Hiện nay, các quy trình sản xuất cát nhân tạo chủ yếu bao gồm sản xuất cát rửa ướt và sản xuất cát khô. Phương pháp rửa ướt được sử dụng rộng rãi trong giai đoạn đầu phát triển cát nhân tạo nhưng lại gặp phải các vấn đề như tiêu thụ nước cao, ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng và thất thoát bột đá. Với việc áp dụng máy nghiền cát dạng tháp, sản xuất khô đã trở thành một quy trình phổ biến trong các dây chuyền sản xuất cát nhân tạo.

Các quy trình khô truyền thống sử dụng máy nghiền búa, máy nghiền va đập, máy nghiền hình nón hoặc kết hợp cả hai. Tuy nhiên, tất cả các thiết lập này trong dây chuyền sản xuất cát nhân tạo đều có nhược điểm: hàm lượng bột sản phẩm quá cao, hình dạng hạt kém, độ phân cấp không hợp lý, tỷ lệ thành phẩm thấp và máy làm cát bị mài mòn nặng.

Các doanh nghiệp trong nước hiện nay chủ yếu áp dụng các quy trình khô mới tập trung vào máy nghiền VSI (máy nghiền va đập trục đứng), cùng với máy nghiền con lăn và máy nghiền búa trong máy làm cát.

Máy nghiền VSI

Hệ thống sản xuất cát với máy nghiền VSI - chìa khóa cho dây chuyền sản xuất cát nhân tạo - bao gồm các mô-đun nghiền lõi, sàng lọc, loại bỏ bụi và vận chuyển. Hệ thống này thúc đẩy công nghệ sản xuất cát hướng tới xanh hóa, thông minh hóa và dịch vụ hóa. Hệ thống định hình dựa trên máy nghiền VSI cung cấp cho máy sản xuất cát chính các chức năng nghiền, định hình, sản xuất cát, phân loại, đảm bảo hình dạng hạt tối ưu. Với sàng rung và thu bụi xung, dây chuyền sản xuất cát nhân tạo tạo ra cốt liệu và cát chất lượng cao, cho phép sản xuất sạch.

Ưu điểm: (1) Hiệu suất cao: Máy nghiền VSI, cốt lõi của dây chuyền sản xuất cát nhân tạo, xử lý vật liệu tốt, chống ẩm và vận hành ổn định. (2) Chất lượng sản phẩm hàng đầu: Máy nghiền VSI tạo ra cốt liệu có ít hạt hình kim, hình tròn và độ phân cấp tốt—lý tưởng cho các dự án chất lượng cao, sản xuất ổn định cát loại Ⅰ. (3) Thiết kế nhỏ gọn: Tháp sản xuất cát tích hợp giúp dây chuyền sản xuất cát nhân tạo có diện tích nhỏ, nhưng máy nghiền VSI cần có sàng rung và gầu nâng phù hợp.

Máy nghiền con lăn

Trong một nhà máy sản xuất cát, máy nghiền con lăn hoạt động bằng cách ép vật liệu giữa hai con lăn quay ngược chiều nhau. Máy nghiền con lăn có chức năng bảo vệ quá tải: khi gặp vật liệu không thể nghiền, con lăn sẽ rút lui nhờ hệ thống thủy lực/lò xo để xả vật liệu, bảo vệ máy sản xuất cát. Việc điều chỉnh khe hở con lăn sẽ kiểm soát kích thước, hình dạng và mô đun độ mịn đầu ra của hạt.

Ưu điểm: (1) Cấu trúc đơn giản: Máy nghiền con lăn ít bị nghiền quá mức, răng con lăn có thể điều chỉnh và xử lý quặng cứng/mềm trung bình. (2) Kinh tế cao: Máy nghiền con lăn có tỷ lệ thành phẩm gần 100%, chạy ổn định, ít mài mòn và chi phí cho dây chuyền sản xuất cát nhân tạo. (3) Chống tắc nghẽn: Con lăn có hình dạng đặc biệt giúp giảm tắc nghẽn vật liệu.

Nhược điểm: Chất lượng đầu ra của máy nghiền trục nằm giữa máy nghiền búa và máy nghiền VSI—đáp ứng tiêu chuẩn cát loại Ⅱ nhưng không đạt tiêu chuẩn loại Ⅰ.

Máy nghiền búa trục đôi

Trong một nhà máy sản xuất cát, hai rotor của máy nghiền búa này chạy ngược chiều nhau. Vật liệu được đập bởi búa của rotor thứ nhất, thu được động năng và được ném sang rotor thứ hai để tạo ra lực tác động mạnh hơn. Vật liệu đạt tiêu chuẩn sẽ thoát ra qua các khe hở của lưới sàng.

Ưu điểm: (1) Ít mài mòn: Va chạm vật liệu làm giảm mức tiêu thụ búa. (2) Hiệu suất cao: Tỷ lệ nghiền lớn đảm bảo sản lượng cao. (3) Tiết kiệm: Cấu trúc đơn giản của máy nghiền búa giúp giảm mức tiêu thụ điện năng của đơn vị và chi phí dây chuyền sản xuất cát nhân tạo.

Nhược điểm: (1) Việc điều chỉnh khe hở của song chắn cần phải thay thế, tốn thời gian. (2) Kiểm soát chất lượng hạn chế—chỉ sản xuất cát loại III nên ít doanh nghiệp sử dụng máy nghiền búa trong dây chuyền sản xuất cát nhân tạo.

(1) Chất lượng: Máy nghiền VSI hàng đầu (Loại 1), máy nghiền con lăn thứ hai (Loại 2), máy nghiền búa thấp nhất (Loại 3). (2) Tỷ lệ thành phẩm: Máy nghiền con lăn và máy nghiền búa gần 100%; máy nghiền VSI 60%-85% (bị ảnh hưởng bởi mẫu mã và nguyên liệu thô). (3) Chi phí: Máy nghiền VSI cao nhất, máy nghiền con lăn trung bình, máy nghiền búa thấp nhất. (4) Bảo vệ môi trường: Máy nghiền VSI (hoàn toàn khép kín, thu gom bụi hiệu quả) tốt hơn các loại khác.

Tóm lại, khi lựa chọn máy làm cát cho dây chuyền sản xuất cát nhân tạo, hãy cân nhắc đến chi phí và đảm bảo chất lượng cát đáp ứng nhu cầu hạ nguồn để tối đa hóa sản lượng với đầu vào tối thiểu.