Bài phỏng vấn của Peter Edwards, Global Cement Magazine
Đăng trên Global Cement Magazine số tháng 5/2024, Tr.36-39
Người dịch: Nguyễn Thị Kim Lan.
Hakan Benzer, người đồng sáng lập ra Minerva Engineering hé lộ về máy nghiền Pamir mang tính đột phá của công ty sử dụng các viên bi thủy tinh nhỏ để đạt được hiệu suất nghiền mịn các khoáng chất.
Global Cement (GC): Ông có thể giới thiệu về Minerva Engineering và lý do ông thành lập Công ty không?
Hakan Benzer (HB): Minerva Engineering đã được thành lập ở Ankara, Thổ Nhĩ Kỳ, như là một công ty nghiên cứu và phát triển để phát triển các quy trình ít phát thải khí carbon và thân thiện với môi trường hơn cho ngành công nghiệp nặng. Nhận thấy các phương pháp sản xuất truyền thống kém hiệu quả và tiêu thụ năng lượng đáng kể, chúng tôi đã tìm cách phát triển các giải pháp có thể mang lại những cải tiến đáng kể cả về sử dụng năng lượng lẫn hiệu quả vận hành. Công ty đang nghiên cứu thu gom carbon và giảm bớt hệ số clinker trong xi măng, cũng như đang phát triển máy nghiền Pamir (cũng được biết đến là máy nghiền bi thủy tinh (bead mill)), cải thiện đáng kể hiệu suất nghiền clinker, xỉ, tro bay, puzolan tự nhiên và các khoáng chất khác.
 |
Hakan Benzer là thành viên sáng lập ra Minerva Engineering. Ông dành hơn 30 năm kinh nghiệm làm việc trong ngành khai thác mỏ và xi măng cho công ty, bao gồm cả chức danh giáo sư chính thức tại Khoa Kỹ thuật Khai thác Mỏ Trường Đại học Hacettepe. Ông có rất nhiều kinh nghiệm trong thiết kế và tối ưu hóa các chu trình xử lý khoáng sản cũng như các công nghệ nghiền hiệu quả về kinh tế. Ông đã quản lý hơn 90 dự án quy mô lớn trên toàn cầu. |
Máy nghiền Pamir được tạo ra từ sự nhận thức về những hạn chế trong các công nghệ nghiền thông thường. Điều này liên quan đến một loạt các thử nghiệm về cách thức giảm cỡ hạt tối ưu có thể đạt được một cách hiệu quả hơn, đặc biệt là cách thức để đạt được cỡ hạt siêu mịn với hiệu suất cao hơn và tiêu hao năng lượng ít hơn. Là một giải pháp tiêu biểu cho thách thức này, máy nghiền Pamir cho thấy là một bước tiến đáng kể đối với công nghệ nghiền.
GC: Máy nghiền Pamir hoạt động ra sao?
HB: Máy nghiền Pamir là máy nghiền nhỏ nằm ngang chứa các viên bi thủy tinh có đường kính 2-8mm. Các viên bi này được khuấy động mạnh bởi một chong chóng tốc độ cao, tạo ra lực cắt mạnh và năng lượng tác động truyền vào liệu cấp. Điều này khiến cho việc giảm cỡ hạt đạt được hiệu quả và nhanh chóng.
Thiết kế của máy nghiền tối ưu hóa việc phân bố kích thước các viên bi thủy tinh và dòng liệu chảy qua máy nghiền để đảm bảo nghiền đều và tiêu hao năng lượng ít. Theo nghiên cứu chúng tôi đã thực hiện cho đến nay, tiêu hao năng lượng trên mỗi tấn là thấp hơn so với các phương pháp truyền thống.
GC: Ưu điểm của máy nghiền Pamir là gì?
HB: Ưu điểm của máy nghiền Pamir bao gồm khả năng đạt được cỡ hạt cực mịn, rất quan trọng cho sản xuất xi măng, đặc biệt là các hỗn hợp ít clinker. Nó cũng sử dụng ít năng lượng hơn trên mỗi đơn vị sản phẩm so với các công nghệ truyền thống. Hiệu quả này giảm bớt chi phí vận hành và giảm thiểu tác động môi trường của quá trình nghiền. Hơn nữa, máy nghiền Pamir rất linh hoạt và có khả năng xử lý nhiều loại nguyên vật liệu, bao gồm cả các nguyên vật liệu thường ‘khó nghiền’.
Trong các ứng dụng nghiền khô, chẳng hạn như xi măng hiệu suất cao, đất sét nung, tro bay và xỉ, máy nghiền Pamir cải thiện chất lượng sản phẩm và năng suất đồng thời giảm bớt mức tiêu hao năng lượng và tăng khả năng sinh lời. Khả năng hoạt hóa cơ học của máy nghiền Pamir cũng cho phép người sử dụng thực hiện các giải pháp bền vững cho ngành xi măng. Nhờ lượng khí phát thải CO2 thấp, máy nghiền Pamir sẽ tạo ra lượng khí phát thải CO2 ít hơn cho các nhà máy xi măng.
GC: Tại sao máy nghiền Pamir quá hiệu quả như vậy?
HB: Bảng 1 cho thấy mức cường độ năng lượng của máy nghiền bi cỡ trung bình là 14,4kW/m3. Máy nghiền Pamir nhỏ hơn đáng kể có cường độ năng lượng là 300kW/m3, gấp 20 lần năng lượng trên mỗi m3. Đây chính là điều tạo ra thành công. Trong máy nghiền bi, bạn chỉ có thể sử dụng 32% thể tích toàn phần – 68% là rỗng. Tuy nhiên, trong máy nghiền Pamir, chúng ta có thể nạp đầy tới 85%, nên chúng ta có ít khoảng trống hơn. Cũng vậy, tốc độ ‘cực đại’ trong máy nghiền bi là 2,5 – 3,5m/giây. Với máy nghiền Pamir, tốc độ cực đại có thể tăng lên 5-8m/giây. Điều này tạo ra động năng lớn hơn truyền tới liệu cấp so với máy nghiền bi.
| Bảng 1 | Đường kính (m) | Chiều dài (m) | Công suất (kW) | Dung tích (m3) | Cường độ năng lượng (kW/m3) |
| Máy nghiền bi | 4,2 | 13,0 | 2600 | 180 | 14,4 |
| Máy nghiền Pamir | 1,3 | 3,0 | 900 | 3,0 | 300 |
GC: Làm thế nào để các viên bi thủy tinh không ‘nghiền chính chúng’? Tuổi thọ trung bình của chúng là bao nhiêu?
HB: Thiết kế của máy nghiền đảm bảo rằng các viên bi thủy tinh duy trì chuyển động liên tục, giảm bớt khả năng chúng va đập vào nhau mà có thể gây ra mài mòn đáng kể. Kết quả là, các viên bi thủy tinh có tuổi thọ kéo dài, thường kéo dài trong nhiều chu trình nghiền trước khi cần được thay thế. Điều này có thể so sánh với bi đạn nghiền trong máy nghiền bi. Tuổi thọ chính xác thay đổi tùy thuộc vào loại nguyên liệu đang được xử lý và các điều kiện vận hành của máy nghiền.
GC: Nhược điểm của việc sử dụng máy nghiền bi thủy tinh so với máy nghiền thông thường là gì?
HB: Một trong những vấn đề được quan tâm chính là yêu cầu chuẩn bị nguyên liệu với công nghệ tiên tiến này. Với hình dạng hiện tại của nó, chúng tôi ưu tiên nạp cỡ liệu tối đa là 0,5mm. Ngoài ra, hàm lượng độ ẩm của liệu cấp nên thấp hơn 1,5%. Cũng có những thách thức liên quan tới việc di chuyển nguyên liệu bên trong máy nghiền. Kết quả là, chúng tôi phải tối ưu hóa các loại chất trợ nghiền và liều lượng của chúng, mà có thể sẽ cao hơn so với máy nghiền bi thông thường.
GC: Quá trình phát triển đã đạt đến giai đoạn nào rồi?
HB: Máy nghiền Pamir đang vận hành tại Bursa Çimento và Adana Oyak Çimento, cả hai đều ở Thổ Nhĩ Kỳ và cả hai đều nghiền clinker xi măng. Máy nghiền Bursa 1m3 đã chạy với năng suất 50 tấn/giờ được 5 năm, trong thời gian này chúng tôi đã quan sát thấy các tính chất mài mòn có thể chấp nhận được đã mô tả ở trên. Tại Adana đang sử dụng máy nghiền cho clinker xi măng trắng, chúng tôi không thấy có sự mài mòn đáng chú ý nào và cho đến nay đã không phải thay thế bất kỳ chi tiết nào.
Tiết kiệm năng lượng trong dài hạn so với máy nghiền bị là 16% tại Bursa, với sản lượng xi măng xám tăng 22%. Đã giảm được 10% năng lượng sử dụng tại Adana, với năng suất sản xuất xi măng trắng tăng 25%.
GC: Giai đoạn tiếp theo đối với công nghệ này là gì?
HB: Chúng tôi biết rằng máy nghiền Pamir sẽ rất quan trọng đối với các nhà máy xi măng trong tương lai, và hiện tại, chúng tôi đang tiến hành thử nghiệm các phiên bản thích ứng khác nhau, bao gồm các hệ thống kết hợp máy cán ép con lăn cùng với máy nghiền Pamir, cũng như các hệ thống kết hợp máy nghiền đứng con lăn và máy nghiền Pamir. Chúng tôi đã đạt được các kết quả tích cực so với các kết hợp thông thường chỉ dựa vào máy nghiền bi.
Chúng tôi cũng tập trung vào nghiền riêng đối với clinker, puzolan, tro bay, .v.v.. Chúng tôi có thể nghiền các loại này riêng biệt và kết hợp chúng trong một máy trộn. Điều này sẽ cho phép các nhà thiết kế hỗn hợp dễ dàng điều chỉnh sự phân bố kích thước chính xác của mỗi thành phần và kể cả cấp phối hạt chính xác cho sản phẩm xi măng cuối cùng, để tối ưu hóa các đặc tính mong muốn của họ.
Ngoài ra, chúng tôi đang mở rộng quy mô năng suất và mở rộng các ứng dụng mà máy nghiền Pamir sẽ được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau. Chúng tôi nhằm mục tiêu tối ưu hóa thêm thiết kế máy nghiền để nâng cao hiệu suất, cải thiện tính linh hoạt và dễ sử dụng của nó. Hơn nữa, chúng tôi lên kế hoạch để kết hợp với nhiều đối tác hơn cho thử nghiệm thêm trong thực tế và bắt đầu tích hợp các thông tin phản hồi từ phạm vi ứng dụng rộng hơn. Điều này sẽ giúp chúng tôi cải tiến thêm công nghệ này và chuẩn bị nó cho áp dụng thương mại rộng rãi hơn.
GC: Ông hy vọng nó sẽ có tác động gì trong 5-10 năm tới?
HB: Trong 5-10 năm tới, chúng tôi hy vọng rằng máy nghiền Pamir sẽ có tác động đáng kể tới ngành công nghiệp chế biến nguyên liệu bằng cách làm cho nó bền vững hơn và hiệu quả hơn. Mục tiêu của chúng tôi là làm cho máy nghiền này trở thành một giải pháp tiêu chuẩn để đạt được cỡ hạt mịn của nhiều loại nguyên vật liêu, giảm bớt năng lượng và phế thải liên quan tới các quá trình nghiền truyền thống. Chúng tôi dự định sẽ cung cấp các giải pháp đặc biệt mới trong thời gian tới bằng cách đưa các ý tưởng sáng tạo mà chúng tôi đang nghiên cứu ở phòng thí nghiệm trung tâm nghiên cứu và phát triển của chúng tôi vào các ứng dụng công nghiệp.
Chúng tôi sẽ cố gắng hướng tới các mục tiêu chẳng hạn như thay đổi các công nghệ hiện có trong lĩnh vực này bằng các công nghệ hoàn toàn mới, giảm bớt năng lượng tiêu hao, mở rộng công suất, và nâng cao chất lượng sản phẩm. Bằng cách nâng cao hiệu suất quá trình và giảm bớt chi phí vận hành, chúng tôi tin tưởng máy nghiền bi thủy tinh sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự đổi mới và tính bền vững trong xử lý nguyên vật liệu trên nhiều lĩnh vực khác nhau.
GC: Cảm ơn ông Benzer đã dành thời gian hôm nay.
HB: Không có gì.
