Nghiền xỉ thép: Giải pháp nghiền tiên phong mới cho vật liệu xây dựng xanh

Sxỉ thép là chất thải công nghiệp từ quá trình chuyển đổi và sản xuất thép bằng lò hồ quang điện, chủ yếu bao gồm canxi silicat và canxi ferit.
Nó chiếm khoảng 14% sản lượng thép thô. Xỉ thép chứa khoảng 50% khoáng chất như tricalcium silicate (C3S) và dicalcium silicate (C2S), có đặc tính thủy lực.
Hiện nay, nghiền mịn xỉ thép làm phụ gia xi măng hoặc bê tông là một cách quan trọng để đạt được giá trị sử dụng cao. Tuy nhiên, do canxi ferit, pha RO và sắt kim loại, xỉ thép khó nghiền. Khi nghiền đến 400 m²/kg trở lên, máy nghiền bi truyền thống làm tăng đáng kể mức tiêu thụ năng lượng. Do đó, Trung Quốc đã và đang khám phá các công nghệ và thiết bị nghiền tiết kiệm năng lượng hơn.

Đặc tính nghiền của xỉ thép

Xỉ thép hình thành ở nhiệt độ cao (trên 1580°C), tại đó nó hấp thụ các tạp chất như FeO và MgO, tạo thành các tinh thể lớn. Phân tích thạch học cho thấy các thành phần khoáng chất chính trong xỉ thép là tricalcium silicat dạng tấm và dicalcium silicat hình cầu hoặc tròn. Tiếp theo là canxi ferit và pha RO. Tricalcium silicat có thể đạt kích thước tối đa là 1998 μm, với các hạt MgO trong tạp chất của nó dao động từ 142 đến 271 μm. Sắt kim loại trong xỉ thép chủ yếu xuất hiện dưới dạng tạp chất hình cầu, với kích thước điển hình là 100–300 μm và tối đa lên tới 3mm. Dicalcium silicat cũng có thể đạt kích thước hạt là 943 μm.

Qua các nghiên cứu so sánh về pha chịu lửa và tính chất kết dính của xỉ thép, người ta thấy rằng các thành phần chịu lửa trong xỉ thép là canxi aluminat và dung dịch rắn magiê sắt. Các pha này có phản ứng hydrat hóa thấp. Mặt khác, tricalcium silicat (C3S) và dicalcium silicat (C2S) trong xỉ thép có khả năng nghiền tốt hơn, tốt hơn một chút so với xỉ. Tuy nhiên, phản ứng hydrat hóa của chúng thấp hơn đáng kể so với xỉ. C3S và C2S trong xỉ thép đã hòa tan một lượng đáng kể các ion lạ.

Do đó, để kích hoạt tính chất xi măng thủy lực của C3S và C2S trong xỉ thép, xỉ phải được nghiền mịn đến độ mịn cao. Điều này sẽ gây ra sự biến dạng trong cấu trúc khoáng, giảm độ kết tinh và giảm năng lượng liên kết của các tinh thể khoáng. Kết quả là, khả năng phản ứng tăng lên, cho phép tỷ lệ kết hợp xỉ thép trong xi măng và bê tông cao hơn.

Công nghệ nghiền xỉ thép

Quá trình nghiền với máy nghiền bi là thiết bị nghiền cuối cùng

Các máy nghiền bi là một thiết bị truyền thống để nghiền vật liệu sau khi nghiền cơ học đơn giản. Với những tiến bộ liên tục trong công nghệ máy nghiền bi, giờ đây nó có khả năng nghiền các chất cứng, chẳng hạn như xỉ thép. Máy nghiền bi có khả năng thích ứng mạnh mẽ và tỷ lệ nghiền lớn. Chúng cho phép nghiền và sấy đồng thời. Cấu trúc đơn giản và bảo trì dễ dàng. Máy nghiền bi có khả năng bịt kín tốt, hoạt động ổn định và hiệu suất đáng tin cậy. Những đặc điểm này khiến chúng được ưa chuộng rộng rãi, đặc biệt là trong nghiền xi măng. Lịch sử của chúng gần như dài bằng chính ngành công nghiệp xi măng.

Máy nghiền bi cho phép điều chỉnh thông số kỹ thuật của vật liệu nghiền và vật liệu dựa trên đặc tính vật liệu. Điều này cho phép máy nghiền xỉ thép cứng. Tuy nhiên, nghiền bột xỉ thép có diện tích bề mặt riêng là 400 m²/kg tiêu thụ khoảng 100 kW·h/t. Mặc dù có nhiều ưu điểm, máy nghiền bi vẫn có những nhược điểm đáng kể. Máy có cấu hình đắt tiền, hao mòn nghiêm trọng, hiệu suất thấp và tiêu thụ năng lượng cao.

Đối với sản xuất xi măng, mức tiêu thụ năng lượng trên một tấn xi măng không dưới 70 kW·h, chỉ có khoảng 5% năng lượng này được sử dụng để tăng diện tích bề mặt vật liệu. Phần lớn năng lượng được chuyển thành năng lượng nhiệt và âm thanh, bị lãng phí. Mức tiêu thụ năng lượng cao và tổn thất nghiền đáng kể hạn chế sự phát triển của máy nghiền bi trong lĩnh vực nghiền xỉ thép.

Vì lý do này, ngành công nghiệp nghiền tập trung vào việc cải thiện hiệu quả nghiền. Mục tiêu là giảm mức tiêu thụ năng lượng và giảm thiểu sự mài mòn của thép. Điều này thúc đẩy nghiên cứu và phát triển các thiết bị và công nghệ nghiền mới.

Quá trình nghiền kết hợp của máy ép trục và máy nghiền bi

Quá trình nghiền kết hợp của máy ép trục và máy nghiền bi tiêu thụ ít năng lượng hơn so với việc chỉ sử dụng máy nghiền bi. Mức tiêu thụ năng lượng trên một tấn bột xỉ thép có diện tích bề mặt riêng là 400 m²/kg là khoảng 80 kW·h/t.
Tuy nhiên, hệ thống vẫn gặp một số vấn đề hạn chế sản xuất liên tục, chẳng hạn như tích tụ sắt kim loại, hiệu quả sấy thấp, hiệu quả phân loại kém và kiểm soát cấp liệu của máy ép lô.
Tuy nhiên, điều này chứng tỏ rằng công nghệ nghiền kết hợp có lợi thế hơn công nghệ nghiền đơn cấp khi nghiền xỉ thép.

Phần kết luận

Tóm lại, nghiền xỉ thép đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao giá trị của xỉ thép bằng cách biến nó thành vật liệu hữu ích cho sản xuất xi măng và bê tông. Các công nghệ nghiền tiên tiến, chẳng hạn như hệ thống máy ép con lăn kết hợp và máy nghiền bi, mang lại khả năng tiết kiệm năng lượng đáng kể và cải thiện hiệu quả. Tuy nhiên, vẫn còn tồn tại những thách thức như tích tụ sắt và hiệu quả phân loại thấp. Việc tiếp tục phát triển và tối ưu hóa các kỹ thuật nghiền sẽ mở khóa thêm tiềm năng của xỉ thép trong nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau.

bột sử thi

Bột Epic, Hơn 20 năm kinh nghiệm làm việc trong ngành bột siêu mịn. Tích cực thúc đẩy sự phát triển trong tương lai của bột siêu mịn, tập trung vào quá trình nghiền, xay, phân loại và sửa đổi bột siêu mịn. Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn miễn phí và các giải pháp tùy chỉnh! Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi tận tâm cung cấp các sản phẩm và dịch vụ chất lượng cao để tối đa hóa giá trị chế biến bột của bạn. Epic Powder—Chuyên gia chế biến bột đáng tin cậy của bạn!