nguyenkhoi_9vn8
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
Phần I: Tổng quan:
I.1: Chương 1: Tổng quan. 2
I.2: Chương 2: Các phương pháp tạo bột. 4
I.2.1: Các tính chất hóa học của bột. 4
I.2.2: Các Tính chất lý học của bột. 4
I.2.3: Các tính chất công nghệ của bột. 5
I.2.4: Các phương pháp tạo bột. 5
I.2.5: Nhóm các phương pháp hóa lý. 5
I.2.6: Nhóm các phương pháp cơ học. 7
I.3: Chương 3: Cơ sở của phương pháp phun. 9
I.3.1: Phân loại các phương pháp phun bét. 11
I.3.2: Lý thuyết quá trình phun bét. 12
I.3.3: Cơ chế của quá trình phun. 20
I.3.4: Phun bột đồng. 36
I.3.5: Phun bột nhôm. 37
Phần II: Tính toán và chọn thiết bị cho xưởng
II.1: chức năng suất của thiết bị tạo bột kẽm. 38
II.2: Tính toán và thiết kế cấu trúc cơ cấu phun bột kẽm. 38
II.2.1: Tính toán các thông số của miệng phun kẽm lỏng. 39
II.2.2: Tính lượng không khớ nén cần thiết để tạo bột kẽm. 40
II.2.3: Tính tiết diện cần thiết của miệng phun không khí nén. 41
II.2.4: Tính và chọn cấu trúc của cơ cấu phun không khí nén. 41
II.3: Tính toán và chọn lò nấu kẽm và giữ nhiệt. 43
II.3.1: Tính toán và chọn lò bảo ôn. 44
II.3.2: Tính toán và chọn lò nấu kẽm lỏng. 45
II.3.3: Hệ thống điều khiển. 47
II.4: Chọn máy nộn khí. 49
II.5: Bố trí thiết bị, xác định công nghệ sản xuất bột kẽm bằng phương pháp phun. 50
II.5.1: Bố trí thiết bị của xưởng. 50
II.5.2: Vẽ mặt bằng xưởng. 51
II.5.3: Xác định công suất của toàn xưởng. 52
II.5.4: Lập công nghệ phun bột kẽm. 54
II.5.5: An toàn lao động khi sản xuất bột kẽm. 55
II.5.6: Các chỉ tiêu đạt được trong ca sản xuất bột kẽm. 57
II.5.7: Tính hiệu quả kinh tế. 57
Phần III: Kết luận và kiến nghị. 60
Đặt vấn đề:
Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên được đưa vào vận hành từ đầu năm 2006 dùng công nghệ thuỷ luyện và do đặc thù của nguyên liệu tinh quặng kẽm thường cộng sinh với các kim loại khác như: Cu, Cd, Sb, Mn…nên trong quá trình hoà tách tinh quặng kẽm một số kim loại cộng sinh còng tan ra và đi vào dung dịch, dung dịch này chứa nhiều tạp chất, trước khi điện phân phải tiến hành làm sạch dung dịch, theo thiết kế cũ với công suất 10.000T/n cần dùng 450 - 500 tấn bột kẽm kim loại làm chất xi măng hoá trong khâu làm sạch dung dịch. Trong kế hoạch đầu tư của công ty Nhà máy Kẽm điện phân sẽ được cải tạo mở rộng nâng công suất lên 15.000 T/n, như vậy lượng bột kẽm cần dùng là: 750t/n. Lượng bột kẽm kim loại này trong nước chưa sản xuất được phải nhập ngoại giá rất cao so với kẽm thỏi, thủ tục nhập và bảo quản để sử dụng rất khó khăn. Chính vì vậy việc nghiên cứu đầu tư xây dựng một xưởng sản xuất bột kẽm từ các nguyên liệu chứa kẽm của Công ty, công suất 1000T/N phục vụ nhu cầu của công ty và bán cho một số nhà máy sản xuất kẽm trong khu vực là hết sức cần thiết, có ý nghĩa rất lớn về kinh tế và xã hội
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN
Khoảng 60 năm trở lại đây, trên thế giới đã xuất hiện một nghành kỹ thuật mới, tuy còn non trẻ nhưng phát triển với tốc độ nhanh, ngày càng chiếm lĩnh thị trường đó là nghành luyện kim bét. Tuy mới ra đời nhưng sản phẩm của luyện kim bột đã được áp dụng rộng rãi trong mọi ngành kinh tế quốc dân. Sản phẩm luyện kim bột ngày càng thay thế nhiều vị trí của sản phẩm chế tạo theo phương pháp cổ điển đó là đúc phôi, sau đó gia công cơ khí.
Qúa trình công nghệ sản xuất các chi tiết bằng phương pháp luyện bột rất đơn giản bao gồm: tạo bột kim loại hay hợp kim, tạo hình và thiêu kết. Ưu thế của luyện kim bột là công nghệ ngắn gọn ngay cả các chi tiết có hình dáng, thành phần hóa học phức tạp. Sự mất mát kim loại hay hợp kim, đặc biệt là kim loại màu bằng phương pháp gia công thông thường có chi tiết lên 60%, có khi còn cao hơn nữa , trong đó bằng phương pháp luyện kim bột sự mất mát không quá 7 ữ 10%.
Nhược điểm cơ bản của công nghệ luyện kim bột là thiết bị Ðp đắt tiền và giá bột kim loại còn quá cao.v.v…
Để giảm giá thành sản phẩm, mở rộng phạm vi ứng dụng của sản phẩm, trên thế giới người ta thường tìm tới các phương pháp sản xuất bột để giảm giá thành của bột kim loại hay hợp kim. Đó là vấn đề rất lớn mà hàng chục năm trở lại đây các nhà luyện kim bột đã đề ra các phương pháp tạo bột khác nhau và ứng dụng rộng rãi trong thực tế.
Hiện nay đang tồn tại nhiều phương pháp tạo bột được áp dụng trong thực tế sản xuất. Có thể chia chóng ra làm hai nhóm cơ bản;
1 Phương pháp cơ học.
2 Phương pháp hóa lý.
Sản xuất bột bằng phương pháp hóa lý bao gồm: Điện phân, hoàn nguyên ô xít, hoàn nguyên nhiệt phân, phương pháp phân hủy, phương pháp ăn mòn giữa các tinh thể… Phương pháp cơ học đơn giản rẻ tiền đang được ứng dụng rộng rãi để sản xuất bột đó là phương pháp nghiền cơ học và phương pháp tạo bột bằng phun kim loại nóng chảy. Tuy phương pháp mới ra đời nhưng nó được ứng dụng rộng rãi để sản xuất ra bét kim loại màu như Cu, Sn, Zn, Pb, Al, và thép, Phương pháp này ứng dụng cho các kim loại hay hợp kim có nhiệt độ nóng chảy nhỏ hơn 16000C. Đối với các kim loại và hợp kim có nhiệt độ cao hơn chưa được ứng dụng vì thiết bị nấu luyện đắt tiền và phức tạp. Phương pháp phun bét kim loại nóng chảy cho năng xuất cao, Ýt sử dụng hóa chất nên bột nhận được có giá thành hạ. Đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của luyện kim bét.
CHƯƠNG 2
CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO BỘT
I.2.1: CÁC TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA BỘT.
Trong bét kim loại ngoài những cấu tử chính còn chứa một số tạp chất nhất định như ô xít, khí v.v…
Sự có mặt của các ô xít trong bột sẽ làm giảm tính chất công nghệ của bột, nhưng đôi khi sự có mặt của các ô xít trong bột lại là điều mong muốn vì nó làm tăng khả năng thiêu kết của bột. Nhưng nếu trong bột có chứa các ô xít khó hoàn nguyên(ô xít Cr, Mn, Si) sẽ gây khó khăn khi Ðp và khi thiêu kết. Ngoài ra trong bột còn chứa một số khí như O2, N2, H2, CO. Khí chứa trong bột sẽ làm chúng giòn gây khó khăn khi Ðp , gây co ngót mạnh .
I.2.2: CÁC TÍNH CHẤT LÝ HỌC.
Mét trong những tính chất quan trọng của bột là hình thù hạt bột, tính chất này ảnh hưởng rất lớn đến tính chất công nghệ của bột. Bét nhận được căn cứ theo hình dạng, chúng được phân ra thành các nhóm sau:
- Hình cầu.
- Hình cầu + giọt nước.
- Hình xốp.
- Hình nhánh cây.
- Hình đĩa, mảnh vỡ.
- Hình sợi, cánh hoa.
Bên cạnh đó ta phải xét đến kích thước hạt, kích thước hạt phụ thuộc rất nhiều vào các phương pháp tạo bột và có thể dao động trong phạm vi lớn. kích thước hạt có thể ảnh hưởng rất lớn đến các quá trình gia công tiếp theo.
Ngoài ra bét kim loại còn có các tính chất khác như: độ cứng tế vi, trọng lượng riêng, trạng thái mạng tinh thể của hạt bột. Các tính chất này đều có ảnh hưởng đến các đặc tính công nghệ cuả bột, đến sản phẩm công nghệ của bột kim loại.
I.2.3 CÁC TÍNH CHẤT CÔNG NGHỆ CỦA BỘT.
Trọng lượng đong tự do và trọng lượng đong có lắc là trọng lượng bột thu được trong một đơn vị thể tích ở trạng thái đong tự do và đong có lắc. Đại lượng này phụ thuộc nhiều vào kích thước hình dạng của bột. Đại lượng này rất quan trọng và cần thiết cho việc thiết kế khuôn Ðp.
Độ chảy của bột: Được xác định bằng tốc độ chảy của bột qua lỗ một chiếc phễu chuẩn biểu diễn bằng g/séc. Độ chảy của bột có liên quan gián tiếp đến một số tính chất của bột như: trọng lượng đong, độ hạt mức độ vón. v.v…
I.2.4: CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO BỘT.
Hiện nay trong thực tế có nhiều phương pháp tạo bột kim loại. Để lựa chọn phương pháp sản xuất bột nào, phải xuất phát từ những yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm được ứng dụng, có hiệu quả cao giá thành hạ. Tất cả các phương pháp tạo bột có thể chia làm hai nhóm cơ bản. Đó là phương pháp cơ học và phương pháp hóa lý. Trong nhiều trường hợp để nâng cao chất lượng bột, ta có thể sử dụng đồng thời cả 2 phương pháp của 2 nhón trên.
I.2.5: PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ.
Các phương pháp hóa lý để sản xuất bét kim loại gồm phương pháp hoàn nguyên, điện phân, thăng hoa, bay hơi và ngưng tụ kim loại, ăn mòn ranh giới giữa các tinh thể.
I.2.5.1: Phương pháp hoàn nguyên.
Trong luyện kim bột, phương pháp hoàn nguyên được sử dụng rộng rãi trong việc sản xuất bột. Phương pháp hoàn nguyên có thể chia làm hai loại cơ bản: hoàn nguyên oxit và hoàn nguyên nhiệt kim. Thực chất của quá trình này là sản xuất bột kim loại và hợp kim của chúng từ oxit thay muối. Dựa trên cơ sở ái lực hóa học của chất hoàn nguyên lớn hơn ái lực hóa học của chất được hoàn nguyên đối với O2, Cl2 ,F2... Tuy nhiên ở chúng có sự khác nhau. Đối với hoàn nguyên oxit người ta sử dụng các á kim H2, C, CO, vv…Còn hoàn nguyên nhiệt kim thường sử dụng các kim loại và hyđrua của chúng.
Ưu điểm của phương pháp này là có thể ứng dụng cho nhiều kim loại, ngay cả những kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao như W, cho độ sạch cao, hạt nhỏ mịn. Bột nhận được bằng phương pháp hoàn nguyên có dạng mảnh xốp. Phương pháp này ứng dụng vào công nghệ tạo bột Titan, Zecon, Tantan, Niobi, Uran v.v…hay một số hợp kim màu nhẹ khác. Phương pháp này có nhược điểm là đòi hỏi những yêu cầu khắt khe về chất hoàn nguyên ( nhất là trong phương pháp hoàn nguyên nhiệt kim) cần có sự khống chế nhiệt độ, áp suất, hàm lượng tác nhân hoàn nguyên v.v…năng suất không cao và giá thành kinh tế cao.
I.2.5.2: Phương pháp điện phân.
Hiện nay, phương pháp điện phân đang được ứng dụng rộng rãi để sản xuất bột kim loại màu. Có 2 dạng điên phân: Điện phân trong dung dịch nước và điện phân trong dung dịch muối nóng chảy.
Ưu điểm của phương pháp điện phân là có thể ứng dụng cho một số các kim loại Cu, Fe, Ag, Zn, Ni v.v.. và một số kim loại có hoạt tính hóa học cao. Phương pháp này có thể ứng dụng trên mọi quy mô lớn, vừa và nhỏ. Sản phẩm nhận được có cơ lý tính hầu như không thay đổi. Bột nhận được có hình dạng nhánh cây, nhưng nhược điểm của chúng là khó tạo bột hợp kim, năng suất thấp.v.v…
I.2.5.3: Phương pháp xi măng hóa.
Nhược điÓm của phương pháp này là năng suất thấp. Phương pháp này thường được sử dụng để sản xuất bột kim loại và hợp kim ở dạng mạng kim loại đó bao quanh kim loại cơ bản.
I.2.5.4: Phương pháp ăn mòn giữa các tinh thể.
Ưu điểm sản xuất ra các kim loại và hợp kim có kích thước nhỏ mịn mà các phương pháp khác không thể sản xuất được có thể sử dụng phế thải công nghiệp như phoi, mảnh vụn, đầu thừa v.v…Nhược điểm của phương pháp này là đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao, thiết bị và chất phụ gia đặc biệt. Năng suất không cao, bị hạn chế nhiều.
I.2.5.5 Phương pháp phân hủy cacbonin.
Bột nhận được do quá trình phân hủy các hợp chất cacbon kim loại dễ bay hơi. Phương pháp này để sản xuất bột kim loại như Ni, Fe, Co và hợp kim của chúng.
Nhược điểm của phương pháp này là bột có chứa nhiều tạp chất khí CO, N2, O2, v.v…giá thành của bột cao, song độ sạch không cao, năng suất thấp.
I.2.5.6: Phương pháp bay hơi và ngưng tụ.
Ưu điểm sản xuất bột các kim loại có áp suất hơi lớn ở nhiệt độ nóng chảy thấp ( Zn, Mg, Cd ) bét thu được có kích thước nhỏ , có độ sạch cao.
Nhược điểm bị phủ màng oxit mỏng , có thể hạn chế được khi tiến hành trong chân không. ứng dụng phạm vi hẹp, năng suất không cao.
I.2.6: PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC.
Phương pháp cơ học cho phép làm biến nhỏ nguyên liệu ban đầu ( phoi cục v.v…) nhưng thành phần hóa học vẫn được giữ nguyên từ trạng thái ban đầu.
I.2.6.1: Tạo bột bằng phương pháp nghiền cơ học.
Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi, thực tế đã chứng minh phương pháp này có thể ứng dụng cho tạo bột hầu hết các loại kim loại và hợp kim.
Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản, có thể chuyển một số kim loại thành cứng giòn như Sb, Be, hợp kim Al, Mg, phero ra rạng bột. Nhưng nhược điểm của phương pháp này là khó nghiền các kim loại quá cứng hay quá mền. Vì năng suất thấp, giá thành cao, ngoài ra bột nhận được bị biến cứng bề mặt, hình dáng hạt phức tạp, khó đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật.
I.2.6.2: Phương pháp phun kim loại và hợp kim nóng chảy.
Ở trên ta đã điểm qua các phương pháp tạo bột trong 2 nhóm phương pháp hóa lý và cơ học. Mỗi phương pháp cho ta loại bột có tính chất hóa lý khác nhau.
Việc chọn phương pháp tạo bột này hay phương pháp khác phụ thuộc vào yêu cầu kỹ thuật của từng loại sản phẩm. Các phương pháp kể trên cho các sản phẩm bột có các tính chất rất khác nhau. Ví dụ: kích thước hạt ( kích thước trung bình), đối với bột sắt ( cacbonin) sấp xỉ 2 ữ 6àm. Cũng bột đó trong phương pháp phun, đường kính trung bình từ 50 ữ 700àm. Đối với bột điện phân có hình dạng nhánh cây mặc dù nó có kích thước nhá 1 ữ 5àm nhưng tỉ lệ bề mặt hay hoạt tính của nó rất lớn so với bột hình cầu.
Phương pháp phun bét kim loại và hợp kim nóng chảy là phương pháp tạo bột tốt nhất để sản xuất ra bất kỳ bột kim loại và hợp kim nào với số lượng lớn, có độ hạt trung bình từ 10 ữ 500àm có thành phần hóa học chính xác và tương đối sạch. Đây cũng là phương pháp cho phép tạo bột hợp kim có sự đồng nhất tốt nhất.
Tỷ giá USD lấy theo giá của Ngân hàng Nhà nước Việt Nam tại thời điểm hiện tại : 21.500 VNĐ = 1USD.
2 Đầu vào: (cho sản xuất phun bét trong 24h)
* Cơ sở phân tích:
- Giá kẽm thỏi lấy bình quân 1.907 USD /tấn kẽm
- Giá kẽm lá tính giảm 1% hao hụt khi đúc thỏi và 450.000 đồng chi phí đúc (điện, nước, nhân công) sẽ là: 1.907*21.500-1.907*.21.500*1%-450.000
= 40.140.495 đ/tấn kẽm lá)
Giá bột kẽm 92%Zn tính bằng 124%*1.907= 2364,68USD = 50.840.000
đ/tấn bét.
Bảng I- 3: Tổng hợp tính cho một năm
TT Yếu tè chi phí ĐV T Đơn giá đ Thành tiền Ghi chó
1 kẽm lá 1,1 t/n 40.140.495 44.154.545
2 Điện năng 1000 kw 1500 1.500.000
3 Nước sạch 1 m3 5000 5.000
4 Chi phí nhân công 6,5 19.3000 1.254.500
5 Khấu hao thiết bị: T/sp 500.000
6 Chi phí khác và vật tư thay thế 500.000
7 Tổng chi phí sản xuất T/sp 49.168.545
8 Sản phảm bán ra 1 t/sp 50.840.000 50.840.000
9 Lợi nhuận 1 t/sp 1.671.455 1.671.455
Ghi chú: khấu hao thiết bị tính từ 10 ữ 15 năm
Giá Công ty mua bột kẽm kim loại 92%Zn là 50.840.000 đ/tấn bột. Bột sản xuất có hàm lượng 99,5% Zn chất lượng tốt hơn nhiều do Công ty chưa bán được sản phẩm nên tạm tính bằng giá của bột kẽm kim loại 92% Zn.
Kết quả tính trên cho xưởng sản xuất bột kẽm độc lập.
PHẦN III
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
- Dựa vào nhu cầu thực tế và mục đích ban đầu, đề tài đã lựa chọn được phương án công nghệ, thiết bị hợp lý và tính toán ra công suất tạo bột của thiết bị là 230kg/h.
- Đề tài đã xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất bột kẽm kim loại đảm bảo chất lượng và số lượng cung cấp cho Nhà máy kẽm điện phân Thái nguyên, một phần cung ứng cho nhu cầu thị trường bên ngoài.
- Đề xuất mặt bằng bố trí lắp đặt thiết bị, mô hình quản lý phân xưởng sản xuất bột kẽm kim loại.
- Tính toán hiệu quả kinh tế thu được khi đầu tư xây dựng xưởng sản xuất bột kẽm kim loại bằng phương pháp phun.
Trên cơ sở đó tui nhận thấy tạo bột bằng phương pháp phun có một khả năng và triển vọng to lớn trong nghành công nghiệp nói chung và nghành luyện kim bột nói riêng. Thiết bị đơn giản, không phức tạp năng suất cao, giá thành hạ có thể tạo bột kim loại dễ dàng, các tính chất công nghệ của bột tốt. Phù hợp với các quy mô sản suất. Khi được sự quan tâm tạo điều kiện tốt về đầu tư vốn và kỹ thuật của các cấp nghành có trách nhiệm, nghành phun tạo bột kim loại và hợp kim sẽ phát huy các thế mạnh của mình, đóng góp tích cực vào sự phát triển kinh tế và đem lại những hiệu quả to lớn.
Trong nhà máy kẽm điện phân có dây chuyền nấu đúc thỏi, để hợp lý hóa sản xuất nên bố trí xưởng sản xuất bột kẽm kim loại gần xưởng đúc khi đó dung bơm kim loại hút kim loại lỏng từ bể chứa kim lọai của lò đúc lên lò bảo ôn.
+ Giảm được khâu vận chuyển
+ Giảm được 35% nhân công lao động
+ Giảm được nhiều chi phí khác…
Hoàn thành ngày … tháng …. năm 2011
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Phần I: Tổng quan:
I.1: Chương 1: Tổng quan. 2
I.2: Chương 2: Các phương pháp tạo bột. 4
I.2.1: Các tính chất hóa học của bột. 4
I.2.2: Các Tính chất lý học của bột. 4
I.2.3: Các tính chất công nghệ của bột. 5
I.2.4: Các phương pháp tạo bột. 5
I.2.5: Nhóm các phương pháp hóa lý. 5
I.2.6: Nhóm các phương pháp cơ học. 7
I.3: Chương 3: Cơ sở của phương pháp phun. 9
I.3.1: Phân loại các phương pháp phun bét. 11
I.3.2: Lý thuyết quá trình phun bét. 12
I.3.3: Cơ chế của quá trình phun. 20
I.3.4: Phun bột đồng. 36
I.3.5: Phun bột nhôm. 37
Phần II: Tính toán và chọn thiết bị cho xưởng
II.1: chức năng suất của thiết bị tạo bột kẽm. 38
II.2: Tính toán và thiết kế cấu trúc cơ cấu phun bột kẽm. 38
II.2.1: Tính toán các thông số của miệng phun kẽm lỏng. 39
II.2.2: Tính lượng không khớ nén cần thiết để tạo bột kẽm. 40
II.2.3: Tính tiết diện cần thiết của miệng phun không khí nén. 41
II.2.4: Tính và chọn cấu trúc của cơ cấu phun không khí nén. 41
II.3: Tính toán và chọn lò nấu kẽm và giữ nhiệt. 43
II.3.1: Tính toán và chọn lò bảo ôn. 44
II.3.2: Tính toán và chọn lò nấu kẽm lỏng. 45
II.3.3: Hệ thống điều khiển. 47
II.4: Chọn máy nộn khí. 49
II.5: Bố trí thiết bị, xác định công nghệ sản xuất bột kẽm bằng phương pháp phun. 50
II.5.1: Bố trí thiết bị của xưởng. 50
II.5.2: Vẽ mặt bằng xưởng. 51
II.5.3: Xác định công suất của toàn xưởng. 52
II.5.4: Lập công nghệ phun bột kẽm. 54
II.5.5: An toàn lao động khi sản xuất bột kẽm. 55
II.5.6: Các chỉ tiêu đạt được trong ca sản xuất bột kẽm. 57
II.5.7: Tính hiệu quả kinh tế. 57
Phần III: Kết luận và kiến nghị. 60
Đặt vấn đề:
Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên được đưa vào vận hành từ đầu năm 2006 dùng công nghệ thuỷ luyện và do đặc thù của nguyên liệu tinh quặng kẽm thường cộng sinh với các kim loại khác như: Cu, Cd, Sb, Mn…nên trong quá trình hoà tách tinh quặng kẽm một số kim loại cộng sinh còng tan ra và đi vào dung dịch, dung dịch này chứa nhiều tạp chất, trước khi điện phân phải tiến hành làm sạch dung dịch, theo thiết kế cũ với công suất 10.000T/n cần dùng 450 - 500 tấn bột kẽm kim loại làm chất xi măng hoá trong khâu làm sạch dung dịch. Trong kế hoạch đầu tư của công ty Nhà máy Kẽm điện phân sẽ được cải tạo mở rộng nâng công suất lên 15.000 T/n, như vậy lượng bột kẽm cần dùng là: 750t/n. Lượng bột kẽm kim loại này trong nước chưa sản xuất được phải nhập ngoại giá rất cao so với kẽm thỏi, thủ tục nhập và bảo quản để sử dụng rất khó khăn. Chính vì vậy việc nghiên cứu đầu tư xây dựng một xưởng sản xuất bột kẽm từ các nguyên liệu chứa kẽm của Công ty, công suất 1000T/N phục vụ nhu cầu của công ty và bán cho một số nhà máy sản xuất kẽm trong khu vực là hết sức cần thiết, có ý nghĩa rất lớn về kinh tế và xã hội
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN
Khoảng 60 năm trở lại đây, trên thế giới đã xuất hiện một nghành kỹ thuật mới, tuy còn non trẻ nhưng phát triển với tốc độ nhanh, ngày càng chiếm lĩnh thị trường đó là nghành luyện kim bét. Tuy mới ra đời nhưng sản phẩm của luyện kim bột đã được áp dụng rộng rãi trong mọi ngành kinh tế quốc dân. Sản phẩm luyện kim bột ngày càng thay thế nhiều vị trí của sản phẩm chế tạo theo phương pháp cổ điển đó là đúc phôi, sau đó gia công cơ khí.
Qúa trình công nghệ sản xuất các chi tiết bằng phương pháp luyện bột rất đơn giản bao gồm: tạo bột kim loại hay hợp kim, tạo hình và thiêu kết. Ưu thế của luyện kim bột là công nghệ ngắn gọn ngay cả các chi tiết có hình dáng, thành phần hóa học phức tạp. Sự mất mát kim loại hay hợp kim, đặc biệt là kim loại màu bằng phương pháp gia công thông thường có chi tiết lên 60%, có khi còn cao hơn nữa , trong đó bằng phương pháp luyện kim bột sự mất mát không quá 7 ữ 10%.
Nhược điểm cơ bản của công nghệ luyện kim bột là thiết bị Ðp đắt tiền và giá bột kim loại còn quá cao.v.v…
Để giảm giá thành sản phẩm, mở rộng phạm vi ứng dụng của sản phẩm, trên thế giới người ta thường tìm tới các phương pháp sản xuất bột để giảm giá thành của bột kim loại hay hợp kim. Đó là vấn đề rất lớn mà hàng chục năm trở lại đây các nhà luyện kim bột đã đề ra các phương pháp tạo bột khác nhau và ứng dụng rộng rãi trong thực tế.
Hiện nay đang tồn tại nhiều phương pháp tạo bột được áp dụng trong thực tế sản xuất. Có thể chia chóng ra làm hai nhóm cơ bản;
1 Phương pháp cơ học.
2 Phương pháp hóa lý.
Sản xuất bột bằng phương pháp hóa lý bao gồm: Điện phân, hoàn nguyên ô xít, hoàn nguyên nhiệt phân, phương pháp phân hủy, phương pháp ăn mòn giữa các tinh thể… Phương pháp cơ học đơn giản rẻ tiền đang được ứng dụng rộng rãi để sản xuất bột đó là phương pháp nghiền cơ học và phương pháp tạo bột bằng phun kim loại nóng chảy. Tuy phương pháp mới ra đời nhưng nó được ứng dụng rộng rãi để sản xuất ra bét kim loại màu như Cu, Sn, Zn, Pb, Al, và thép, Phương pháp này ứng dụng cho các kim loại hay hợp kim có nhiệt độ nóng chảy nhỏ hơn 16000C. Đối với các kim loại và hợp kim có nhiệt độ cao hơn chưa được ứng dụng vì thiết bị nấu luyện đắt tiền và phức tạp. Phương pháp phun bét kim loại nóng chảy cho năng xuất cao, Ýt sử dụng hóa chất nên bột nhận được có giá thành hạ. Đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của luyện kim bét.
CHƯƠNG 2
CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO BỘT
I.2.1: CÁC TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA BỘT.
Trong bét kim loại ngoài những cấu tử chính còn chứa một số tạp chất nhất định như ô xít, khí v.v…
Sự có mặt của các ô xít trong bột sẽ làm giảm tính chất công nghệ của bột, nhưng đôi khi sự có mặt của các ô xít trong bột lại là điều mong muốn vì nó làm tăng khả năng thiêu kết của bột. Nhưng nếu trong bột có chứa các ô xít khó hoàn nguyên(ô xít Cr, Mn, Si) sẽ gây khó khăn khi Ðp và khi thiêu kết. Ngoài ra trong bột còn chứa một số khí như O2, N2, H2, CO. Khí chứa trong bột sẽ làm chúng giòn gây khó khăn khi Ðp , gây co ngót mạnh .
I.2.2: CÁC TÍNH CHẤT LÝ HỌC.
Mét trong những tính chất quan trọng của bột là hình thù hạt bột, tính chất này ảnh hưởng rất lớn đến tính chất công nghệ của bột. Bét nhận được căn cứ theo hình dạng, chúng được phân ra thành các nhóm sau:
- Hình cầu.
- Hình cầu + giọt nước.
- Hình xốp.
- Hình nhánh cây.
- Hình đĩa, mảnh vỡ.
- Hình sợi, cánh hoa.
Bên cạnh đó ta phải xét đến kích thước hạt, kích thước hạt phụ thuộc rất nhiều vào các phương pháp tạo bột và có thể dao động trong phạm vi lớn. kích thước hạt có thể ảnh hưởng rất lớn đến các quá trình gia công tiếp theo.
Ngoài ra bét kim loại còn có các tính chất khác như: độ cứng tế vi, trọng lượng riêng, trạng thái mạng tinh thể của hạt bột. Các tính chất này đều có ảnh hưởng đến các đặc tính công nghệ cuả bột, đến sản phẩm công nghệ của bột kim loại.
I.2.3 CÁC TÍNH CHẤT CÔNG NGHỆ CỦA BỘT.
Trọng lượng đong tự do và trọng lượng đong có lắc là trọng lượng bột thu được trong một đơn vị thể tích ở trạng thái đong tự do và đong có lắc. Đại lượng này phụ thuộc nhiều vào kích thước hình dạng của bột. Đại lượng này rất quan trọng và cần thiết cho việc thiết kế khuôn Ðp.
Độ chảy của bột: Được xác định bằng tốc độ chảy của bột qua lỗ một chiếc phễu chuẩn biểu diễn bằng g/séc. Độ chảy của bột có liên quan gián tiếp đến một số tính chất của bột như: trọng lượng đong, độ hạt mức độ vón. v.v…
I.2.4: CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO BỘT.
Hiện nay trong thực tế có nhiều phương pháp tạo bột kim loại. Để lựa chọn phương pháp sản xuất bột nào, phải xuất phát từ những yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm được ứng dụng, có hiệu quả cao giá thành hạ. Tất cả các phương pháp tạo bột có thể chia làm hai nhóm cơ bản. Đó là phương pháp cơ học và phương pháp hóa lý. Trong nhiều trường hợp để nâng cao chất lượng bột, ta có thể sử dụng đồng thời cả 2 phương pháp của 2 nhón trên.
I.2.5: PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ.
Các phương pháp hóa lý để sản xuất bét kim loại gồm phương pháp hoàn nguyên, điện phân, thăng hoa, bay hơi và ngưng tụ kim loại, ăn mòn ranh giới giữa các tinh thể.
I.2.5.1: Phương pháp hoàn nguyên.
Trong luyện kim bột, phương pháp hoàn nguyên được sử dụng rộng rãi trong việc sản xuất bột. Phương pháp hoàn nguyên có thể chia làm hai loại cơ bản: hoàn nguyên oxit và hoàn nguyên nhiệt kim. Thực chất của quá trình này là sản xuất bột kim loại và hợp kim của chúng từ oxit thay muối. Dựa trên cơ sở ái lực hóa học của chất hoàn nguyên lớn hơn ái lực hóa học của chất được hoàn nguyên đối với O2, Cl2 ,F2... Tuy nhiên ở chúng có sự khác nhau. Đối với hoàn nguyên oxit người ta sử dụng các á kim H2, C, CO, vv…Còn hoàn nguyên nhiệt kim thường sử dụng các kim loại và hyđrua của chúng.
Ưu điểm của phương pháp này là có thể ứng dụng cho nhiều kim loại, ngay cả những kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao như W, cho độ sạch cao, hạt nhỏ mịn. Bột nhận được bằng phương pháp hoàn nguyên có dạng mảnh xốp. Phương pháp này ứng dụng vào công nghệ tạo bột Titan, Zecon, Tantan, Niobi, Uran v.v…hay một số hợp kim màu nhẹ khác. Phương pháp này có nhược điểm là đòi hỏi những yêu cầu khắt khe về chất hoàn nguyên ( nhất là trong phương pháp hoàn nguyên nhiệt kim) cần có sự khống chế nhiệt độ, áp suất, hàm lượng tác nhân hoàn nguyên v.v…năng suất không cao và giá thành kinh tế cao.
I.2.5.2: Phương pháp điện phân.
Hiện nay, phương pháp điện phân đang được ứng dụng rộng rãi để sản xuất bột kim loại màu. Có 2 dạng điên phân: Điện phân trong dung dịch nước và điện phân trong dung dịch muối nóng chảy.
Ưu điểm của phương pháp điện phân là có thể ứng dụng cho một số các kim loại Cu, Fe, Ag, Zn, Ni v.v.. và một số kim loại có hoạt tính hóa học cao. Phương pháp này có thể ứng dụng trên mọi quy mô lớn, vừa và nhỏ. Sản phẩm nhận được có cơ lý tính hầu như không thay đổi. Bột nhận được có hình dạng nhánh cây, nhưng nhược điểm của chúng là khó tạo bột hợp kim, năng suất thấp.v.v…
I.2.5.3: Phương pháp xi măng hóa.
Nhược điÓm của phương pháp này là năng suất thấp. Phương pháp này thường được sử dụng để sản xuất bột kim loại và hợp kim ở dạng mạng kim loại đó bao quanh kim loại cơ bản.
I.2.5.4: Phương pháp ăn mòn giữa các tinh thể.
Ưu điểm sản xuất ra các kim loại và hợp kim có kích thước nhỏ mịn mà các phương pháp khác không thể sản xuất được có thể sử dụng phế thải công nghiệp như phoi, mảnh vụn, đầu thừa v.v…Nhược điểm của phương pháp này là đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao, thiết bị và chất phụ gia đặc biệt. Năng suất không cao, bị hạn chế nhiều.
I.2.5.5 Phương pháp phân hủy cacbonin.
Bột nhận được do quá trình phân hủy các hợp chất cacbon kim loại dễ bay hơi. Phương pháp này để sản xuất bột kim loại như Ni, Fe, Co và hợp kim của chúng.
Nhược điểm của phương pháp này là bột có chứa nhiều tạp chất khí CO, N2, O2, v.v…giá thành của bột cao, song độ sạch không cao, năng suất thấp.
I.2.5.6: Phương pháp bay hơi và ngưng tụ.
Ưu điểm sản xuất bột các kim loại có áp suất hơi lớn ở nhiệt độ nóng chảy thấp ( Zn, Mg, Cd ) bét thu được có kích thước nhỏ , có độ sạch cao.
Nhược điểm bị phủ màng oxit mỏng , có thể hạn chế được khi tiến hành trong chân không. ứng dụng phạm vi hẹp, năng suất không cao.
I.2.6: PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC.
Phương pháp cơ học cho phép làm biến nhỏ nguyên liệu ban đầu ( phoi cục v.v…) nhưng thành phần hóa học vẫn được giữ nguyên từ trạng thái ban đầu.
I.2.6.1: Tạo bột bằng phương pháp nghiền cơ học.
Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi, thực tế đã chứng minh phương pháp này có thể ứng dụng cho tạo bột hầu hết các loại kim loại và hợp kim.
Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản, có thể chuyển một số kim loại thành cứng giòn như Sb, Be, hợp kim Al, Mg, phero ra rạng bột. Nhưng nhược điểm của phương pháp này là khó nghiền các kim loại quá cứng hay quá mền. Vì năng suất thấp, giá thành cao, ngoài ra bột nhận được bị biến cứng bề mặt, hình dáng hạt phức tạp, khó đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật.
I.2.6.2: Phương pháp phun kim loại và hợp kim nóng chảy.
Ở trên ta đã điểm qua các phương pháp tạo bột trong 2 nhóm phương pháp hóa lý và cơ học. Mỗi phương pháp cho ta loại bột có tính chất hóa lý khác nhau.
Việc chọn phương pháp tạo bột này hay phương pháp khác phụ thuộc vào yêu cầu kỹ thuật của từng loại sản phẩm. Các phương pháp kể trên cho các sản phẩm bột có các tính chất rất khác nhau. Ví dụ: kích thước hạt ( kích thước trung bình), đối với bột sắt ( cacbonin) sấp xỉ 2 ữ 6àm. Cũng bột đó trong phương pháp phun, đường kính trung bình từ 50 ữ 700àm. Đối với bột điện phân có hình dạng nhánh cây mặc dù nó có kích thước nhá 1 ữ 5àm nhưng tỉ lệ bề mặt hay hoạt tính của nó rất lớn so với bột hình cầu.
Phương pháp phun bét kim loại và hợp kim nóng chảy là phương pháp tạo bột tốt nhất để sản xuất ra bất kỳ bột kim loại và hợp kim nào với số lượng lớn, có độ hạt trung bình từ 10 ữ 500àm có thành phần hóa học chính xác và tương đối sạch. Đây cũng là phương pháp cho phép tạo bột hợp kim có sự đồng nhất tốt nhất.
Tỷ giá USD lấy theo giá của Ngân hàng Nhà nước Việt Nam tại thời điểm hiện tại : 21.500 VNĐ = 1USD.
2 Đầu vào: (cho sản xuất phun bét trong 24h)
* Cơ sở phân tích:
- Giá kẽm thỏi lấy bình quân 1.907 USD /tấn kẽm
- Giá kẽm lá tính giảm 1% hao hụt khi đúc thỏi và 450.000 đồng chi phí đúc (điện, nước, nhân công) sẽ là: 1.907*21.500-1.907*.21.500*1%-450.000
= 40.140.495 đ/tấn kẽm lá)
Giá bột kẽm 92%Zn tính bằng 124%*1.907= 2364,68USD = 50.840.000
đ/tấn bét.
Bảng I- 3: Tổng hợp tính cho một năm
TT Yếu tè chi phí ĐV T Đơn giá đ Thành tiền Ghi chó
1 kẽm lá 1,1 t/n 40.140.495 44.154.545
2 Điện năng 1000 kw 1500 1.500.000
3 Nước sạch 1 m3 5000 5.000
4 Chi phí nhân công 6,5 19.3000 1.254.500
5 Khấu hao thiết bị: T/sp 500.000
6 Chi phí khác và vật tư thay thế 500.000
7 Tổng chi phí sản xuất T/sp 49.168.545
8 Sản phảm bán ra 1 t/sp 50.840.000 50.840.000
9 Lợi nhuận 1 t/sp 1.671.455 1.671.455
Ghi chú: khấu hao thiết bị tính từ 10 ữ 15 năm
Giá Công ty mua bột kẽm kim loại 92%Zn là 50.840.000 đ/tấn bột. Bột sản xuất có hàm lượng 99,5% Zn chất lượng tốt hơn nhiều do Công ty chưa bán được sản phẩm nên tạm tính bằng giá của bột kẽm kim loại 92% Zn.
Kết quả tính trên cho xưởng sản xuất bột kẽm độc lập.
PHẦN III
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
- Dựa vào nhu cầu thực tế và mục đích ban đầu, đề tài đã lựa chọn được phương án công nghệ, thiết bị hợp lý và tính toán ra công suất tạo bột của thiết bị là 230kg/h.
- Đề tài đã xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất bột kẽm kim loại đảm bảo chất lượng và số lượng cung cấp cho Nhà máy kẽm điện phân Thái nguyên, một phần cung ứng cho nhu cầu thị trường bên ngoài.
- Đề xuất mặt bằng bố trí lắp đặt thiết bị, mô hình quản lý phân xưởng sản xuất bột kẽm kim loại.
- Tính toán hiệu quả kinh tế thu được khi đầu tư xây dựng xưởng sản xuất bột kẽm kim loại bằng phương pháp phun.
Trên cơ sở đó tui nhận thấy tạo bột bằng phương pháp phun có một khả năng và triển vọng to lớn trong nghành công nghiệp nói chung và nghành luyện kim bột nói riêng. Thiết bị đơn giản, không phức tạp năng suất cao, giá thành hạ có thể tạo bột kim loại dễ dàng, các tính chất công nghệ của bột tốt. Phù hợp với các quy mô sản suất. Khi được sự quan tâm tạo điều kiện tốt về đầu tư vốn và kỹ thuật của các cấp nghành có trách nhiệm, nghành phun tạo bột kim loại và hợp kim sẽ phát huy các thế mạnh của mình, đóng góp tích cực vào sự phát triển kinh tế và đem lại những hiệu quả to lớn.
Trong nhà máy kẽm điện phân có dây chuyền nấu đúc thỏi, để hợp lý hóa sản xuất nên bố trí xưởng sản xuất bột kẽm kim loại gần xưởng đúc khi đó dung bơm kim loại hút kim loại lỏng từ bể chứa kim lọai của lò đúc lên lò bảo ôn.
+ Giảm được khâu vận chuyển
+ Giảm được 35% nhân công lao động
+ Giảm được nhiều chi phí khác…
Hoàn thành ngày … tháng …. năm 2011
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: