công nghệ sản xuất xi măng nguyên liệu sản xuất clinker xmp (tiếp theo)

1
1
NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT
CLINKER XMP

Nguyên liệu tự nhiên:

Limestone CaCO
3
⇒ CaO

Clay Al
2
O
3
.nSiO
2
.mH
2
O ⇒ Al
2
O
3
+ SiO
2

Iron ore ⇒ Fe
2
O
3


Thường quan tâm chủ yếu tới thành phần hóa và thành
phần hạt, hầu như không quan tâm tới thành phần
khoáng của các nguyên liệu chính dùng nung luyện
clinker XMP: do trong quá trình nung luyện clinker
XMP, bột phối liệu được nung tới nóng chảy một phần
rồi kết tinh tạo các khoáng cần thiết của clinker như
C
3
S, C
2
S, C
3
A và C
4
AF (kết khối với lượng pha lỏng lớn
(15 – 25%)).
2
Calcium Iron Silica Alumina Sulfate
Alkali waste
Aragonite
Calcite
Cement-kiln
dust
Cement rock
Chalk
Clay
Fuller’s earth
Limestone
Marble
Marl

Seashells
Shale
Slag
Blast-furnace
flue dust
Clay
Iron ore
Mill scale
Ore washings
Pyrite cinders
Shale
Calcium silicate
Cement rock
Clay
Fly ash
Fuller’s earth
Limestone
Loess
Marl
Ore washings
Quartzite
Rice-hull ash
Sand
Sandstone
Shale
Slag
Traprock
Aluminum-ore
refuse
Bauxite

Cement rock
Clay
Copper slag
Fly ash
Fuller’s earth
Granodiorite
Limestone
Loess
Ore washings
Shale
Slag
Staurolite
Anhydrite
Calcium
sulfate
Gypsum
3
3
ĐÁ VÔI CaCO
3
(CUNG CẤP CaO):

Đá vôi có nhiệm vụ cung cấp CaO. Bởi vì đây là ô xít có
hàm lượng cao nhất trong clinker XMP, nên thành phần
hóa của nguyên liệu cung cấp CaO đóng vai trò quyết
đònh tới việc lựa chọn công nghệ.

Đá vôi thường khai thác từ các mỏ lộ thiên, rất hiếm khi
khai thác ở mỏ ngầm:


Đá thường được đập sơ bộ tại mỏ bằng các máy đập búa
hoặc máy đập hàm cỡ lớn.

Đá cục được vận chuyển về nhà máy bằng xe goòng,
ôtô Nếu vò trí nhà máy gần mỏ đá có thể chuyển bằng
băng tải.

Đá vôi thường được nghiền thô tới cỡ hạt 5 – 25 mm có
thể phối liệu để nghiền mòn tiếp.
4
4
Tùy thuộc vào tỷ lệ đá vôi – đất sét trong đá có
thể có những tên gọi trung gian khác nhau. Ví dụ:
Đá vôi có hàm lượng CaCO
3
: 96 – 100% ,
Đá vôi lẫn đất CaCO
3
: 90 – 96
Đá vôi lẫn nhiều đất CaCO
3
: 75 – 90
Đá lẫn đất CaCO
3
: 40 – 75
Đất sétù lẫn đá CaCO
3
: 10 – 40
Đất sét CaCO
3

: 0 – 4.
Đá lẫn đất được coi là nguyên liệu tốt nhất để sản
xuất XMP, bởi trong đá tự nhiên đã có sự trộn lẫn
đá vôi – đất sét, có tác dụng phản ứng xảy ra
nhanh chóng sau này.
5
Preparation of raw materials

Homogeneity of deposit

Control of critical minor elements

Color
6
Hammer crusher with grate bar
7
TCXDVN 312-2004
Đá vôi -Phơng pháp phân tích hoá học
Limestone - Methods of chemical analysis

Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn viện dẫn

Qui định chung

Hoá chất, thuốc thử

Thiết bị, dụng cụ

Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu

Ph$ơng pháp thử

Xác định hàm l$ợng mất khi nung (MKN)

Xác định hàm l$ợng cặn không tan (CKT)

Xác định hàm l$ợng silic đioxit (SiO
2
)

Xác định hàm l$ợng sắt oxit (Fe
2
O
3
)

Xác định hàm l$ợng nhôm oxit (Al
2
O
3
)

Xác định hàm l$ợng nhôm oxit (Al
2
O
3
) bằng ph$ơng pháp so m u.

Xác định hàm l$ợng nhôm oxit (Al
2
O
3
) bằng ph$ơng pháp chuẩn độ phức chất

Xác định hàm l$ợng canxi oxit (CaO)

Xác định hàm l$ợng magiê oxit (MgO)

Xác định hàm l$ợng titan đioxit

Xác định hàm l$ợng l$u huỳnh trioxit (SO
3
)

Xác định hàm l$ợng clorua (Cl
-
)

Xác định hàm l$ợng kali oxit (K
2
O) và natri oxit (Na
2
O)

Báo cáo kết quả thử nghiệm
8
8
ĐẤT SÉT (CUNG CẤP ĐỒNG THỜI

SiO
2
, Al
2
O
3
và Fe
2
O
3
)

Yêu cầu thành phần hóa đất sét như sau:

SiO
2
> 50 %

Al
2
O
3
< 20%

Fe
2
O
3
: 7 – 10 %


SO
3
< 1%

R
2
O < 1%

Khai thác đất sét trong các mỏ hoặc ngầm dưới sông.

Đất sét là nguyên liệu mòn (phần lớn hạt nhỏ hơn 10
µm), Gia công cơ học chủ yếu là nghiền trục để phá vỡ
cục lớn (phương pháp khô) hoặc cho nước vào khuấy
trộn thành bùn sệt (phương pháp ướt).
9
Máy xúc liệu (Excavator)
Technical Paramater:
Material: clay
Capacity: 250 t/h
Speed: 1.2-6.9 m/min
Length of rails: 680.8 m
Distance between 2 rails:3500 mm
Length of bucket ladder: 33.8 m
Quantity of bucket: 72
Declination of exploition: 27
0
10
10
CÁC LOẠI QUẶNG CHỨA SẮT
(CUNG CẤP Fe

2
O
3
):

Là nguyên liệu không thể thiếu cung cấp Fe
2
O
3

nhằm tạo pha lỏng cần thiết cho quá trình nung
luyện clinker và tạo khoáng C
4
AF cho XMP.

Quặng pyrít sắt FeS
2
, xỉ sắt (hàm lượng Fe
2
O
3

62 – 87%). FeS
2
chứa S tạo SO
2
khi nung
luyện là hạn chế của nguyên liệu này.

Bôxít (hàm lượng Fe

2
O
3
khoảng 20%)

Những loại đất đá có hàm lượng sắt cao như
đất Latơrít, đất đỏ (đá đỏ Hà Tiên II khai thác
từ Long Bình có hàm lượng Fe
2
O
3
trên 30%,
Al
2
O
3
trên 18%)
11
Một số hình ảnh khu khai thác
nguyên liệu nhà máy Hà Tiên 2
12
KHU KHAI THAÙC ÑAÙ VOÂI
13
14

Phễu tiếp nhận đá,
dung tích 70 m
3

Thảm chuyển đá

bằng trục tâm sai
♣ Bề ngang thùng :
1850 mm
♣ Bề dài thùng :
5100 mm
♣ Độ dốc : 50
♣ Cung lượng : 450
T/h (tối đa 600 T/h)
15
MÁY ĐẬP ĐÁ

Máy đập búa 2 trục

Mỗi trục 38 búa, mỗi
búa nặng 79 kg

Kích thước đá vào
1m

Năng suất: 450 T/h

Kích thước đá ra từ
0 – 30 mm

Kích thước miệng
1400 x 2140 mm
16
17
KHU KHAI THAÙC ÑAÁT SEÙT
18

19

55 gaøu

Vaän toác 0,3 m/s

Dung tích gaøu :
150 l ???
20
21
21
NHỮNG PHỤ GIA :

Phụ gia là những nguyên liệu khác nhằm cải
thiện một tính chất nào đó của XM

Tùy thuộc vai trò trong XM, có những loại phụ
gia khác nhau:

Phụ gia hiệu chỉnh thành phần: cát, bôxít…

Phụ gia giảm tốc độ đóng rắn : thạch cao.

Phụ gia hoạt tính thủy lực: puzơlan, các loại
đất đá núi lửa…

Phụ gia xỉ lò cao…

Phụ gia đầy : bột đá vôi, bột đá.
22

22
1 – Phụ gia hiệu chỉnh thành phần:

Phụ gia hiệu chỉnh thành phần được dùng trong
trường hợp khi thành phần hóa nguyên liệu tự
nhiên không phù hợp với yêu cầu đề ra, tham
gia vào quá trình biến đổi phối liệu thành
clinker.

Các phụ gia hiệu chỉnh thường là nguyên liệu tự
nhiên có hàm lượng các ôxít cần thiết tương đối
cao.
23
23
1 – Phụ gia hiệu chỉnh thành phần:
a - Cát (cung cấp SiO
2
)

Khi thiếu SiO
2
dùng phụ gia hiệu chỉnh là cát. Cát dùng
làm phụ gia hiệu chỉnh cần hàm lượng SiO
2
> 85 % ,
MKN < 1,5 %, ẩm < 5 %.
b - Bôxít (cung cấp Al
2
O
3

và Fe
2
O
3
)

Bôxít cung cấp đồng thời Al
2
O
3
và Fe
2
O
3
, đồng thời hàm
lượng SiO
2
và CaO cũng không nhỏ.
c - Quặng sắt (pirít sắt FeS
2
):

Nguyên liệu có hàm lượng Fe
2
O
3
rất cao, 62 – 87%. Phần
lớn các nhà máy dùng quặng pirít sắt như nguyên liệu
chính cung cấp Fe
2

O
3
.
24
24
2 – Phụ gia giảm tốc độ đóng rắn:
thạch cao (CaSO
4
.2H
2
O)

Thạch cao (CaSO
4
.2H
2
O) chiếm khoảng 5% khối lượng
XMP, là phụ gia làm giảm tốc độ đóng rắn, không thể
thiếu trong công nghệ sản xuất XMP.

Thạch cao hòa tan trong nước, kết hợp với các aluminát
trong dung dòch từ khoáng C
3
A tạo hợp chất hydro-
sunfo-aluminát (3CaO.Al
2
O
3
.3CaSO
4

.31H
2
O) khó hòa tan
làm chậm quá trình đóng rắn của XMP. Vì C
3
A là
khoáng có tốc độ đóng rắn nhanh nhất trong XMP, nên
lượng thạch cao dùng làm phụ gia (3 – 5%) chủ yếu phụ
thuộc hàm lượng khoáng C
3
A.

Việt Nam không có mỏ thạch cao, phải nhập từ Lào,
Thái lan hoặc Trung quốc. Đây là khó khăn lớn nhất
của công nghệ sản xuất XM của ta.
25
25
3 – Phụ gia hoạt hóa:

Là những phụ gia khi trộn với XMP sẽ tạo hỗn hợp CKD
có tính thủy lực.

Tác dụng hoạt hóa của phụ gia chủ yếu do có chứa các
dạng SiO
2
và Al
2
O
3
hoặc các alumo silicát hoạt tính cao

(thường ở dạng vô đònh hình, độ phân tán cao)

Các chất thường dùng làm phụ gia hoạt hóa:

Nguyên liệu tự nhiên: diatomít, trepel, tro núi lửa, đất
đá ong

Nguyên liệu nhân tạo: các loại xỉ lò cao, tro, mảnh
gạch nung, cao lanh nung

Với các phụ gia hoạt hóa, thành phần pha và khoáng
đóng vai trò quan trọng bậc nhất trong tác dụng thủy lực.

Phổ biến và quan trọng nhất là đất núi lửa có cấu trúc
xốp, hạt mòn hoặc cục nhỏ, gọi là puzơlan.