TIEU LUAN MON TAI CHE - CONG NGHE SAN XUAT XI MANG

Quy trình sn xut 

1



KHOA CN SINH HỌC & KT MÔI TRƯỜNG





BÀI TIU LUN
 tài: QUY TRÌNH SN XU

GVHD: TRẦN ĐỨC THẢO

Nhóm thc hin: nhóm 5
t 3009110446
 
Lê Kim Mn 3009110377
Nguyn Th Tho 3009110241

TPHCM, ngày 28 tháng 9 năm 2013
Quy trình sn xut 

2



KHOA CN SINH HỌC & KT MÔI TRƯỜNG

6




BÀI TIU LUN
 tài: QUY TRÌNH SN XU

GVHD: TRẦN ĐỨC THẢO
Bng phân công nhiêm v

TPHCM, ngày 28tháng 9 năm 2013
H và tên sinh viên
Nhim v
 
I.Gii thiu chung
II.Nguyên liu sn xu
t
III.Quá trình sn xut clinker
VI. X ng
Lê Kim Mn
IV.Quy trình sn xu
lò quay khô.
Nguyn Th Tho
V. S dng tài nguyên và vn d ng.
Quy trình sn xut 

3

NI DUNG BÁO CÁO

I. GIỚI THIỆU CHUNG 5
1. Lịch sử hình thành: 5
2. Khái niệm: 6
II. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG 6
1. Clinker 6
1.1 Thành phn pha ca clinker: 7
1.2 a các khoáng clinker 8
a) Khoáng Alit (54CaO.16SiO
2
.Al
2
O
3
.MgO = C
54
S
16
AM): 8
b) Khoáng Bêlít (C
2
S): 8
c) Khoáng canxi aluminat (C
3
A): 9
d) Khoáng Canxi alumo ferit (C
4
AF): 9
e) Các khoáng khác: 10
2. Thch cao 10
3.  11

4. Ph gia (Pouzzolane) 12
III. QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CLINKER 12
1. t. 12
2.  13
3.  13
 14
 14
 15
 16
Quy trình sn xut 

4


3
 17
 18
IV. QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG THEO CÔNG NGHỆ LÒ QUAY KHÔ 19
1.  quy trình sn xut thi phát sinh: 19
2.  20
V. SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN VÀ VẤN DẾ MÔI TRƯỜNG. 23
1. Tiêu th tài nguyên 23
a) Tiêu th nguyên liu 23
b) Tiêu th ng 24
2. Tác ng 27
a) Phát thi khí 27
b)  31
c)  31
VI. XỬ LÍ MÔI TRƯỜNG 31
1. X lý bi 31

2. X lý khí thi khác 32
a) X lý SO
2
: 32
b) X lý khí NOx 33
 33



Quy trình sn xut 

5

I. GIỚI THIỆU CHUNG
1. Lịch sử hình thành:
- c ta vn là mc công nghip chm phát trin li va tri qua
cuc chin tranh lâu dài, gian kh, ác li i sng ca nhân dân còn nhi  
Công nghip, nông nghip còn lc hu, quy mô nh bé và thiu thn v   vt cht.
    c ho nh chic phát trin kinh t xã hi
 phát trin ca ngành công nghip sn xu
- Nhu cu tiêu th u không ng n nay, sn
  g liên t   i s phát trin trong công ngh sn xu  
  gii là 2283 triu t
lên ti 3294 triu tn (Hình 1).
- Ti Vit trong nhng ngành công nghi bc hình thành
sm nht  Vit Nam, cùng vi các ngành d  ng s   
u tiên ca Vic xây dng  Hn nay, Vit
 tham gia trc tip vào sn xut và phc v sn xut xi
 c. T p sn xuc phát trin mnh
do sn xuc nhu cu tiêu th c

th hin trong Hình 2.
Quy trình sn xut 

6


2. Khái niệm:
t kt dính thy  dng bt mn, khi trn vc thành dng h do có
kh n to thành vt liu d các phn  t
liu xây dn rt quan trng, s dng trong các công trình xây dng dân dng và
công nghip.

II. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG
1. Clinker
- Clinker là bán sn phm trong quá trình sn xu    c sn xut bng
cách nung kt hp hn hp nguyên lit sét và qung st vi thành phn xác
c, Clinker có dng cc si nhc 10-50mm.


Quy trình sn xut 

7

Thành phần hóa học của clinker:
Thành
phần chính
Tỉ lệ (%)
Tạp chất
Tỉ lệ (%)
CaO

58  67
MgO
1  5
SiO
2

16  26
SO
3

0.1  2.5
Al
2
O
3

4  8
P
2
O
5

0  1.5
Fe
2
O
3

2  5
Mn

2
O
3

0  3


TiO
2

0  0.5


K
2
O + Na
2
O
0  1
1.1 Thành phần pha của clinker:

- Nguyên liu c pha trn theo t l nh r nhi cao khong 1450 
1455
0
C nhm to hp cht cha thành phn pha cn thit (gm các loi khoáng và pha
thy tinh).
- Các oxýt chính phn ng to thành khoáng cn thit. Mt phn nguyên liu không phn
ng nm trong pha thy tinh hoc  dng t do. Ngoài ra clinker còn cha nhng khoáng
khác do tp cht phn ng to nên trong quá trình nung

Tên khoáng
Công thức HH
Kí hiệu
Thành phần %
Khoáng chính
Alít
3CaO.SiO
2

C
3
S
40  60
Belít
2CaO.SiO
2
C
2
S
15  35
Tricanxi
Aluminat
3CaO.Al
2
O
3

C
3

A
4  14
Aluminoferit
Canxi
4CaO.Al
2
O
3
.Fe
2
O
3

C
4
AF
10  18
Khoán
g phụ
Aluminat Alkali
(K.Na)
2
O.8CaO.3Al
2
O
3

(KN)
2
C

8
A
3

0  1
Sunfat Alkali
(K.Na)
2
SO
4


0  1
Quy trình sn xut 

8

Alumo
Manganat
Canxi
4CaO.Al
2
O
3
.Mn
2
O
3

0  3
Sunfat Canxi
CaSO
4


0  2

1.2 Đặc trưng của các khoáng clinker
a) Khoáng Alit (54CaO.16SiO
2
.Al
2
O
3
.MgO = C
54
S
16
AM):
- là khoáng chính cng dung dch rn ca khoáng
C
3
S vi ôxit Al
2
O
3
và MgO ln trong mi tinh th thay th v trí ca SiO
2
. Khoáng

C
3
c to thành  nhi l
0
C do s tác dng ca CaO vi khoáng C
3
S
trong pha lng nóng chy và bn vn 2065
0
C (có tài liu nêu gii hn nhi bn
vng ca C
3
S t 1250
0
C  1900
0
C). Alit có cu trúc dng tm hình lc giác, màu trng,
có khng riêng 3,15  3,25 g/cm
3
c 10  250 m.
- Khi tác dng vc, khoáng Alit thy hóa nhanh, ta nhiu nhit, to thành các tinh
th dng si (có công thc vit tt là CSH
(B)
go cho
      cao và phát tri    ng th   i ra
ng Ca(OH)
2
khá nhiu nên kém bc cha ion sunphat.
b) Khoáng Bêlít (C
2

S):
- có cu trúc dng tròn, phân b xung quanh các ht Alit. Bêlit là mt dng thù hình ca
khoáng C
2
S, tn ti trong clanhke khi làm ngui nhanh. Trong quá trình nung clanhke, do
phn ng ca CaO vi SiO
2
 trng thái rn to thành khoáng C
2
S  nhi  600 
1100
0
C. Khoáng C
2
S có 4 dng khác nhau v hình dáng cu trúc và các tính cht, gi là
d, '- , - và - C
2
S.
- S i trng thái cu trúc c ti xut hin pha lng và khi làm ngui ti
nhi ng rt phc tp và ph thuc vào nhiu yu t khác nhau. S bii thù hình
ca C
2
S trong quá trình làm ngui mô t n hóa rt nhiu.
Quy trình sn xut 

9

- Khi làm ngui clanhke, nu t làm ngui chm s xy ra s bii thù hình t dng
- C
2

S sang dng - C
2
S kèm theo hing clanhke b t thành bt vì có s 
tích. Nguyên nhân vì - C
2
S có khng riêng là 2,97 g/cm
3
, nh ng riêng
ca - C
2
S là 3,28 g/cm
3
. - C
2
S không có tính kt dính  u kin nhi và áp sut
ng, vì v tránh hing t clanhke do s bii thù hình t - C
2
S sang -
C
2
S  575
0
C, cn nh b t s 
2
O
5
, BaO vào mng
i cu trúc ca nó to thành dung dch rn.
- Khi tác dng v c, khoáng Belit thy hóa chm, ta nhi  o thành các
tinh th dng si (có công thc vit tt là CSH

(B)
go
 cao. T phát tri ca khoáng Belit ch
khoáng Alit; ph ca Belit mi bng ca Alit. Belit thi ra
ng Ca(OH)
2
 b

c) Khoáng canxi aluminat (C
3
A):
- là cht trung gian màu trng nm xen gia các ht Alit và Belit cùng vi alumo ferit
canxi (C
4
AF). Trong thành phn ca C
3
a mt s tp ch
2
, Fe
2
O
3
,
MgO, K
2
O , Na
2
O.
Aluminát canxi là khoáng quan trng cùng vi Alit t     u c  
   a nhiu C

3
A to nhiu nhi   n, nu thiu hoc không có
th làm chm s  b n rt nhanh (không th thi
 c). C
3
A có t trng 3,04 g/cm
3
         cao
ng sun phát.
d) Khoáng Canxi alumo ferit (C
4
AF):
- t trung gian, có t trng 3,77 g/cm
3
m xen gia các ht Alit và
Belit cùng vi khoáng C
3
A. Khi nung clanhke, do phn ng ca CaO vi Fe
2
O
3
to thành
các khoáng nóng chy  nhi thp (600  700
O

2
O
3
(CF) , C
2

F Sau
p tc phn ng vi Al
2
O
3
to thành các khoáng Canxi alumo ferit có
thành ph   
2
F, C
6
A
2
F, C
4
AF,

C
6
AF
2
. Các khoáng này b nóng chy hoàn
Quy trình sn xut 

10

toàn  nhi 1250
O
C và tr thành pha lng cùng vi các khoáng Canxi aluminat, to
  ng cho phn ng to thành khoáng C
3

    c gi là cht
trung gian hoc pha lng clanhke.
Khi tác dng vc, Canxi alumo ferit thu hoá chm, to nhi thp.
e) Các khoáng khác:
- Ngoài 4 khoáng chính  trên, trong clanhke còn cha pha thu tinh là cht lng nóng
chy b c li khi làm lnh clanhke. Nu quá trình làm ngui nhanh thì các khoáng
C
3
A, C
4
AF, MgO (periclaz), CaOtd,v.v. không kp k tách khi pha l
pha thu tinh s nhi c li, nu làm lnh chm thì pha thu tinh s ít. Khi làm
ngui nhanh, các khoáng s nm trong pha thu tinh  dng d
tr ln làm cho clanhke rt hot tính và s t u cao.
Khi làm lnh chm, các khoáng s kt tinh hoàn chc l hot tính
vc s gia MgO và CaO t do s kt tinh thành các tinh th c lp, b
già hoá nên d gây ra s phá hu cu trúc c sau.
2. Thạch cao
- Cu to ca thch cao t nhiên CaSO
4
·2H
2
O
CaSO
4
·½H
2
O + ½H
2


4
·2H
2
O
- Thch cao t ng CaSO
4
·2H
2
O chim t 94- 98% CaSO
4
.2H
2
O
- Tác Dng ca Thch cao
Thch cao tác dng vi C
3
A

Thch cao tác dng vi C
4
AF
Quy trình sn xut 

11


- Là ph  kéo dài thi gian ninh kt, gim t n
c
- Clinker khi nghin mn rt nhanh, do phn ng C
3

A vc xy ra rt nhanh.
i gim t n ca clinker bng thch cao. Khi có mt thch cao quá
n xy ra phn ng:
C
3
A + CaSO
4
.2H
2
O + 26 H
2
O  6 CaO. Al
2
O
3
.3SO
3
.3H
2
O
C
3
A + CaSO
4
.2H
2
O + 26 H
2
O  3 CaO. Al
2

O
3
.3SO
3
.3H
2
O
Khi to hn hp va, bao quanh th   u là C
3
A.CaSO
4
.3H
2
O xp, hình kim.
Ion SO
4
2-
tip t  ua l x   ng. SO
4
2-
bao quanh C
3
A to thành lp
C
3
A.CaSO
4
.12H
2
t gi bn không cho ion Al

3+
thoát ra ngoài, vì vy mà
quá trình phn ng chm li và thi gian ninh kt kéo dài.
- ng 3-6 %
Nu cho quá nhiu thch cao, n  SO
4
2-
cao, t   ng bão hòa nhanh
C
3
A.CaSO
4
.12H
2
O thành C
3
A.CaSO
4
.31H
2
O có cu trúc x    t,
quá trình t ninh kt.
Nu cho ít thch cao, n  SO
4
2-
ít, làm Al
3+
tip t      
n.
3. Đá vôi :

CaCO
3
chim khon 60  97%.
 Tác dng cn xi 
- Là cht cng, giòn, d nghii vi h nghing.
- D to ra nhng hc nh t 5-
- T do cho h  n
- u xut kinh t vì giá thành thp
- Tuy nhiên làm gi cn ch t cho

Quy trình sn xut 

12

4. Phụ gia (Pouzzolane)
Là vt liu Silic hoc Silic và Alumin Cu to t nhiên thành phn ch yu là silic hoat
tính;
ph gia càng tt m hot tính ( kh 
Pouzzolane thuc nhóm ph gia hot tính (thy l  ca xi
ng thng, h giá thành sn phm.
Thành phn chính là các khoáng hot tính nhóm alumo silicat. T bn thân không có tính
thy ln ly có Ca(OH)
2
t phn ng hydrat clinker, chúng có kh
o khoáng hydrosilicat canxi CSH hoc hydrosilicat alumin CAH có tính thy lc.
 hot tính càng lnh hình càng cao.
n chng:
-  u phát triu chm
-  sau phát trin cao, bng thy hóa
- S dng nh c và h i vi Xá CN làm mt n

 st ca bê Tông).
- Trong Xá CN không s dng Ph gia.

III. QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CLINKER
1. Lò quay nung clinker theo phương pháp ướt.
- t còn gi là lò quay có thit b i nhit
bên trong. Nó là 1 ng kim loi hình tr r t nghiêng 1 góc so vi mt phng
ngang = 3 - 50, t l gia L/D =30 - 40 lng có các
loi sau: D × L = 3 × 100m; 3,6 × 120m ; 4 × 150m ; 5× 185m 7 × 270m. Lò có kích
c khác nhau, s t khác nhau. Tòan b chit trên h thng
b  có ct trên các tr lò bng bê tông.
- Lò quay làm vic theo nguyên tc chiu, phi liu lnh ) ca lò,
u thu nóng ) ca lò, nhiên liu thp ca lò,
quá trình cháy và s i nhit xy ra theo chiu dài ca lò, cui cùng khí th
u cao ca lò. Nguyên, nhiên lic chiu nhau, kt qu nguyên lic
Quy trình sn xut 

13

t nóng t nhi   n nhi  kt khi, còn khí nóng có nhi  gim dn
theo chiu dài lò ra ng khói, nhi khí thi khang 200 - 300
0
C.
-  u qu i nhing b trí các thit b i nhit
i nhit, các tm kim loi nhit  
st nóng, dôn phân hy, ph bii nhit.
2. Lò quay nung clinker xi măng theo phương pháp khô.
-            cu to thân lò và nguyên tc
làm vic chim khác
nhc lò rt ngn so vt, t l L/D = 15 - 17 ln, ph bin

là loc: D × L =3,5 × 50m ; 4 × 60m 5 × 75m .
- Bt phi liu t kt cha có W = 0,5 - 1% vào h thi nhit nh vít ti
chuyn vn, khí nóng t     ng khói ri lên xylon, vt liu và dòng khí
quyn chuy  c chiu nhau, do tác dng ca dòng khí vt liu trong xyclon
luôn luôn  trng, vì vy s tip xúc gia dòng khí và vt liu t
i nhit gia khí và vt liu t thi nhit phía
u cao ca lò, có th là xyclon 3 bc, 4 bc hoc nhiu bc.  mi bc xyclon vt liu và
dòng khí có nhi nh, nhi vt lin t trên xui, nhit
 dòng khí gim dn theo chiu t t qu bt phi liu lò có nhit
 950 - 1000
0
C còn nhi khí thi ra là 300 - 320
0
C, vt liu vào lò tip tc quá trình
nung luyn.
3. Lò đứng nung clinker xi măng.
- ng là 1 ng hình tr ng rng, ngoài là v thép, trong lót gch chu la.
- Chi     ng có t l  nh H / D= 3,5 - 4 ln, tùy theo kích
 u qu sng m rng dôn sy.
- ng có thit b np liu, tháo clinker hòan tòan t ng. Bt
phi liu t silô cha vào thit b làm m, to viên, chuyn xung thit b np liu vào lò
và quá trình nung luyc ti trong lò quay.
Quy trình sn xut 

14

- Da vào chiu cao lò, nhi nung mng thành 3 hoc 4 dôn, ph bin
y, dôn nung và dôn làm lnh.
- Quá trình hóa lý xy ra khi nung clinker:
+ 





a. Giai đoạn nung nóng và sấy khô phối liệu
-  - 300
0
C
 

- 
 
    500
0
   
                  

b. Giai đoạn phân hủy các khoáng sét
- 

2
O
3
.2SiO
2
.2H
2


- 420

0
- 505
0
C.


-       - 600
0
C thì ca       
                
Al
2
O
3
và SiO
2

Quy trình sn xut 

15


500-600
0
C

900
0
C

Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O

Al
2
O
3
.2SiO
2


Al
2
O
3
+ 2SiO
2



Meta caolinit

(hoạt tính)

- 

500  900
0
                

    

c. Giai đoạn phân hủy cacbonat
-               
3
 

CaCO
3

600 
900
o
C
CaO + CO
2

-  
hoàn toàn.
-    
3
     
0
    

0
   
      
3
trên 600
0
         -
900
0

0
C.
-       
.
- 
3
là:

 CO
2

3
.

Quy trình sn xut 

16

- 



3

 50%.


thân lò.
- 
   
nâng lên 1000  1100
o
 
qu
d. Giai đoạn phản ứng ở pha rắn:
- 
thành khoáng clinker.
- 700
0

- 1000
0

5
A
3

3

0
C.

- 
trên 700
0

2
O
3

2
F, sau 
và Al
2
O
3
hình thành C
4
           
thành 
6
A
2
F - C
4
AF - C
6
AF
2

nó là C
4

AF (tetracanxi alumo ferit).

0
   
2

2
S).

3CaO + Al
2
O
3
= 3CaO.Al
2
O
3

4CaO + Al
2
O
3
+ Fe
2
O
3
= 4CaO.Al
2
O
3

.Fe
2
O
3

2CaO + SiO
2
= 2CaO.SiO
2

Quy trình sn xut 

17

- 
0
- 1250
0
C C
3
A và C
4

2


2

- 


e. Giai đoạn phản ứng tạo khoáng C
3
S khi xuất hiện pha lỏng:
- 
2

2

thành C
3



2

3

-            -       

Hệ
Điểm ơtecti (
0
C)
CaO - SiO
2
- Al
2
O
3

1455
CaO - SiO
2
- Al
2
O
3
- Fe
2
O
3

1335
CaO - SiO
2
- Al
2
O
3
- Fe
2
O
3
- Na
2
O
1315
CaO - SiO
2
- Al

2
O
3
- Fe
2
O
3
- Na
2
O - MgO
1300
- 

O

- SiO
2
- Al
2
O
3
- Fe
2
O
3
- 
1300
0
        
1280

0
C.
-  
2
  
thành C
3


Quy trình sn xut 

18


(1250  1450C) pha


C
2
S
hòa tan
+ CaO
hòa tan


3CaO.SiO


-                 
3

S. Các

K
+
< Na
+
< Ba
2+
< Sr
2+
< Ca
2+
< Mg
2+
< Fe
2+
< Mn
2+

- 
2+
và Mn
2+


2
O
3




2
O
3


-           
3
S
 1500
o

 
C
3
 30 m.
f. Giai đoạn làm nguội clinker:
- 

-  làm


2
- C
2
- C
2
S.
- 


3

- 
- 

o
 1200
o

Quy trình sn xut 

19

                



IV. QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG THEO CÔNG NGHỆ LÒ QUAY KHÔ
1. Sơ đồ quy trình sản xuất xi măng và chất thải phát sinh:


 quy trình sn xu và cht thi phát sinh.
Quy trình sn xut 

20

2. Quy trình sản xuất xi măng theo công nghệ lò quay khô.
+ 
 




 1.
+ 




               ho.
+ 






- 350
o



máng khí                
+ 
âng lên


Quy trình sn xut 

21

+ 








3, còn dòng khí 


                   

Quy trình sn xut 

22


- 

- 4
o

- 1400
o

nhanh 1300 -1100

o
linker

    
             lô clinke 
+ 

 
               .
+ 


                
 

 





 



Quy trình sn xut 

23







máng      
+ 

và 



        
+ 
V. SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN VÀ VẤN DẾ MÔI TRƯỜNG.
- 

1. Tiêu thụ tài nguyên
a) Tiêu thụ nguyên liệu
-    

 
                 



Quy trình sn xut 

24

Bảng 2: Suất tiêu thụ nguyên liệu của sản xuất clinker và xi măng

b) Tiêu thụ năng lượng
-                  
 

           

               


kcal/kg clinker.
- 
- 

- 

 
           -     
               

Quy trình sn xut 

25

- Tro
sau:
- 
- 
- 
- 
- Lò nung

- 
- 
- 

-          -        




- 
                   
 
-              


-                 


                 