THAO LUAN HOA HOC và CUỘC SỐNG

Nhóm 3
CHỦ ĐỀ: PHÂN TÍCH CÁC Q TRÌNH XẢY RA TRONG QUÁ
TRÌNH LUYỆN CLANHKE VÀ NẤU THỦY TINH.


A. CLANHKE

Clanhke xi măng là sản phẩm nung thiêu kết ở 1450 độ C của đá vôi - đất sét và một số phụ
gia điều chỉnh hệ số như quặng sắt, boxit, cát....
Clanhke có dạng cục sỏi nhỏ kích thước 10-50mm


I. ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN


 Thành phần oxit kim loại


CaO: là thành phần chủ yếu (58%-67%), phải liên kết với SiO 2, Al2O3, Fe2O3 tạo thành khoáng



SiO2: là thành phần quan trọng, kết hợp với CaO tạo ra khống kết dính và chịu nước.


Al2O3: kết hợp với CaO tạo khoáng rắn nhanh nhưng độ bền nước, nhiệt, môi trường
sunfat kém.





Fe2O3 : hạ thấp nhiệt độ xuất hiện pha lỏng.
MgO:
Thành phần clanhke có thể đặc trưng bằng thành phần các oxit, thành phần các
khoáng hoặc tỉ lệ các oxit chính.


Thành phần pha của CLANHKE?

 

Nguyên liệu được pha trộn theo tỉ lệ thích hợp rồi đem nung ở nhiệt độ cao khoảng 1450 - 1455nhằm tạo hợp chất chứa
các thành phần pha cần thiết.

-

Các oxit phản ứng tạo thành các khống cần thiết. Một phần ngun liệu khơng phản ứng nằm trong pha thủy tinh hoặc
ở dạng tự do. Ngoài clanhke cịn chứa các khống do tạp chất phản ứng tạo nên trong quá trình nung.



II. Q trình nung luyện clanhke

•- Khi  nung, đất sét bị mất nước, đá vôi bị phân hủy tạo

thành oxit hoặc những hợp chất có hoạt

tính cao, phản ứng được với nhau.

-

Ở nhiệt độ nhỏ hơn 600, đất sét mất nước lí học và hóa học. Đá vơi chưa phân hủy.
Ở Khoảng 600 – 800 : Đất sét bắt đầu phân hủy thành . Đá vôi phân hủy tạo ra CaO.

400 − 7000 C

Al2O3 .2SiO2 .2 H 2O → γ Al2O3 .2SiO2 + 2 H 2O
900 −1000o C

γ Al2O3 .2SiO2 → γ Al2O3 + 2SiO2

CaCO3 → CaO + CO2
t0


••

Khoảng 800 - 1000 tác dụng với CaO tạo ra CaO.. Tăng dần nhiệt độ sẽ tạo thành
 các khoáng A.

-

Vào khoảng 900oC,Fe2O3 (do đất sét phân hủy hoặc có trong phối liệu) tác dụng
với CaO tạo thành C2F.

-

Ở 1250oC, C2F tham gia phản ứng với aluminat (C3A) canxi tạo thành alumopherit canxi (C4AF).

-

o
Phản ứng của CaO với SiO 2 bắt đầu ở nhiệt độ khoảng 800 – 900 C tạo thành C2S.

3CaO. Al2O3 → 3CaO + Al2O3
4CaO + Al2O3 + Fe2O3 → 4CaO. Al2O3 .Fe2O3
2CaO + SiO2 → 2CaO.SiO2

⇒ Như vậy, các khống chính như C3A, C5A3, C2S, C4AF

hầu hết được tạo thành ở vùng

o
nhiệt độ dưới 1300 C và các phản ứng xảy ra ở pha rắn.

⇒ Khoáng quan trọng nhất là C3S do tác dụng của C2S với CaO ở trạng thái rắn xảy ra rất
chậm. C3S chủ yếu tạo thành trong clanhke khi hỗn hợp phản ứng có mặt pha lỏng.


o
- Tới khu vực nhiệt độ cao nhất của lò 1450 C, các canxi aluminat, alumo pherit canxi nóng
chảy thành pha lỏng, nhờ đó C2S và CaO khuếch tán vào pha lỏng, tiến hành phản ứng với
nhau tạo thành khoáng C3S.

Yếu tố quan trọng để tạo ra Clanhke có chât lượng tốt là
gì?


Những yếu tố quan trọng để tạo ra clanhke có chất lượng tốt.

- Nhiệt độ nung.
- Thành phần hóa học nguyên liệu
- Độ mịn phối liệu
- Lượng pha lỏng tạo thành khi nung
- Tốc độ nạp nguyên liệu vào lò, phương pháp nung và làm lạnh clanhke…



Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level


•I. Thủy
  tinh là gì?

B. THỦY TINH

a. Khái niệm



Thủy tinh là vật thể vơ định hình, địng nhất, đẳng hướng. Nó được tạo thành khi làm nguội chất nóng chay
của silic oxit và các oxit khác

b. Phân loại







Thủy tinh dùng trong xây dựng
Thủy tinh dân dụng
Thủy tinh bền hóa, bền nhiệt
Thủy tinh quang học

c. Cơng thức hóa học


Một số vật liệu thủy tinh



•a, Nguyên
 
liệu chính
II. Nguyên liệu








Cát: thành phần chủ yếu, chiếm 60-70% lượng phối liệu, cung cấp .
Thạch tràng: cung cấp chủ yếu , làm tăng đọ bền nhiệt, bền cơ, bền hóa cho thủy tinh.

Đá vơi và đolomi : cung cấp CaO và MgO, làm tăng độ bền hóa và hạ thấp nhiệt độ của thủy tinh.
Hàn the(borac): cung cấp và một phần oxit kiềm, tăng tính bền nhiệt, bền hóa cho thủy tinh.
Xođa(): hay , cung cấp oxit kiềm, hạ thấp nhiệt độ nấu của thủy tinh.
Mảnh thủy tinh vỡ : dùng tới 15-30%, bổ sung thêm chất chảy, chất bị oxi hóa, bay hơi…nhưng thủy tinh bị vân
vì độ nhớt lớn.




Ngun liệu phụ: làm thay đổi tính chất nào đó của thủy tinh, rút ngắn thời gian nấu.

Bao gồm : Chất khử bọt
Chất khử màu
Chất nhuộm màu
Chất làm gây đục
Chất tăng nhanh quá trình nấu


b, Sơ đồ nấu thủy tinh



o
+ Phối liệu được đưa vào lò theo cửa (1). Khi được nung nóng lên tới 250 – 300 C, chúng bắt đầu hình
thành các cacbonat kép,
o
+ Khi lên tới khoảng 900 C, bắt đầu quá trình tạo silicat và giải phóng khí CO 2 và O2.
o
+Khi nhiệt độ đạt tới 1200 – 1400 C ở vùng nấu thuỷ tinh (4), khối vật chất nóng chảy tạo thành silicat
đồng thể. Để đồng nhất dung dịch nóng chảy ở vùng tạo pha thuỷ tinh đồng nhất (5), người ta thường

o
phải tăng nhiệt độ lên trên 1500 C.
o
+Sau khi tạo được pha đồng nhất, muốn đem tạo hình thì lại phải hạ nhiệt độ xuống dưới 1200 C mới
đủ độ dẻo để gia cơng tạo hình, q trình này xảy ra ở vùng lấy thuỷ tinh ra (6). Thuỷ tinh lấy ra để gia
công từ cửa (3).


III. Các giai đoạn nấu

 Người ta chia làm 5 giai đoạn :
 Giai đoạn tạo silicat: nhiệt đọ từ 900-1100°C. Phần lớn khí trong phối liệu bay đi. Cuối q trình hợp chất
silicat khơng cịn từng cấu tử riêng biệt.



Giai đoạn tạo thủy tinh: nhiệt độ khoảng 1150-1300°C . Tồn bộ vật chất đã lỏng, khơi thủy tinh đã trong
nhưng vẫn cịn vân và bong bóng.



Giai đoạn khử bọt :nhiệt đọ khoảng 1400-1500°C , độ nhớt thủy tinh bé, cuối giai đoạn khí đã thốt ra
khơng nhìn thấy được bằng mắt thường. Cân bằng giữa pha khí và pha lỏng. Khối thủy tinh trong suốt.



Giai đoạn đồng nhất: khối thủy tinh khơng cịn vân và bọt nữa. Cả khối thủy tinh đã thống nhất




• Giai
  đoạn làm lạnh: giảm nhiệt độ của khối thủy tinh lỏng xuống 1100 - 1300°C , độ nhớt đảm bảo để
tạo sản phẩm.
IV. Các phản ứng khi nấu thủy tinh

 Phản ứng hỗn hợp hai cấu tử :
 Chủ yếu tạo ta hỗn hợp silicat.
- Theo nghiên cứu, hỗn hợp và bắt đầu phản ứng ở 720°C
- Hỗn hợp và bắt đầu phản ứng ở 1120°C, mãnh liệt ở 1400°C
- Hỗn hợp và bắt đầu phản ứng ở 800°C, mãnh liệt ở 1100°C - 1250°C.


•  Phản ứng hỗn hợp ba cấu tử:


Ở 100 - 120°C, nước trong phối liệu bay hơi. Đến 600°C hình thành cacbonat kép:
+ →



600 - 800°C : phân hủy muối kép thành silicat và tỏa khí
+ → + +2



Ở 720 - 900°C: + → +



740 - 900°C: muôi kép và xoda nóng chảy, tác dụng với tạo thành silicat.

+ +3 → ++ 3