sản xuất đối với việc mua giấy loại thu gom trong nước phức tạp, khiến công tác thu hồi giấy trong nước không có tiến triển

1.3.3 h cơ ở v FRP

ác sản phẩm nhựa gia cường cốt sợi thủy tinh (FRP) là loại vật liệu bao gồm sợi gia cường được bao phủ b i một nền polymer Nền polymer được sử dụng dưới dạng nhựa lỏng và được lưu hóa để biến thành chất rắn Vật liệu gia cường tiêu biểu là sợi thủy tinh, nhưng cũng có thể là các loại khác như aramid (Kevlar) ho c sợi carbon Hàm lượng sợi của các loại vật liệu FRP này nằm trong phạm vi từ 5% đến 6 % về

m t khối lượng

ó thể sử dụng nhiều phương pháp để sản xuất các sản phẩm FRP, bao gồm phương pháp trát lớp bằng tay, phương pháp sử dụng súng phun, phương pháp cấp liệu trong khuôn kín và phương pháp đúc áp lực a số các nhà sản xuất Minnesota sử dụng phương pháp bằng tay, phương pháp súng phun ho c phương pháp đúc áp lực

úc áp lực được sử dụng chủ yếu các nhà máy sản xuất hàng loạt, như các xư ng ô

tô

hất thải rắn được tạo nên b i tất cả các phương pháp chế tạo nêu trên hất thải rắn chủ yếu dạng hạt, ba via, ho c các phần bất kỳ nào đó Hiện nay các chất thải

này được xử l bằng cách chôn lấp

1.3.4 ộ cơ húc ẩy cho việc tái ch FRP

Khảo sát được thực hiện b i MnT P cho thấy các nhà chế tạo FRP rất quan tâm đến việc tái chế chất thải này ó hai dạng chi phí để xử l chất thải FRP: chi phí

để vứt bỏ và “chi phí cơ hội” hi phí để vứt bỏ là điều m i người thường ngh đến khi

đề cập đến chủ đề xử l chất thải hi phí vứt bỏ bao gồm chi phí vận chuyển và chi phí chôn lấp hi phí cơ hội là chi phí được sử dụng để biến chất thải thành sản phẩm

có thể sử dụng được ơ hội thu lợi nhuận bị mất đi mỗi lần chất thải bị vứt bỏ

MnT P khẳng định việc giảm chất thải là cách tốt nhất để xử l chất thải o việc giảm chất thải sẽ giảm cả chi phí vứt bỏ và chi phí cơ hội, dẫn đến lợi nhuận kinh

FRP là viết tắt của tiếng Anh: Fibeglass Reinfored Plastic

Fibeglass Reinfored Plastic có ngh a là: Nhựa cốt sợi thủy tinh FRP còn là tên

g i

khác của vật liệu composite đi từ nền là nhựa

FRP LINING là viết tắt của: Fibeglass Reinfored Platic Lining có ngh a là: c nhựa cốt sợi thủy tinh hay thường g i là B C COMPOSITE (Phủ composite, b c FRP ) c composite (b c FRP) là một giải pháp tuyệt vời cho chống ăn mòn dung dịch mà các loại nhựa khác như PV , PP, PE… không so sánh được

Trong FRP, nhựa sẽ đóng vai trò liên kết, sợi thủy tinh đóng vai trò vật liệu gia cường V vậy, FRP có tính năng cơ l (chịu nén, chịu uốn, chịu keo ) cao hơn bất kỳ một loại nhựa không có cốt liệu sợi thủy tinh ( như PV , PP, PE, S, )

FRP là dạng vật liệu mới được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp và dân dụng

Về cơ bản, vật liệu FRP bao gồm nhựa nhiệt cứng và sợi thủy tinh Sự kết hợp của nhựa và sợi thủy tinh, làm cho thành phần chính của các sản phẩm FRP Nhựa này mang lại khả năng chịu đựng về môi trường và hóa h c đối với sản phẩm và là chất kết dính cho sợi thủy tinh trong cấu trúc laminate Dựa vào các tình huống hóa h c và môi

trường (do khách hàng ho c người sử dụng cung cấp), một loại nhựa được ch n Nói

chung, Plasticon Composites xây dựng một sản phẩm FRP với ba lớp:

Rào cản ăn mòn: kháng hóa chất và chịu nhiệt độ

Kết cấu laminate: nhiệt độ kháng chiến

Lớp phủ ngoài: chịu được nhiệt độ và môi trường

Mỗi loại laminate có chức năng cụ thể của nó, vì vậy đối với mỗi loại laminate một loại nhựa khác nhau có thể được lựa ch n để tạo ra một sản phẩm Nói chung, Plasticon Composites hoạt động với ba loại nhựa (polyester, vinyl este ho c epoxy)

a Ư ể ổ ộ của b c c e vớ c c vậ l ệ v hươ h chố ă ò khác

- Khả năng chịu m i hóa chất của b c composite rất tốt, chịu được nồng độ cao của các axit, bazơ đậm đ c

- c composite có tính năng cơ l tuyệt vời b i có sự gia cường của sợi thủy tinh

- c composite ưu thế hơn với phương pháp b c bể hay ghép bể bằng PVC, PE,

PP b i b c composite không có đường hàn, nên tránh được rò rỉ tại đường hàn

- Sửa chữa đơn giản: ho phép hàn đắp các lớp b c compsoite sửa chữa ngay tại hiện trường

- ho phép thi công b c composite ngay tại công tr nh

- c composite cho phép thi công ngay cả với các sản phẩm yêu cầu có bề m t phức tạp

dụng Bên cạnh tiêu chuẩn của các tổ chức độc lập, chúng tôi duy trì tiêu chuẩn Plasticon Composites riêng

c Sản phẩm FRP

Phần lớn các sản phẩm FRP, chẳng hạn như bồn chứa, hệ thống ống, ống khói, hệ thống đường ống và các đầu phun đều có dạng hình trụ Tuy nhiên lợi ích của

việc làm việc với FRP là khả năng vô tận về độ dày, khả năng kết hợp với các vật liệu

khác, hỗn hợp vật liệu, và do đó nhẹ, với bề m t nhẵn và có tính cách nhiệt tốt FRP cũng có thể được sử dụng cho các ứng dụng không hình trụ

Các sản phẩm FRP rất l tư ng cho việc lắp đ t tại chỗ

Fiberglass Reinforced Plastics, FRP, là một sự lựa ch n tuyệt vời của vật liệu

để xây dựng các bồn chứa hóa h c, hệ thống đường ống, thiết bị và các loại thiết bị công nghiệp chế biến Các tính chất vật liệu FRP đánh bại nhiều vật liệu thông thường, chẳng hạn như thép khi nói đến tính kháng hóa chất và ăn mòn Ít bảo dưỡng và thời gian sử dụng lâu, đó là những thiết bị FRP được thiết kế tốt

1.4.1 Sợi thủy tinh

Sợi thủy tinh được sử dụng để nâng cao độ bền cơ h c, khả năng chống hư hỏng

từ bên ngoài và để duy trì hình dạng cố định Sợi thủy tinh có nhiều hình dạng : thảm, roving, sợi nhỏ, kính veil và dải Plasticon Composites ch n thành phần chính xác của sợi thủy tinh dựa trên công trình và có thể ứng dụng, làm việc và ép lớp vật liệu này vào các sản phẩm được bảo đảm với độ bền cơ h c cao nhất

Sợi thủy tinh được sử dụng để truyền tải độ cứng và độ cứng của cấu trúc đối với vật liệu composite Dịch vụ hóa h c có thể ảnh hư ng đến việc lựa ch n vật liệu che

m t cho các bề m t tiếp xúc và loại kính dùng để làm súng và thảm được sử dụng trong các lớp bên trong gần bề m t Các tiêu chuẩn công nghiệp, quy trình dự án, quy trình chế tạo và kỹ thuật ứng dụng thường chỉ ra cách thiết kế ho c hình thức gia cố Vật liệu gia cố được làm từ một loại sợi thủy tinh phù hợp có bề m t tương thích với nhựa được sử dụng để thúc đẩy chất ướt, để kiểm soát độ bám dính và để đạt được tính ổn định giao diện Các tiêu chuẩn này phải phù hợp với tiêu chuẩn thích hợp nếu phù hợp ho c là đối tượng của thỏa thuận giữa người mua và nhà sản xuất

1.4.2 c l ợ hủ h

Thủy tinh là vật liệu vô định h nh gồm silica (SiO2) nằm trên mạch chính với các thành phần oxit khác nhau sẽ tạo ra các tính chất khác nhau, trong đó có ba loại phổ biến nhất là loại E, S và Sợi E khi yêu cầu về tính cách điện và độ bền, là loại sợi thông dụng nhất, được cắt ngắn gia cường nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật, gia cường cho nền nhựa polyester và vinyl ester trong ngành ô tô, xây dựng, tàu thuyền,…Sợi S đ c trưng

b i độ bền cao hơn sợi E khoảng % và duy tr tính chất nhiệt độ cao Sợi S sử dụng trong sản phẩm composite chất lượng cao Sợi (kháng ăn mòn) được sử dụng trong môi trường ăn mòn v khả năng ổn định hóa chất của thành phần đa vôi silicate

Bảng 1 1 Các lo i sợi thủy tinh trong nghành composite

ộ ẩm làm giảm độ bền thủy tinh Nhiệt độ càng tăng, độ bền sợi thủy tinh càng giảm

và sợi E giảm nhiều hơn sợi S, nhưng mođun cả sợi E và sợi S lại giảm như nhau ơ tính giảm là do sự sắp xếp lại trật tự phân tử theo khuynh hướng ít bị nén hơn nên sợi dẻo dai hơn

a í h chấ ợ hủ h

Bảng 1 2 Các lo i sợi thủy tinh

84.7 88.2

Sợi thủy tinh rất d gãy và trầy xướt khi gia công, đ c biệt khi dệt o đó, người

ta sử dụng hóa chất (sizing) phủ lên bề m t sợi nhằm bảo vệ sợi trong quá tr nh vận chuyển, thao tác cũng như giữ các sợi riêng rẽ với nhau

Hóa chất phủ (sizing) chỉ mang tính chất tạm thời, sau đó nó bị loại đi và thay thế chất finish Tuy nhiên, đôi khi chất sizing cũng có vai trò chất finish hất finish sẽ cải thiện tính tương hợp giữa sợi và nhựa hất finish thông thường là poly vinyl acetate được biến tính với phức crom clorua và/ ho c các chất liên diện silane hữu

Chất liêụ diện ảnh hư ng đến cơ tính composite như độ bền kéo, dẻo dai và bền nén Do sợi thủy tinh ít hút ẩm nên nếu liên kết sợi – nhựa tốt sẽ cải thiện cơ tính composite cả trong môi trường bất lợi o đó, ch n loại sợi thủy tinh và hóa chất finish rất quan tr ng Ví dụ như trong công nghệ pultrusion và quay quấn (filament winding), sợi phải d thấm ướt, đồng nhất

ặc í h ỹ h ậ của vậ l ệu FRP

Vật liệu FRP là vật liệu composite gồm nhựa polyester không no , tỉ lệ tr ng lượng nhựa trong thành phần vật liệu từ 50% đến 70%, Vật liệu này thuộc nhóm nhiệt hóa (thermoset) M i phản ứng xảy ra trong môi trường tự nhiên, nhiệt độ bình thường Thời gian đong cứng vật liệu có thể sau 5 phút, 1 giờ ho c lâu hơn tùy thuộc vào yêu cầu người chế tạo Khác vật liệu nhựa làm đồ gia dụng, FRP hơn năm tuổi

th vẫn giữ được đ t tính cơ h c tốt xấp xỉ lúc mới đúc

Giới hạn bền của vật liệu FRP thấp hơn thép ( bằng 50%-60% giới hạn bền của thép đóng tàu và giới hạn bền của thép đóng 22 kG/ ) Xét khối lượng vật tư cùng kích cỡ và tính năng th khối lượng nhỏ hơn nhiều so với thép mà giới hạn bền nhỏ hơn không quá nhiều so với các loại vật liệu khác mà điển hình đây là thép Tính chất này cho phép giảm khối lượng cho sản phẩm mà cơ tính lại tốt không kém Vật liệu FRP ra đời dã 5 năm và được ứng dụng nhiều trong các l nh vực khác nhau Từ thực tế cho thấy vật liệu FRP đã t m được chỗ đứng tốt trong nhiều nghành công nghiệp hiện nay, nên được sử dụng ngày càng rộng rải phổ biến trên thế giới và

cả trong nước

Ư 2 Ở LÝ THUY T CỦA QUÁ TRÌNH P, NGHIỀN VÀ

Ư Ê ỨU KHOA HỌC

2 1 ục ích v ý h a của q ì h ậ h n

ập và nghiền là quá trình làm giảm kích thước của vật liệu, khoán sản Quá

trình này dùng tác dụng của ngoại lực để phá vỡ những cục vật liệu lớn thành

những cục nhỏ

Về nguyên l đập và nghiền th không khác nhau nhưng người ta quy ước đập là

quá trình cho ra sản phẩm lớn hơn nghiền ập và nghiền là một khâu qan tr ng

trong quá trình tuyển khoáng, công nghiệp hóa chất, vật liệu xây dựng

ơ cấu tạo lực của máy đập dịch lại gần nhau gây ra lực ép lên cục khoáng sản

làm nó vỡ ra c điểm của phương pháp này là lực tác dụng tăng lên đều đ n và

tạo được lực mạnh Vì vậy thường dùng để đập vật liệu tương đối cứng

2.2.2 hươ h phá vỡ vật liệu bằng Cắt, chẻ, bẻ

Hình 2 2 Phương pháp phá vỡ vật liệu bằng cắt ,chẻ,bẻ

ơ cấu tạo lực có dạng răng nh n, lực tác dụng tập trung, gây ra rạn nứt cục bộ

do đó phương pháp này thường dùng để đập các loại vậy liệu dòn

2.2.3 hươ h h vỡ vật liệu bằng xi t

Hình 2 3 Phương pháp phá vỡ vật liệu bằng lực xiết

Bề m t cơ cấu tạo lực của máy xiết lên bề m t của cục vật liệu làm lớp bên trong của nó bị biến dạng trượt khi ứng suất tiếp tuyến vượt quá giới hạn bền thì cục vật liệu sẽ vỡ ra

2.2.4 hươ h h vỡ vật liệu bằng ập

Hình 2 4 Phương pháp phá vỡ vật liệu bằng đập

phương pháp này lực tác dụng là lực va đập Khác với phương pháp kể trên, lực

va đập mang tính hất tải tr ng động và tác dụng định kỳ Lực làm vỡ cục vật liệu cũng không ngoài lực ép, cắt, xiết chỉ khác chỗ là lực mang tải tr ng động nên thường được g i là lực ép động, cắt động, xiết động

Công nghiền đập không chỉ phụ thuộc vào ngoại lực tác dụng, kết cấu máy và các

cơ cấu truyền động mà còn phụ thuộc vào cơ l tính của vật liệu đem nghiền như độ cứng độ ẩm, khả năng kết dính,

ông đập nghiền dùng để khắc phục các lực liên kết giữa các phần tử của vật liệu đem nghiền, các lực ma sát giữa các vật liệu rời với nhau, giữa các vật liệu với các cơ cấu đập nghiền và ma sát của các bộ phận chuyển động trong máy

;

d - kích thước lỗ lưới vuông vừa đủ để toàn bộ sản phẩm đập có thể l t qua, mm

f - hệ số điều chỉnh phản ánh ảnh hư ng của hình dạng lỗ lưới, bằng tổng số

chiều rộng và chiều dày của cục vật liệu lấy từ : 1,7 (cục có h nh thù cân đối ) - 3,3 ( đối với cực dẹt )

Nếu không tiến hành sàng vật liệu trước và sau khi đập thì có thể tính mức đập theo công thức : ;

Trong đó :

B - chiều rộng miệng cấp khoáng của máy đập, mm

b - chiều rộng miệng tháo khoáng của máy đập, mm

Trị số 0,85B là chiều rộng có hiệu quả của miếng cấp khoáng máy đập ối với máy đập nón để đập vừa và nhỏ, b lấy bằng chiều rộng vùng song song, còn đối với các máy đập khác thì lấy bằng chiều rộng của miệng tháo khoáng

Nhiều trường hợp các sản phẩm đập và nghiền có đường kính cục lớn là bằng nhau , nhưng có đường đ c tính độ hạt khác nhau do đó muốn xác định mức đập một các chính xác phải tính theo đường kính trung b nh để nó phàn ánh được ảnh hư ng của thành phần độ hạt của cả khối vật liệu :

; Trong đó :

- đường kính trung bình của vật liệu trước khi đập, mm

- kích thước lỗ lưới mà t % sản phẩm sau khi đập có thể l t qua, mm

đối với quá trình nghiền lấy t=95%

Mức đập (nghiền )chung bằng tích số các mức đập( nghiền) riêng :

; Trong đó :

- kích thước cục lớn nhất trong khoáng sản nguyên khai

- kích thước cục lớn nhất trong sản phẩm của giai đoạn đập thứ nhất , cũng chính là trong cấp liệu của giai đoạn thứ 2

- kích thước cục lớn nhất trong sản phẩm của giai đoạn đập thứ nhất n-1 , cũng chính là trong cấp liệu của giai đoạn thứ n

d - kích thước cục lớn nhất trong sản phẩm của giai đoạn đập thứ nhất n ,

cũng chính là trong cấp liệu của giai đoạn cuối cùng

Nếu mức đập (nghiền ) các giai đoạn đều bằng nhau và bằng thì mức đập

nghiền chung là : i =

n - số giai đoạn đập nghiền

Trong một máy nghiền không thể nhận được một mức độ nghiền lớn, vì vậy

người ta thường đ c các máy nghiền làm việc nối tiếp nhau

Máy nghiền có thê làm việc theo chu trình kín hay h , trong chu trình h vật liệu

đi qua máy nghiền 1 lần khi đó sản phẩm cuối cùng luôn có nhưng vậy liệu vược quá kích thước đã ch n Trong chu trình kín các sản phẩm cuối cùng được phân

loại các mẫu sản phẩm kích thước lớn hơn được đưa tr lại máy nghiền

2 2 ă lượng nghi n

Năng liệu nghiền vật liệu phụ thuộc vào yếu tố, kích thước, hình dáng, sự phô

bố sắp đ t của hạt trong mạng tinh thể, độ bền, độ giòn, sự tống nhất của vật liệu, độ

ẩm, hình dạng và trạng thái bề m t làm việc của máy nghiền Do vậy việc xác lập quan hệ giữa năng lượng để nghiền và các tính chất cơ l của vật liệu nghiền rất khó khăn

2.4 Hiện nay t n t i 3 giả thuy ược c l nh luật nghi n

2.4.1 Thuy t b mặt của P.R.V.RITING

Thuyết bề m t P R V Ritingơ nêu ra với nội dung: công dùng cho quá trình nghiền tỉ lệ thuận với bề m t tạo thành của vật liệu đem đập nghiền

Gỉả thuyết rằng cục vật liệu đem nghiền có hình lập phương có kích thước ban đầu la D, sau khi nghiền nhỏ vẫn có hình lập phương với kích thước d (H2.7 )

Trong quá trình nghiền không có hao tổn dạng bụi nhỏ Nếu tỉ số là mức độ nghiền ( theo kích thước dài ) thì số cục sản phẩm z thi được tỉ lệ bậc 3 với mức độ nghiền : z

Vậy : (2.1)

Bề m t 1 cục vật liệu trước khi nghiền có kích thước D là : (2.2)

Tổng bề m t các sản phẩm sau khi nghiền từ 1 cục liệu ban đầu là :

Trong thực tế vật liệu đem nghiền và sản phẩm sau khi nghiền có hình dáng bất

kỳ, m c khác công không chỉ dùng để phá vỡ vật liệu để tạo ra bề m t mới mà còn dùng làm biến dạng vật liệu trước khi nghiền vỡ Vì vậy trong công thức tính công nghiền cần đưa thêm hệ số k :

F = (2.5)

Hình 2.5

Trong đó : K hệ số phụ thuộc vào hình dáng vật liệu tính chất vật liệu và phương

pháp nghiền k thường được lấy bằng thực nghiệm, giá trị của K= 1,2-1,7

2.4.2 Thuy t thể tích của V.N KIAPICHEP

Thuyết thể tích do V NKiapichep đề ra và được kiểm tra bằng thực nghiệm

với nội dung sau :

Nếu tạc dụng 1 lực P lên tiết diện S của một cục vật liệu hình khối chữ nhật (H2.8) theo hướng của một cạnh vật liệu là x thì cục vật liệu bị biến dạng một đoạn Quan

hệ giữa lực tác dụng và sự biến dạng được biểu thị bằng biểu thức và được

mô tả bằng đồ thị ( Hình: 2.8a)

ưới tác dụng của lực P, ứng với 1 vi phân biến dạng là d( ta tốn 1 vi phân công

là dA, có ngh a là vi phân công này bằng tích số các lực tác dụng với đoạn vi phân biến dạng d( Vậy công tiêu chung từ ban đầu chưa biến dạng ( ) tới khi đạt biến dạng lớn nhất làm vật đem nghiền bị phá vỡ ( Qua quá trình thực nghiệm ta có được các công thức sau :

ta có : A = V (2.10 )

o đó : = chính là công làm biến dạng một đơn vị thể tích của vật liệu trước khi bị nghiền vỡ Nếu ta hai khối vật liệu cùng loại nào đó có thể tích và thì tốn công sẽ là

Hình 2.6

và :

Từ công thức (2.10) ta có thể viết :

; ; Với cùng một mức độ nghiền một lần theo thể tích là thì sau những lần nghiền phá vỡ cục vật liệu có kích thước ta thu được z cục vật liệu nhỏ có kích thước d Quan hệ giữa z và được xác định bằng biểu thức :

 3.lgi = n.lg  n=

Như vậy ứng với một lần nghiền thì tốn 1 công, vậy ứng với n lần nghiền để nghiền nhỏ vậy liệu từ kích thước đến kích thước d yêu cầu ta phải tốn 1 công chung là : ; (2.17)

Tổng bề m t tạo ra sau n lần nghiền là :

:

Ứng với năng suất của máy nghiền là G (kg/h) khối lượng riêng của vật liệu

là

và kích thước trung bình của vật liệu là th năng suất tính theo số cục vật liệu đem nghiền

sẽ là : Công nghiền cần thiết trong 1h :

;

; Ncm Công suất nghiền có thể kể đến hiệu suất chung va được tính như sau:

N = 4.1

, KW ; Với :

N = 13,7

KW ;

2.4.3 Thuy t thể tích và b mặt của P.AREBINDE

Theo thuyết này công nghiền gồm công làm biến dạng vật liệu và công tạo ra bề

m t mới :

; (2.25) Trong đó : k- hệ số tỷ lệ đ c trưng cho vật liệu đem nghiền

Công nghiền tỷ lệ với trug bình nhân giữa thể tích (V) và bề m t (f) của vật liệu đem nghiền :

A = √ (2.26)

Với vật liệu có hình dáng bất kỳ ta đều có : v = ; F = ;

Công nghiền được xác định bằng công thức :

Nếy ta thay bằng mức độ nghiền chung theo công thức : i = D/d =

Hiện nay việc nghiền vật liệu bằng các phương pháp sau :

- Nghiền cơ khí: ưới tác dụng của các chi tiết di động của máy nghiền làm cục vật liệu bị phá vỡ

- Nghiền nổ: các cục vật liệu b phá hủy theo các vết nứt nhờ sự giảm áp lực khí hơi hay nhờ tác dụng của thuốc nổ dưới sự ảnh hư ng của sự pgodng tia lửa điện trong nước ( hiệu ứng thủy lực điện )

Nghiền nhiệt điện mẫu được phá hủy nhờ nung nóng cục bộ bằng dòng điện cao tần

2.5.2 Các lo i máy nghi n trong công nghiệp

Các loại máy nghiền dùng trong công nghiệp chủ yếu các máy nghiền kiểu cơ khí tùy theo cơ cấu và phạm vi sử dụng có thể chia ra những loại sau :

2.5.2.1 Máy nghi n má

Hình 2 5 Sơ đồ máy nghiền má

Nguyên lý phá vỡ nhờ vào va đập giữa má động và má t nh ( đôi khi 2 má đều chuyển động ) má động có thể chuyển động đơn giản hay phức tạp, vật liệu phá hủy

bằng va đập ho c chà xát Máy nghiền má được dùng nhiều nhất trong các công trường xây dựng cơ bản,

nhà máy sản xuất xi măng hầm mỏ dùng để dập sơ bộ và trung bình

a Công dụng

Máy nghiền má hay còn được g i là máy nghiền nhai hay máy đập hàm được dùng nhiều nhất để nghiền sơ bộ và trung bình các vậy liệu cứng, dòn Máy có  Ưu điểm :

- Lực đập mạnh nên có thể phá vỡ nhiều vật liệu có độ cứng cao

- Kết cấu đơn dản, bảo quản đơn giản và sử dụng d dàng

- Cửa vào vật liệu rộng năng suất tương đối cao

b K t cấu máy nghi n má

Máy nghiền má với má chyển động lắc đơn giản: kết cấu gồm có má động lắp trên trục cố định khi đập má động chuyển động lắc đơn giản quanh trục Loại máy này thích hợp nghiền các vật liệu lớn, mức nghiền i = 4 6 Nhược điểm của nó là vật liệu nghiền ra dập và nát vụn nhiều

Máy dập hàm lắc phức tạp: phần trên của má động lắc trực tiếp vào trục lệch tâm khi trục quay th má động khi chỉ thực hiện chuyển động lắc ra vào mà còn được kéo lên hạ xuống