Máy nghiền đá vôi làm phụ gia xi măng: chọn độ mịn và thiết bị

Vật liệu đầu vàoĐá vôi, đá vôi dolomite

Cỡ hạt cấp liệu≤ 35 - 50 mm

Độ mịn sản phẩm300 - 600 m²/kg Blaine

Độ ẩm đầu vàotới 12% khi có sấy

Quy mô dây10 - 80 t/h

Đặc điểm và yêu cầu kỹ thuật

Đá vôi là đá trầm tích gốc cacbonat canxi, thành phần chính CaCO₃, thường lẫn dolomite, silic và một ít sét. Độ cứng chỉ 3 - 4 theo Mohs, xốp và giòn nên nghiền dễ hơn clanhke nhiều. Chính vì mềm mà đá vôi bị nghiền vượt rất nhanh: khi nghiền chung với clanhke, hơn 90% hạt đá vôi ra khỏi buồng nghiền nhỏ hơn 10 µm, trong khi hạt clanhke còn thô hơn. Bề mặt riêng tăng thêm khoảng 50 - 100 cm²/g cho mỗi 1% đá vôi pha vào ở cùng năng suất.

Áp lực chất lượng nằm ở chỗ bề mặt riêng kiểu Blaine không phản ánh đúng cường độ của xi măng đá vôi. Ở cùng một trị số Blaine, xi măng trộn 30% đá vôi có thể cho cường độ và độ bền khác nhau rõ rệt tùy phân bố cỡ hạt. Vì vậy mục tiêu của khâu nghiền không phải là đẩy Blaine lên thật cao, mà là giữ phân bố hạt đều, đưa hạt đá vôi đi qua buồng nhanh để giảm nghiền vượt, đồng thời nghiền clanhke đủ mịn. Dải bề mặt riêng thường dùng cho phụ gia đá vôi là 300 - 600 m²/kg, tương đương D97 khoảng 45 µm, và có thể xuống 10 - 20 µm cho loại chuyên dụng.

Nguyên lý và quy trình

Đá vôi nguyên khai được đập bằng máy đập hàm một cấp về cỡ dưới 50 mm, pha trộn sơ bộ để ổn định thành phần CaCO₃ trước khi vào nghiền.
Phễu chứa và băng tải định lượng rải vật liệu đều xuống tâm mâm nghiền quay của máy nghiền đứng, hoặc qua con lăn treo của máy kiểu MTW.
Con lăn ép vật liệu thành lớp đệm nghiền; hạt thô rơi lại mâm, hạt mịn được luồng khí nâng lên bộ phân ly kiểu rotor.
Bộ phân ly cắt biên hạt theo cỡ yêu cầu, hạt mịn theo ống gió sang lốc tách ly tâm và lọc túi vải, thu thành phẩm khô.
Bột gộp qua vít tải, gầu nâng về xi lô phụ gia, sau đó định lượng trộn chung với clanhke và thạch cao theo tỷ lệ đặt trước.

Với dây nghiền riêng phụ gia, nên đặt chế độ chạy có phân ly điều khiển bằng biến tần để đổi độ mịn theo chủng loại xi măng mà không phải dừng máy. Không nên để tải nghiền nhảy bậc liên tục vì dễ gây quá dòng cục bộ và mòn con lăn lệch.

Độ mịn và thiết bị theo ứng dụng phụ gia
Ứng dụng	Độ mịn	Thiết bị gợi ý	Ghi chú vận hành
Phụ gia khoáng xi măng hỗn hợp	350 - 500 m²/kg Blaine	LM hoặc MTW6X	Tích hợp sấy, tránh nghiền vượt hạt đá vôi
Chất độn bê tông nhựa	200 - 325 mesh	MTW	Đá phải sạch, ổn định màu và độ trắng
Bột bả, keo trát	325 - 600 mesh	LM hoặc LUM	Cần phân ly cắt biên hạt chặt
Vôi nông nghiệp	20 - 100 mesh	MTM	Vốn thấp, chấp nhận hạt thô hơn
Phụ gia cao cấp, xử lý nước	600 - 1250 mesh	LUM hoặc SCM	Điện năng riêng cao, cần tính kỹ kinh tế

Cấu hình thiết bị

Dây phụ gia công suất từ 30 t/h trở lên nên chọn máy nghiền đứng LM: cụm con lăn lật ra ngoài khi thay thế, và với bốn con lăn thì có thể chạy tiếp ở 60 - 70% năng suất trong lúc sửa một con. Dây 10 - 25 t/h, cần thay đổi độ mịn thường xuyên, thì máy châu Âu MTW hoặc phiên bản thông minh MTW6X hợp lý hơn nhờ bộ phân ly điều chỉnh vô cấp và cỡ cấp liệu tới 35 - 50 mm. Khi cần phụ gia siêu mịn cho bột bả hoặc chất độn cao cấp, máy nghiền siêu mịn đứng LUM và máy SCM cho phép kéo tới 1250 - 2500 mesh.

Phần phụ trợ cần tính cùng lúc với máy chính: quạt hút đủ cột áp vận chuyển bột đi xa, lốc tách ly tâm thu phần lớn thành phẩm, lọc túi vải xung khí nén xử lý khí trước khi thải, và tủ điện PLC liên động giữa cấp liệu, gió và nhiệt độ. Nếu pha trực tiếp vào dây xi măng, nên bố trí cân băng định lượng riêng cho phụ gia để tỷ lệ trộn không trôi theo lưu lượng bột.

Kinh nghiệm từ dây đã chạy

Ở một dây xi măng hỗn hợp, khi tăng đá vôi từ 15% lên 25% mà vẫn giữ năng suất, cường độ 28 ngày tụt khoảng 3 MPa; điều chỉnh lại phân ly cho phân bố hạt đều hơn thì mức tụt thu về dưới 1,5 MPa.
Tăng tốc quạt gió để rút ngắn thời gian lưu hạt trong buồng là cách rẻ nhất giảm nghiền vượt đá vôi, đôi khi hiệu quả hơn cả việc thêm trợ nghiền.
Đá vôi có hàm lượng SiO₂ tự do trên 5% làm tốc độ mòn con lăn và vành nghiền tăng nhanh, chi phí phụ tùng tính theo tấn bột có thể đội lên đáng kể.
Không để lẫn hạt kim loại trong cấp liệu; một mẩu sắt nhỏ cũng đủ làm vỡ lớp lót và gây rung bất thường.

Câu hỏi thường gặp

Đá vôi thay được bao nhiêu phần trăm clanhke trong xi măng?

Theo nhóm tiêu chuẩn tương đương EN 197-1, đá vôi có thể chiếm tới 35% khối lượng chất kết dính ở một số chủng loại xi măng hỗn hợp. Thực tế các trạm thường chọn 10 - 25% để cân bằng giữa tiết kiệm clanhke và giữ cường độ ở tuổi 28 ngày.

Vì sao phải tránh nghiền quá mịn đá vôi?

Đá vôi mềm hơn clanhke nên dễ bị nghiền vượt. Hạt quá mịn làm tăng lượng nước trộn, dễ kết tụ trong buồng nghiền và dính lên bi, tấm lót, khiến năng suất giảm. Mục tiêu là đưa hạt đá vôi ra khỏi buồng nhanh, đồng thời giữ đủ độ mịn cho clanhke.

Dùng máy nghiền đứng hay máy bi cho dây phụ gia đá vôi?

Dây công suất lớn nên dùng máy nghiền đứng LM vì tích hợp sấy, nghiền và phân ly, điện năng riêng thấp hơn máy bi đáng kể. Dây vừa và nhỏ, cần đổi độ mịn linh hoạt thì máy châu Âu MTW hoặc MTW6X phù hợp hơn về vốn đầu tư.

Có cần phụ gia trợ nghiền không?

Khi nghiền chung đá vôi với clanhke, trợ nghiền giúp phân tán hạt, giảm kết tụ và giảm dính thành thiết bị. Với dây nghiền riêng đá vôi ở độ mịn vừa, có thể chạy không trợ nghiền nhưng năng suất thường thấp hơn 5 - 10%.