TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

KẾ HOẠCH THỰC HÀNH

BÀI 1: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ
KỸ THUẬT CỦA PHỐI LIỆU
Môn học: THỰC HÀNH CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
Giảng viên hướng dẫn: LÊ TRỌNG THÀNH
Sinh viên thực hiện: NHÓM 1
Lớp: DHHO9A

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2016


DANH SÁCH NHÓM
H
ọ
v
à
t
ê
n
N
g
u
y
ễ
n
T
r

ọ
n
g

M
S
S
V

1
3
0
3
3
0
9
1

N
g
h
ĩ
a
D
ư
ơ
n
g
T
h

ị
K
i

1
3
0
1
4
5
4
1

G
h
i
c
h
ú


m
N
g
ọ
c
T
r
ư
ơ

n
g
N
g
ọ
c
N
a
m

1
3
0
3
1
7
7
1


MỤC LỤC


I. MỤC ĐÍCH
- Hiểu được ý nghĩa, tầm quan trọng của các thông số kỹ thuật của phối liệu trong
công nghệ silicat;
- Nắm được các phương pháp xác định các thông số kỹ thuật của phối liệu trong
công nghệ sản xuất silicat;
- Tiếp tục hoàn thiện các thao tác, kỹ năng thực hành.
II. TỔNG QUAN

Nhìn chung, trong tất cả các quy trình sản xuất, việc kiểm tra, xác định các thông
số kỹ thuật của nguyên liệu đầu vào đóng vai trò hết sức quan trọng đối với chất lượng
đầu ra của sản phầm. Đối với công nghệ sản xuất silicat, việc xác định các thông số
như: độ ẩm, thành phần hạt, thành phần khoáng, động linh động,... ảnh hưởng khá
nhiều đến việc lựa chọn phương pháp sản xuất. Đối với các phương pháp sản xuất khác
nhau mà việc kiểm tra các thông số, tiêu chuẩn kỹ thuật cũng khác nhau.
Từ các số liệu thu được trong quá trình kiếm tra, mà kỹ sư có thể:
- Đánh giá, tiên lượng được diễn biến có thể xảy ra trong quá trình nung.
- Xác định các nhiệt độ: kết khối, biến dạng của nguyên liệu.
- Xác định kích thước mộc trong khâu tạo hình, khuôn tạo hình… để sản phẩm
đúng kích thước.
- Điều chỉnh các thông số kỹ thuật sao cho phù hợp để đưa vào sản xuất.
- Bên cạnh đó, việc xác định thông số kỹ thuật còn giúp ta đảm bảo các chỉ tiêu
trước khi tạo hình nhằm đảm bảo ít phế phẩm.
Ở trong bài thực hành, phương pháp lựa chọn là đổ rót nên các thông số được
kiểm tra sẽ là: Độ ẩm, độ co sấy và co nung, tốc độ bám khuôn, tỷ trọng hồ, độ linh
động (độ nhớt), độ sánh.
2.1. Độ ẩm
Xác định độ ẩm tuyệt đối là quá trình xác định tỷ số lượng nước mất đi so với
mẫu khô, được xác định theo công thức:

5


Với:
- ma: khối lượng trước khi sấy, kể cả chén nung (g)
- mb: khối lượng mẫu sau khi sấy, kể cả chén nung (g)
- ms: khối lượng mẫu khô khi sấy ở nhiệt độ sấy (g)
Độ ẩm tương đối là tỷ số lượng nước mất khi sấy so với mẫu ẩm, được tính theo
công thức:


Chú ý:
- Đối với nguyên liệu đất sét – cao lanh, thường sấy ở 105 – 110oC
- Đối với mẫu có chưa boxit, phải sấy ở nhiệt độ 125 – 140oC
2.2. Độ co sấy và co nung
Độ co sấy và nung là sự thay đổi kích thước của mẫu khi sấy ( hoặc nung (, được
biểu thị bằng phần trăm chiều dài của mẫu đất bị co lại khi sấy hoặc nung , được xác
định theo công thức:

Độ co toàn phần là sự thay đổi kích thước từ khi bắt đầu quá trình sấy đến kết
thúc quá trình nung.

Với:
- l0: khoảng cách ban đầu giữa các dấu trên mẫu (mm);
- l1: khoảng cách giữa các dấu sau khi sấy (mm).
- l2: khoảng cách giữa các dấu sau khi nung (mm).
2.3. Tốc độ bám khuôn (hồ đổ rót)

6


Trong phương pháp tạo hình đổ rót, độ bám khuôn là khả năng huyền phù (phối
liệu) bám sát vào khuôn thạch cao do sự hút nước (lực hút mao quản trong các lỗ xốp
trong khuôn) hoặc do phản ứng hóa học của khuôn thạch cao:
CaSO4.0,5H2O + 1,5H2O = CaSO4.2H2O

Tốc độ bám khuôn được xác định như sau:

Với:
- C: tốc độ bám lõi (g/cm2s);

- g: lượng đất mộc khô bám trên lõi thạch cao (g), được tính theo công thức:

•

a: khối lượng lõi thạch cao khô (g)

•

b: khối lượng lõi thạch cao, đất mộc và lượng nước hút vào (g)

- F: diện tích lõi thạch cao nhúng vào hồ (cm2);
- t: thời gian bám lõi (s).
2.4. Thông số kỹ thuật hồ đổ rót
2.4.1. Yêu cầu kỹ thuật
- Lượng nước ít để giảm thời gian đổ rót, thời gian sấy;
- Độ nhớt nhỏ, để dễ dàng vận chuyển trong ống, điền đủ chi tiết trong khuôn;
- Hồ bền, ít bị lắng, không bị sánh, độ nhớt ổn định;
- Độ bám khuôn tốt;
- Lượng chất điện giải ít nhất;
- Dễ tháo khuôn, ít khuyết tật, bề mặt nhẵn;
- Thông số cần kiểm tra: Độ lưu động (độ nhớt), độ sánh, tốc độ bám khuôn.
2.4.2. Thông số kiểm tra hồ đổ rót
Để đo độ nhớt, ta xác định hằng số A, B của dụng cụ bằng hai chất lỏng mà ta
biết trước độ nhớt (ví dụ: glycerin và nước).
7


Xác định hằng số A, B bằng hai chất lỏng glycerin và nước mà ta biết trước độ
nhớt:


Nước: �=8.9× , ρ 1
Glycerin: �=0.984 , ρ 1.25
Thời gian chảy trung bình:
Hiệu chỉnh độ nhớt :
Thời gian chảy là trung bình các lần đo:

Cần hiệu chỉnh độ nhớt chất lỏng khi đi qua ống mao quản theo công thức:

Với:
- r: bán kính ống mao quản
- l: chiều dài ống mao quản
Khi h = const, ta có:

Mỗi giá trị đo lấy kết quả trung bình của ba lần thí nghiệm. Để kết quả thu được
chính xác, mẫu hồ cần đo càng gần với điều kiện thực tế càng tốt.
Độ sánh:

Chú ý: Lựa chọn hoặc tùy thuộc vào yêu cầu và mục đích cụ thể.
III. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT
3.1. Dụng cụ - Thiết bị
- Bình hút ẩm
- Lò nung

- Dao cắt
- Khuôn kim loại: 1
8


- Bếp điện: 1
- Đồng hồ bấm giây: 1

- Becher 500ml: 2
- Ống đong 100ml: 1
- Chén sứ: 5
- Ống nhựa PVC
- Dụng cụ Zahn – Viscoimeter
- Lò sấy

- Cân kỹ thuật
- Thước kẹp: 1
- Cân max 2kg
- Máy khuấy: 1
- Becher 250ml: 2
- Bộ kẹp và giá: 1
- Trục lăn: 1

3.2. Hóa chất
- Đất sét dẻo
- Lõi thạch cao Фtrong = 18mm

-

- Nước cất

9

Hồ đổ rót
Glycerin (CN)
Thạch cao (CN)



IV. PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH
4.1. Chuẩn bị thí nghiệm
4.1.1. Cách sử dụng thước kẹp
Trước khi đo cần kiểm tra xem thước có chính xác không.
Phải kiểm tra xem mặt vật đo có sạch không.
Khi đo phải giữ cho hai mặt phẳng của thước song song với kích thước cần đo.
Trường hợp phải lấy thước ra khỏi vị trí đo thì vặn đai ốc hãm để cố định hàm
động với thân thước chính.
Chú ý: Nếu đo mặt trong của chi tiết thì ta phải cộng thêm 10mm với thước đơn
vị mm
Cách đọc trị số đo:
Khi đo xem vạch “0” của du xích ở vào vị trí nào của thước chính ta đọc được
phần nguyên của kích thước ở trên thước chính.
Xem vạch nào của du xích trùng với vạch của thước chính ta đọc được phần lẻ
của kích thước theo vạch đó của du xích (tại phần trùng nhau).
Đọc giá trị đến 1.0mm: đọc trên thang đo chính vị trí bên trái của điểm “0” trên
thanh trượt.
Đọc giá trị phần thập phân: đọc tại điểm mà vạch của thước trượt trùng với vạch
trên thang đo chính..
Cách tính toán giá trị đo: lấy hai giá trị trên cộng vào nhau ( giá trị thứ hai nhân
vơi sai số ghi trên thân thước. ví dụ: 0.02mm).

Chuẩn bị hồ đổ rót


1Kg bột nguyên liệu

Nghiền

Sàng qua sàng 80 mesh


Chia bột thành các phần nhỏ

Cho nước vào

Bổ sung chất chống kết tụ


4.1.2. Chuẩn bị lõi thạch cao

4.2. Tiến hành thí nghiệm


4.2.1. Xác định độ ẩm

Độ ẩm tuyệt đối được xác định theo công thức:
Độ ẩm tương đối được xác định theo công thức:

4.2.2. Xác định độ co sấy


Độ co sấy được tính theo công thức sau:

Với:
l0: khoảng cách ban đầu giữa các dấu trên mẫu (mm);
l1: khoảng cách giữa các dấu sau khi sấy (hoặc nung) (mm).

4.2.3. Xác định tốc độ bám khuôn của lõi thạch cao



Tính lượng đất mộc khô bám trên lõi thạch cao (g):
Tính tốc độ bám khuôn:

4.2.4. Tỷ trọng hồ
4.2.4.5. Xác định độ nhớt của hồ bằng nhớt kế Zahn – Viscoimeter


Trong thực tế, xác định thời gian chảy là xác định gián tiếp độ nhớt.

4.2.4.6. Độ sánh của hồ đổ rót


Độ sánh hồ đổ rót được tính theo công thức:

Với là thời gian hồ chảy hết.

V. TRẢ LỜI CÂU HỎI


Câu 1: Anh ( Chị) hãy cho biết yêu cầu tốc độ bám khuôn của hồ đổ rót phụ
thuộc vào những yếu tố nào, yếu tố nào quan trọng nhất?
Trả lời:
Độ linh động của hồ phải tốt (độ nhớt bé) để đảm bảo hồ di chuyển trong đường
ống thuận lợi và dễ rót vào khuôn.
Lượng nước ít nhất để giảm thời gian rót.
Hồ phải khá bền theo thời gian, không có hiện tượng lắng, keo tụ, không đóng
sánh, độ nhớt ổn định.
Tốc độ bám khuôn lớn.
Lượng chất điện giải bé.
Các hạt dạng đối xứng dễ chảy hơn, các hạt mịn dễ bị kết tụ tạo lỗ xốp làm giảm

tính chảy. Mức kết tụ do tính chất bề mặt và kích thước hạt quyết định.

Yếu tố quan trọng nhất là lượng nước phải ít nhất.
Câu 2: Anh ( Chị) hãy cho biết muốn cho hồ đổ rót bám đều vào khuôn hoặc
lõi thì hồ đổ rót cần phải thõa mãn tính chất gì?
Trả lời:
-Để đảm bảo cho việc hồ đổ rót bám đều vào khuôn thì cần phải thỏa mãn các yêu
cầu sau:
-

Độ linh động của hồ phải tốt (độ nhớt bé) để đảm bảo hồ di chuyển trong đường ống

-

thuận lợi và dễ rót vào khuôn.
Lượng nước ít nhất để giảm thời gian rót.
Hồ phải khá bền theo thời gian, không có hiện tượng lắng, keo tụ, không đóng sánh, độ

-

nhớt ổn định.
Lượng chất điện giải bé
Yếu tố quan trọng nhất là lượng nước phải ít.
Câu 3: Anh ( Chị) hãy trình bày các phương pháp tạo hình trong gốm sứ.
Đặc điểm từng phương pháp.


Mẫu được tạo hình bằng phương pháp dẻo, phương pháp hồ đổ rót, phương pháp
ép.
a. Tạo hình dẻo:

Trong sản xuất gạch ngói, người ta thường luyện đất sét đến độ dẻo thích hợp sau
đó tạo hình sản phẩm bằng phương pháp đùn, ép dẻo... Trong sản phẩm gốm sứ mỹ
nghệ: bình, chậu, liễn, đôn, chum, vại... người ta chủ yếu tạo hình bằng cách vuốt đất
sét đã luyện đến độ dẻo thích hợp trên bệ quay. Đây là phương pháp tạo hình mang tính
thủ công, hình dáng của sản phẩm tùy thuộc vào bàn tay tài hoa của người thợ.
b. Tạo hình bằng phương pháp hồ đổ rót:
Để tạo hình các sản phẩm có hình dáng phức tạp, người ta phải sử dụng phương
pháp hồ đổ rót. Nguyên tắc của phương pháp này như sau: phối liệu được cho vào
nước, khuấy đều tạo thành dạng hồ lỏng. Khi rót hồ vào khuôn thạch cao, do thạch cao
có khả năng hút nước nên hồ chuyển động theo hướng thành khuôn, bám vào khuôn
thành một lớp mỏng đặc sít, theo thời gian, chiều dày của lớp mộc tăng dần. Lượng hồ
lỏng còn lại được đổ ra khỏi khuôn. Sau khi đem phơi khô, tháo khuôn ta được sản
phẩm có hình dáng phụ thuộc vào khuôn thạch cao.

Tạo hình bằng phương pháp hồ đổ rót
c. Tạo hình bằng phương pháp ép bán khô
Hiện nay một trong những sản phẩm gốm sứ quan trọng nhất là gạch ốp lát.
Phương pháp tạo hình chủ yếu của loại sản phẩm này là nén phối liệu dưới dạng bột có


độ ẩm khoảng 8 – 9% trong khuôn bằng thép bằng máy ép thủy lực với lực nén khoảng
250kG/ cm2.
Phương pháp này có ưu điểm là mật độ, độ bền cơ học của mộc rất cao sản phẩm
dễ thêu kết hơn, độ co ngót của sản phẩm thấp và đồng đều.
VI. GHI CHÚ
6.1. Xử lí hóa chất dư thừa, đảm bảo vệ sinh
Ngay từ khâu chuẩn bị vật liệu: bụi xuất hiện từ những vật liệu mà thành phần
chủ yếu là các hạt đất sét, cao lanh, thạch anh, cacbonat.
Trong quá trình tạo hình có sinh ra đất dư, bụi:
-


Khi rã khuôn thì có đất cạo bỏ, bụi.
Khi sấy khô có khí thải, nhiệt dư: được tìm thấy trong dòng khí thải của máy
sấy ở dạng hạt phân tán.

Xử lý chất lỏng và rắn: Thành phần chính của nước thải là nước và đất sét dạng
huyền phù lơ lững trong nước.
Đối với hồ đổ rót dư:
-

Ta đã biết chất rắn vô cơ có thể gây lắng đọng bùn hoặc tương tác với nước
nhận, ảnh hưởng đến việc khử trùng do tạo vỏ bọc VSV, gây đục dòng chảy
và bao bọc VK trong khi khử trùng, làm giảm oxi hòa tan. Vì thế việc xử lý

-

cặn lơ lửng là một điều chúng ta cần phải quan tâm và hiểu rõ.
Ta tiến hành đổ hồ dư vào cái xô, thùng. Sau đó, cho nước vào đợi cho đến
khi tất cả huyền phù lắng xuống phía dưới, ta tiến hành loại bỏ phần nước
trong phía trên, phần huyền thù còn lại ta sử dụng bọc nilong để đựng và được
sử dụng lại cho những lần thí nghiệm tiếp theo. Tuyệt đối không được đổ hồ
xuống bồn rửa dụng cụ thí nghiệm vì như thế sẽ làm tắt nghẽn các ống. Nếu
có thiết bị chuyên về lọc cặn lơ lửng thì ta có thể áp dụng phương pháp lọc
thẩm tách, chưng chất, lọc.

Đối với đất sét dư ta đưng trong túi nilong hoặc thùng, hộp có nắp đậy.


Xử lý khí, bụi: Trong quá trình chuẩn bị hồ đổ rót, ta sử dụng bột phối trộn sẵn,
bụi sẽ bay lên, khi tiến hành ta nên tìm chỗ ít người và đeo khẩu trang có lớp than hoạt

tính để lọc bụi và đeo gang tay. Sử dụng xong ta phải buộc thật kỹ, hạn chế các tác
động đến phần bột dư ấy.
Khi sấy, chúng ta không nên để cơ thể tiếp xúc với lò sấy vì nhiệt bên trong lò sấy
cùng với khí thải sẽ xâm nhập qua đường hô hấp. Thực hiện đúng theo quy tắc sử dụng
máy sấy. Ta đứng một phía sau cánh cửa của lò khi thực hiện các thao tác mở cửa lò.
Nếu có người đi ngang lò sấy ta nên hạn chế đóng mở cửa lò. Dùng kẹp để gấp mẫu
sau khi nung.
Khi rã khuôn để lấy sản phẩm, ta nên lấy phần lõi nhẹ nhàng, khéo léo, tránh gõ
mạnh, vỡ ra nhiều mảnh vì như thế bụi sẽ phát tán.
Không được đùa giỡn khi đang làm thí nghiệm
6.2. Những lưu ý
-

Bố trí thí nghiệm sao cho kịp thời gian

-

Hóa chất rắn lấy cẩn thận, không tác động mạnh để hạn chế bụi.

-

Lượng nguyên liệu tính toán cẩn thận, không được dư.

-

TN1: Cách lấy mẫu, ghi số liệu, lưu mẫu.

-

TN2: Mẫu không được biến dạng, cong vênh, sử dụng thước kẹp chính

xác.

-

TN3: Chuẩn bị lõi thạch cao thời gian là 3h, khuấy hồ nhanh và đều, đong
cân, nhúng chính xác. Nên tiến hành ngay lúc đầu giờ.

-

TN4: Cân, rót hồ chính xác. Khuấy đều trước khi tiến hành.

-

TN5: Cách sử dụng nhớ kế Zahn- Viscoimeter.

-

TN6: Tương tư TN5.


6.3. Phân công thao tác thực hiện
Ngườ
i thực
hiện

Kiểm tra Chuẩn bịChuẩn bịXác
hồ định độ
Xác địnhXác định
Xác định độ
Xác định

dụng cụ lõi thạch đổ rót ẩm (40p) tỷ trọng hồ
độ nhớtsánh
tốc độ bám
(5p)
cao
(10p)
khuôn
(2h40p)

Nguy
ễn
Trọn
g
Nghĩ
a
Dươn
g Thị
Kim
Ngọc
Trươ
ng
Ngọc
Nam

6.3. Đề nghị, đóng góp bài thực hành
Xử lý chất thải phòng thí nghiệm đòi hỏi phải có sự tham gia tích cực và hỗ trợ
của các nhân viên phòng thí nghiệm (kinh nghiệm cá nhân, phân loại chất thải, hạn chế
phát thải,…).
Hóa chất cũng như nguyên liệu phải ghi nhãn mác .
Tuân thủ nội quy phòng thí nghiệm.

Trang bị cơ sở vật chất về xử lý chất thải như keo tụ, lọc, hệ thống bể keo tụ, tạo
bông và lắng hóa lý. … Vật dụng như xô thùng, bể chứa chất rắn dư thừa. Xây dựng
nơi phân hủy bùn nếu dư thừa rắn lơ lửng.