Nghiệm thu đề tài "Nghiên cứu kỹ thuật sản xuất và sử dụng phụ gia trợ nghiền nguyên liệu gạch ốp lát Ceramic - giảm năng lượng sấy phun"

Thứ hai, 13/03/2006 00:00

Ngày 03-3-2006 Hội đồng KHCN chuyên ngành Bộ Xây dựng đã tiến hành nghiệm thu đề tài "Nghiên cứu kỹ thuật sản xuất và sử dụng phụ gia trợ nghiền nguyên liệu gạch ốp lát Ceramic-giảm năng lượng sấy phun" do KS Ngô Trung Dũng và KS Phạm Ngọc San - Công ty Cổ phần Tư vấn Viglacera chủ trì thực hiện.

Trong những năm gần đây, lĩnh vực sản xuất gạch ốp lát ceramic đã phát triển mạnh mẽ: Năm 2000 cả nước đã có trên 30 cơ sở sản xuất với công suất thiết kế là 66,5 triệu m2/năm. Đến nay tổng sản lượng tính theo công suất thiết kế của các nhà máy trên cả nước đã lên tới hơn 120 triệu m2/năm.
Đáp ứng cho sản lượng trên cần phải gia công một khối lượng lớn trên 1.400.000 tấn nguyên liệu, hầu hết các nguyên liệu này đều được gia công theo phương pháp nghiền ướt trong các máy nghiền bi để trở thành hồ lỏng có độ ẩm từ 34 - 35%. Sau khi đạt độ mịn cần thiết hồ được chuyển sang máy sấy phun. Tại đây lượng nước chứa trong hồ sẽ được loại bỏ từ 34-35% xuống còn 5 -6%, hồ lỏng được chuyển thành dạng bột và được sử dụng để cấp cho máy ép tạo hình sản phẩm mộc.
Việc duy hồ lỏng ở dạng đồng nhất và có các chỉ số như độ mịn, tỉ trọng, độ nhớt hay còn gọi là độ linh động của hồ theo yêu cầu của sản xuất là hết sức quan trọng, nó đảm bảo cho hoạt động của toàn nhà máy và liên quan trực tiếp đến chất lượng của sản phẩm. Ví dụ khi hồ không đồng nhất, các hạt sét sa lắng sẽ làm giảm hiệu quả của máy sấy phun và chất lượng bột ép không đảm bảo.
Thông thường để chống sự sa lắng của hồ thì phải nghiền thật mịn hoặc pha loãng hồ ra bằng cách sử dụng nhiều nước và khuấy liên tục. Tuy nhiên đây là cách không thể áp dụng vào trong thực tế sản xuất bởi các lý do kinh tế và kỹ thuật như: Lượng nước nhiều sẽ làm giảm hiệu quả của máy nghiền, phải tăng dung tích bể chứa, làm tốn năng lượng và giảm hiệu quả của sấy phun.
Để giải quyết vấn đề này, hiện nay các cơ sở sản xuất ceramic đều sử dụng một loại phụ gia điện giải nhập khẩu từ nước ngoài có tên Sodium tripoly photphat Na¬5P3O10 viết tắt là STPP. Đây là chất điện giải mạnh tuy nhiên có giá thành tương đối cao khoảng 11.000 đồng/kg.
Mục tiêu của đề tài là thay thế STPP nhập ngoại bằng Na2SiO3 sản xuất trong nước có giá thành rẻ đem lại hiệu quả kinh tế.
Nội dung của đề tài gồm 5 phần:
Phần 1: Đặt vấn đề
Việc nghiên cứu sử dụng chất điện giải khác có giá thành rẻ để thay thế STPP nhập ngoại là sự cần thiết nhằm tiết kiệm chi phí sản xuất ở các cơ sở gạch ốp lát.
Phần 2: Cơ chế tác động của chất điện giải
1. Giới thiệu chung: Đối tượng nghiên cứu được đề cập ở đây là muối silicat ở trạng thái phân tán trong môi trường lỏng. Các muối silicat được gọi là pha phân tán còn môi trường lỏng ở đây là nước H2O được gọi là môi trường phân tán.
2. Cơ chế tác động của chất điện giải
Khi bề mặt vật rắn nhúng vào trong chất lỏng sẽ xảy ra hiện tượng chất lỏng hấp phụ lên trên bề mặt vật rắn. Quá trình hấp phụ này có thể là hấp phụ vật lý hoặc hấp phụ hóa học. Quá trình hấp phụ này sẽ làm thay đổi tính chất bề mặt chất rắn.
3. Một số chất điện giải thường được sử dụng
- Sodium tripoly photphat Na5P3O10 viết tắt là STPP.
- Thuỷ tinh lỏng Na2SiO3
- Sođa Na2CO3
Phần 3: Thí nghiệm sử dụng phụ gia điện giải
1. Cơ sở để lựa chọn phụ gia
Căn cứ vào giá thành, khả năng điện giải, điều kiện cung cấp để lựa chọn phụ gia thử nghiệm thay thế STPP là thuỷ tinh lỏng Na2SiO3. Thuỷ tinh lỏng có giá thành rẻ 1.000 đồng/kg, có sẵn trong nước.
2. Thí nghiệm sử dụng phụ gia
- Khảo sát khả năng điện giải STPP
- Khảo sát khả năng điện giải của thuỷ tinh lỏng
- Khảo sát khả năng thay thế STPP bằng thuỷ tinh lỏng
Khi sử dụng hỗn hợp chất điện giải theo tỷ lệ 0,15% STPP và 0,35% Na2SiO3 là hợp lý nhất.
Phần 4: Kết quả áp dụng trong thực tiễn sản xuất
Kết quả thí nghiệm đã được các tác giả ứng dụng vào sản xuất tại Công ty Gạch ốp lát Hà Nội và Nhà máy Gạch ốp lát Hải Dương đã khẳng định mục tiêu của đề tài đặt ra.
Phần 5: Kết luận
Đề tài "Nghiên cứu kỹ thuật sản xuất và sử dụng phụ gia trợ nghiền nguyên liệu gạch ốp lát Ceramic - giảm năng lượng sấy phun" đã được triển khai cả 2 bước là lý thuyết và ứng dụng thực tế. Kết quả đánh giá sau quá trình sản xuất thử cho thấy việc sử dụng chất điện giải mới là thuỷ lỏng có công thức Na2SiO3 để thay thế STPP đã đạt được mục tiêu. Thuỷ tinh lỏng phù hợp với nhiều bài phối liệu, hồ liệu có độ linh động cao không sa lắng. Độ ẩm hồ giảm xuống còn 30 - 32%.
Thuỷ tinh lỏng là chất điện giải dễ kiếm, có sẵn trong nước. Việc sử dụng thuỷ tinh lỏng, một mặt có ý nghĩa tiết tiết kiệm chi phí sản xuất, đem lại hiệu quả to lớn cho các đơn vị sản xuất gạch ốp lát ceramic. Mặt khác lại tạo thêm việc làm cho người lao động khi xây dựng các cơ sở sản xuất thuỷ tinh lỏng.
Đề tài đã được Hội đồng KHCN chuyên ngành Bộ Xây dựng nghiệm thu và xếp loại khá.

Đào Tâm