Đề tài: Quy trình công nghệ sản xuất xi măng

                                            I.LỜI MỞ ĐẦU:
   Trong xã hội hiện nay, cơng cuộc đơ thị hóa và hiện đại hóa ngày càng 
tăng nhanh. Các thành phố lớn của Việt Nam như: Hà Nội, Tp Hồ Chí 
Minh, Cần Thơ, Đà Nẵng, Quảng Ninh,.. đang trong q trình  phát  
triển dẫn đến nền cơ sở hạ tầng về nhà cửa, kho hàng, bãi  bến  ngày 
càng được chú trọng để có thể hịa  nhập với cộng đồng quốc tế.
   Để có thể đáp ứng được nhu cầu của tầng lớp nhân dân trong sự phát 
triển thì ngành cơng nghiệp xi măng rất được chú trọng, vì ngành cơng 
nghiệp xi măng  cịn được coi là ngành xây dựng cơ bản. Ở nước ta, 
nền kinh tế và khoa học kỹ thuật đang trên đà phát triển phù hợp với sự 
phát triển chung của khu vực, với chính sách mở của Đảng và Nhà 
nước.Đất nước ta đang thu hút vốn đầu tư nước ngồi ngày càng nhiều, 
trong đó phải kể đến đầu tư vào cơng nghệ sản xuất xi măng trong 
những năm gần đây.
Với đề tài: “Quy trình cơng nghệ sản xuất xi măng” sẽ cho chúng ta 
hiểu thêm về thành phần, chất lượng của xi măng dùng trong xây dựng 
mà hằng ngày chúng ta sử dụng.



MỤC LỤC
PHẦN 1: NGUN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG
1.1

Clinker

1.1.1

Thành phần pha của clinker

1.1.2

Đặc trưng của các loại khống clanhke

1.2

Thạch cao

1.3

Đá vơi

1.4

Phụ da (Pouzzolance)

PHẦN 2: Q TRÌNH SẢN XUẤT CLINKER
2.1 Lị quay nung clinker theo phương pháp ướt
2.2 Lị quay nung clinker xi măng theo phương pháp khơ 
2.3 Lị đứng nung clinker xi măng
PHẦN 3: QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG
3.1 Thuyết minh quy trình sản xuất xi măng
3.2 Sơ đồ sản xuất xi măng


PHẦN 4: TÍNH CHẤT CỦA XI MĂNG
1

Các tính chất cơ lí của xi măng

2

Các tính chất hóa học của xi măng

3

 Cách bảo quản xi măng

PHẦN 5: KẾT LUẬN

 PHẦN 1:     
   NGUN LI
 
ỆU SẢN XUẤT XI MĂNG 
1.1

Clinker

Clinker là bản sản phẩm trong q trình sản xuất xi măng. Clinker được sản 
xuất bằng cách nung kết hợp hỗn hợp ngun liệu đá vơi, đất sét và quặng sắt 
với thành phần xác định đã được định trước , Clinker có dạng cục sỏi nhỏ , 
kích thước 10­50mm . 
Thành phần hóa học của clinker:

1.1.1

Thành phần pha của clinker

Ngun liệu được pha trộn theo tỷ lệ xác định rồi đem nung ở nhiệt độ 
cao khoảng 1450 – 1455 ° C nhằm tạo hợp chất chứa thành phần pha cần 
thiết (gồm các loại khống và pha thủy tinh).

 Các oxýt chính phản ứng tạo thành khống cần thiết. Một phần ngun 
liệu khơng phản ứng nằm trong pha thủy tinh hoặc ở dạng tự do. Ngồi 
ra clinker cịn chứa những khống khác do tạp chất phản ứng tạo nên 
trong q trình nung

Khống 
chính

Khống 
phu

1.1.2

Tên khống

Cơng thức HH 

Kí hiệu

Thành 
phần%

alit
Belit
Tricanxi 
Anumilat
Aluminoferit 
Canxi

3CaO.SiO2
2CaO.SiO2

C3S
C2S

40­60
15­35

3CaO.Al2O3

C3A

4_14

4CaO.Al2O3.Fe2O3
C4AF
(K.Na)2O.8CaO.3Al2O (KN)2C8A
Aluminat Alkali 3
3
Sunfat Alkali
(Kna)2SO4
Alumo 
Manganat Canxi 4CaO.Al2O3.Mn2O3
Sunfat Canxi
CaSO4

10_18
0_1

0_1
0_3
0_2

Đặc trưng của các khống clanhke

 a ) Khống Alit ( 54CaO.16SiO.Al2O3.MgO = C54S16AM ) : là khống 
chính của clanhke xi măng pc lăng . Alit là dạng dung dịch rắn của 
khống C3S với ơxit Al2O3, và MgO lẫn trong mạng lưới tinh thể thay 
thế vị trí của SiO2. Khống C3S được tạo thành ở nhiệt độ lớn hơn 1250 
° C do sự tác dụng của CaO với khoảng C2S trong pha lỏng nóng chảy và 
bền vững đến 2065 ° C ( có tài liệu nêu giới hạn nhiệt độ bền vững của 
C3S từ 1250 ° C : 1900 ° C ) . Alít có cấu trúc dạng tấm hình lục giác, 
màu trắng, có khối lượng riêng 3,15 ­ 3,25 g / cm3 , có kích thước 10­250 
um .


 Khi tác dụng với nước , khống Alit thủy hóa nhanh , tỏa nhiều nhiệt , 
tạo thành các tinh thể dạng sợi ( có cơng thức viết tắt là CSH( ) , gọi là 
Tobermorit ) đan xen vào nhau tạo cho đá xi măng có cường độ cao và 
phát triển cường độ nhanh . Đồng thời nó cũng thải ra lượng Ca (OH) 2, 
khá nhiều nên kém bền nước và nước chứa ion sunphat. 
b ) Khống Bêlít ( C2S ) : có cấu trúc dạng trịn , phân bố xung quanh các 
hạt Alit . Belit là một dạng thủ hình của khống C2S, tồn tại trong clanhkc 
khi làm nguội nhanh. Trong q trình nung clanhke, do phản ứng của CaO 
với SiO2, ở trạng thái rắn tạo thành khống C2S ở nhiệt độ 600­ 1100°C. 
Khoảng C2S có 4 dạng khác nhau về hình dáng cấu trúc và các tính chất 
gọi là dạng thù hình, đó là  ,  ’­ ,  ­ và  ­C2S. 
Sự thay đổi trạng thái cấu trúc của Belít khi tăng nhiệt độ tới xuất hiện 
pha lỏng và khi làm nguội tới nhiệt độ bình thường rất phức tạp và phụ 

thuộc vào nhiều u tố khác nhau . Sự biến đổi thì hình của C2S trong q 
trình làm nguội mơ tả sau đây đã đơn giản hóa rất nhiều, 
Khi làm nguội clanhke , nếu tốc độ làm nguội chậm sẽ xảy ra sự biến đổi 
thì hình thù dạng  ­ C2S sang dạng  ­ C2S kèm theo hiện tượng clanhko 
bị tả thành bột vì có sự tăng thể tích . Ngun nhân vì g­ C2S có khối 
lượng riêng là 2,97 g / cm3 , nhỏ hơn khối lượng riêng của b­C2S là 3,28 g 
/ cm3 .  g ­ C2S khơng có tính kết dính ở điều kiện nhiệt độ và áp suất 
thường , vì vậy để trảnh hiện tượng tá clanhke do sự biến đổi thì hình từ 
b­C2S sang g ­ C2S ở 575 ° C , cần ổn định bằng cách đưa một số oxit 
khác như P2O5 , BaO ... vào mạng lưởi cấu trúc của nó tạo thành dung 
dịch rắn . 
Khi tác dụng với nước, khoảng Belit thủy hóa chậm, tỏa nhiệt it và cũng 
tạo thành các tinh thể dạng sợi (có cơng thức viết tắt là CSH(b)  gọi là 
Tobermort ) đan xen vào nhau tạo cho đã xi măng có cường độ cao . Tốc 
độ phát triển cường độ của khoảng Belit chậm hơn khoảng Alit; phải sau 
1 năm đóng rắn cường độ của Belit mới bằng của Alit,
Belit thải ra lượng Ca (OH) 2, ít hơn Alit nên nó tạo cho đá xi măng có độ 
bền ăn mịn rửa trơi cao hơn đá xi măng Alit.


 c ) Khống canxi aluminat ( C3A ) : là chất trung gian màu trắng nằm xen 
giữa các hạt Alit và Belit cùng với alumo ferit canxi ( C2AF ) . Trong thành 
phần của C3A cũng chứa một số tạp chất như SiO2, Fe2O3, K2O, Na2O. 
Aluminat canxi là khống quan trong cùng với Alit tạo ra cường độ ban 
đầu của đá xi măng. Xi măng chứa nhiều C3A tỏa nhiều nhiệt khi đóng 
rắn, nếu thiếu hoặc khơng có thạch cao để làm chậm sự động kết thì xi 
măng sẽ bị đóng rắn rất nhanh (khơng thể thi cơng được). C3A có tỷ trọng 
3,04g/cm3, là khống dạng rắn nhanh, cho cuờng độ cao nhưng kém bền 
trong mơi trường sun phát.
d ) Khống Canxi aluma ferit ( C4AF ) : cũng là chất trung gian, có tỷ trọng 

3,77g/cm3 , màu đen , nằm xen giữa các hạt Alit và Belit củng với khoảng 
C3A, Khi nung clanhke , do phản ứng của CaO với FeO3 , tạo thành các 
khống nóng chảy ở nhiệt độ thấp ( 600­700 ° C ) như CaO.Fe2O3 ( CF ) , 
C2F …Sau đó các khoảng này tiếp tục phán ứng với Al2O3 , tạo thành các 
khống Canxi alumo ferit có thành phần thay đổi như C2F , C6A2F , C4AF 
, C6AF2 . Các khoảng này bị nóng chảy hồn tồn ở nhiệt độ 1250 ° C và 
trở thành pha lỏng cùng với các khống Canxi aluminat , tạo ra mơi trường 
cho phản ứng tạo thành khống C3S , nên chúng thường được gọi là chất 
trung gian hoặc pha lỏng clanhke. 
Khi tác dụng với nước, Canxi alumo ferit thuỷ hố chậm, tồ nhiệt ít và 
cho cường độ thấp. 
e ) Các khống khác : 
Ngồi 4 khoảng chính ở trên, trong clanhke cịn chứa pha thuỷ tinh là chất 
lỏng nóng chày bị đơng đặc lại khi làm lạnh clanhke. Nếu q trình làm 
nguội nhanh thì các khống C3A, C4AF, MgO (periclaz), CaOtd, v.v . 
khơng kịp kết tinh để tách khơi pha lỏng , khi đó pha thuỷ tinh sẽ nhiều . 
Ngược lại, nếu làm lạnh chậm thì pha thuỷ tinh sẽ ít. Khi làm nguội 
nhanh, các khoảng sẽ nằm trong pha thuỷ tinh ở dạng hồ tan nên có năng 
lượng dự trữ lớn làm cho clanhke rất hoạt tính và sẽ tạo cho đa xi măng 
có cường độ ban đầu cao. Khi làm lạnh chậm , các khống sẽ kết tinh 
hoản chỉnh, kích thước lớn nên độ hoạt tính với nước sẽ giảm , hơn nữa 
MgO và CaO tự do sẽ kết tinh thành các tinh thể độc lập , bị già hoa nên 
dễ gây ra sự phá huỷ cấu trúc của đá xi măng, bê tơng về sau.


1.2

Thạch cao
Cấu tạo của thạch của tự nhiên CaSO4.2H2O
 CaSO4.1/H2O + 1/2H2O = CaSO4.H2O

­Thạch   cao   tự   nhiên   hàm   lượng   CaSO4.2H2O   chiếm   từ   94­98%  
CaSO4.2H2O
Tác dụng của thạch cao
Thạch cao tác dụng với C3A
C3A + 3CSH2 + 26 = C6AS3H32
Thạch cao tác dụng với C4AF
C4AF + 3CSH2 + 21H = C6 (A.F) S3H32 + (F.A) H33
C4AF + C6 (A.F) S3H32 + 7H = 3C4 (A.F) SH 12 + (F.A)H3
­Là phụ gia cho thêm vào xi măng để kéo dài thời gian ninh kết, giảm tốc  
độ đóng rắn của xi măng  
­ Clinker khi nghiền mịn đóng rắn rất nhanh, do phản ứng C3A với nước 
xảy ra rất nhanh. Do đó phải giảm tốc độ  đóng rắn của clinker bằng 
thạch cao. Khi có mặt thạch cao q trình đóng rắn xảy ra phản ứng 
C3A + CaSO4.2H2O + 26H2O = 6CaO.A12O3.3SO3.3H2O  
C3A + CaSO4.2H2O + 26H2O = 3CaO.Al2O3.3SO3.3H2O  
 Khi tạo hỗn hợp vữa, bao quanh thạch cao lúc đầu là C3A.CaSO4.3H2O 
xốp,   hình   kim.   Ion   SO4   (2+),   tiếp   tục   đi   qua   lỗ   xốp   ra   mơi   trường. 
SO4(2­), bao quanh C3A tạo thành lớp C3A.CaSO4.12H2O xít đặt già bền 
, ngăn cản khơng cho ion Al3+ thốt ra ngồi , vì vậy mà q trình phản  
ứng chậm lại và thời gian ninh kết kéo dài. 
­Hàm lượng thơng thường 3­6 % 
Nếu cho q nhiều thạch cao , nồng độ SO4(2­) cao , tạo nên mơi trường  
bão hịa nhanh C3A.CaSO4.12H2O thành C3A.CaSO4.31H2O có cấu trúc 
xốp   ,   làm   tăng   tốc   độ   dính   ướt   ,   quá   trình   tạo   hydrosunfua   aluminat  
nhanh , làm tăng tốc độ ninh kết . 


Nếu cho ít thạch cao, nồng độ  SO4(2­) ít , làm Al(3+) tiếp tục thốt ra  
mơi trường tăng quả trình đóng rắn.
1.3 Đá vơi : 

CaCO chiếm khoảng 60 ­ 97 % .
Tác dụng của đá vơi trong nghiền xi măng 
­ Là chất cứng , giịn , dể nghiền đối với hệ nghiền đứng . 
­ Dể tạo ra những hạt có kích thước nhỏ  từ  5­10mm Rate 45 tăng ;  
Blaine tăng 
­ Tạo độ dẻo cho hồ xi măng . Cường độ ban đầu khi đóng rắn 
­ Tăng hiệu xuất kinh tế vì giá thành thấp 
­ Tuy nhiên làm giảm cường độ  của ximăng vì bản chất đá vơi 
khơng tạo cường độ cho xi măng . 
1.4 Phụ gia (Pouzzolane)
 Là vật liệu Silic hoặc Silic và Alumin. Cấu tạo tự nhiên thành phần chủ 
yếu là silic hoạt tính. 
Phụ gia càng tốt mức độ hoạt tỉnh ( khả năng hút vội ) càng cao. 
Pouzzolane thuộc nhóm phụ gia hoạt tính ( thủy lực ) làm tăng mật độ và 
cường độ của xi măng trong mơi trường nước . 
Đồng thời giúp tăng sản lượng, hạ giá thành sản phẩm , 
Thành phần chính là các khống hoạt tính nhơm alumo silicat. Tự bản thân 
khơng có tinh thủy lực . Trong mơi trường điện ly có Ca(OH)2 , từ  phản  ứng  
hydrat   clinker   ,  chúng  có  khả   năng  tạo  khoảng  hydrosilicat   canxi  CSH  hoặc  
hydrosilicat alumin CAH có tính thủy lực . Độ hoạt tính càng lớn khi hàm lượng  
oxyt silic và định hình càng cao . 
• Ảnh hưởng đến chất lượng :
 ­ Cường độ xi măng ban đầu phát triển chậm 
­ Cường độ sau phát triển cao , bền trong mơi trường thủy hóa
­ Sử dụng nhằm tăng khả năng bền nước và hạ giá thành ( Đối với Xá CN 
làm mất ổn định độ sụt của bê Tơng ) .Trong Xả CN khơng sử dụng Phụ gia .


 PHẦN 2:     
   Q TRÌNH S

 
ẢN XUẤT CLINKER 
2.1 Lị quay tung clinker theo phương pháp ướt 
Lị quay nung clinker theo phương pháp ướt cịn gọi là lị quay có thiết bị 
trao đổi nhiệt bên trong . Nó là 1 ống kim loại hình trụ rỗng , đặt nghiêng 1 góc 
a ở với mặt phẳng ngang a = 3 ­ 50 , tỉ lệ giữa L/D = 30 ­ 40 lần . Lị quay 
phương pháp ướt thường có các loại sau : D x L= 3 x 100m ; 3,6 x 120m ; 4 x 
150m , 5x 185m ; 7 x 270m . Lị có kích thước khác nhau , sẽ có năng suất khác 
nhau . Tịan bộ chiều dài là được đặt trên hệ thống bệ đỡ cỏ con lăn và đặt trên 
các trụ lị bằng bê tơng . 
Lị quay làm việc theo ngun tắc ngược chiều , phối liệu vào đầu cao 
( đầu lạnh ) của lị , clinker ra đầu thấp ( đầu nóng ) của lị , nhiên liệu và khơng 
khí đi vào đầu thấp của lị , q trình chảy và sự trao đổi nhiệt xảy ra theo chiều 
dài của lị , cuối cùng khí thải được đi ra phía đầu cao của lỏ . Ngun , nhiên 
liệu đi ngược chiều nhau , kết quả ngun liệu được đốt nóng từ nhiệt độ 
thường đến nhiệt độ kết khối , cịn khí nóng có nhiệt độ giảm dần theo chiều 
dài lị ra ống khói , nhiệt độ khí thải khỏang 200 ­ 3000C . 
Để tăng hiệu quả trao đổi nhiệt trong lị người ta thưỏng bố trí các thiết 
bị trao đổi nhiệt bên trong lị như : xích trao đổi nhiệt , các tấm kim loại trao đổi 
nhiệt ở các dơn như dơn sấy , dơn đốt nóng , dơn phân hủy , phổ biến là xích 
trao đổi nhiệt . 
2.2 Lị quay nung clinker xi măng theo phương pháp khơ . 
Lị quay nung clinker xi măng theo phương pháp khơ về cấu tạo thân lị và 
ngun tắc làm việc ngược chiều như lị quay phương pháp ướt . Tuy nhiên 
cũng có những điểm khác nhau : kích thước lị rất ngắn so với lị phương pháp 
ướt , tỉ lệ L/D= 15 ­ 17 lần , phổ biến là loại lị có kích thước : D x L = 3,5 x 
50m ; 4 x 60m ; 5 x 75m .
Bột phối liệu từ kết chưa có W = 0,5 ­ 1 % vào hệ thống xyclon trao đổi 
nhiệt nhờ vít tải chuyện vận , khí nóng từ trong lỗ đi vào buồng khỏi nổi lên 
xylon , vật liệu và dịng khí quyển chuyển động ngược chiều nhau , do tác dụng 

của dịng khí vật liệu trong xyclon ln ln ở trạng thái lơ lững , vì vậy sự tiếp 
xúc giữa dịng khí và vật liệu tốt hơn , q trình trao đổi nhiệt giữa khí và vật 


liệu tốt hơn . Hệ thống xyclon trao đổi nhiệt đặt phía đầu cao của lị , có thể là 
xyclon 3 bậc , 4 bậc hoặc nhiều bậc . Ở mỗi bậc xyclor vật liệu và dịng khí có 
nhiệt độ xác định , nhiệt độ vật liệu được tăng dần từ trên xuống dưới , nhiệt 
độ dịng khí giảm dần theo chiêu từ dưới đi lên . Kết quả bột phối liệu vảo đầu 
lở có nhiệt độ 950 ­ 100000°C cịn nhiệt độ khí thải ra là 300 ­ 3200 ° C , vật 
liệu vào lị tiếp tục q trình nung luyện .
2.3 Lị đứng tung clinker xi măng . 
Lị đứng là 1 ống hình trụ đứng rỗng , ngồi là vỏ thép , trong lót gạch 
chịu lửa . 
Chiều cao và đường kính lị thường có tỉ lệ xác định H / D = 3,5 ­ 4 lần , 
tùy theo kích thước lị mà có năng suất khác nhau , để tăng hiệu quả sấy thường 
mở rộng dơn sấy . 
Lị đứng cơ khí hóa cao thường có thiết bị nạp liệu , tháo clinker hịan tịan 
tự động . Bột phối liệu từ silo chứa vào thiết bị làm ẩm , tạo viên , chuyển 
xuống thiết bị nạp liệu vào lị và q trình nung luyện được tiến hành trong lị 
đứng tương tự trong lo quay . 
Dựa vào chiều cao lị , nhiệt độ nung mà phân chia lị đứng thành 3 hoặc 4 
dơn , phổ biến hơn là 3 dơn : dơn sấy , dơn nung và dơn làm lạnh . 
Q trình hóa lý xảy ra khi nung clinker : 
        Để thu được clinker xi măng có thành phần khống mong muốn , cần 
phải chế tạo bột phối liệu có đủ thành phần hóa học . Phối liệu từ khi vào lị tới 
khi ra lị ( trải qua q trình tăng nhiệt độ từ nhiệt độ bình thường tới khi đạt 
nhiệt độ kết khối , rồi sau đó nguội dẫn tới nhiệt độ bình thường ) có nhiều 
biến đổi hóa lý phức tạp qua nhiều giai đoạn . Có thể chia các giai đoạn phản 
ứng một cách tương đối như sau : 
a . Giai đoạn nung nóng và sấy khơ phối liệu 

      Khi nhiệt độ của phối liệu được nâng dân tử nhiệt bình thưởng tới 
khoảng 250 ­ 300 ° C là q trình khử nước lý học , nung nóng phối liệu và lúc 
này có thể xảy ra một vài loại phản ứng hóa học nhưng khơng ảnh hưởng lớn 
tới q trình tạo khoảng clinker sau này . 


Trong cơng nghệ sản xuất clinker bằng lị quay phương pháp khơ có hệ 
thống tháp trao đổi nhiệt cyclon , giai đoạn này xảy ra ở cyclon cấp I , tại đó bột 
phối liệu được trộn lẫn với dịng khí nóng có nhiệt độ 450­ 500C từ dưới đi lên 
và truyền nhiệt cho bột phối liệu . Sau đó bột phối liệu nóng được tách ra khỏi 
dịng khí ( nhờ lực ly tâm ) và chảy xuống cyclon cấp II . 
b . Giai đoạn phân hủy các khống sét 
Khi nhiệt độ tăng dần , các loại khoảng sét như caolinit , montmorilonit , 
ilit , v , v ..... trong đó chủ yếu là cholinit ( Al203.2SiO2.2H2O ) sẽ bị phân hủy . 
Nhiệt độ khử Nước của caolinit chủ yếu phụ thuộc vào cấu trúc tự nhiên của 
nó : caolinit cấu trúc phân tán mịn dễ dàng khi nước ở 300 ­ 420 ° C , loại 
caolinit tinh thể thơ phải nâng cao nhiệt độ tới 475­ 505 ° C . Nhưng sản phẩm 
phân hủy của khống này và bản chất của chúng như thế nào thì các nhà nghiên 
cứu cịn có những ý kiến khác nhau . 
PGS.TS . Bùi Văn Chén sau khi phân tích những kết quả nghiên cứu của 
nhiều độ phân hủy khoảng caolinit có thể chấp nhận được như sau [ 10 ] , tức là 
khi nhiệt độ lên đến 500 ­ 600 ° C thi caolinit khơng cản nước kết tinh , chuyển 
sang meta caolinit ,nếu tăng thêm nhiệt độ thì một phần phân hủy thành dạng vơ 
định hình Al2O3 và SiO2 có hoạt tính.
Trong cơng nghệ sản xuất clinker bằng lị quay phương pháp khơ , giai 
đoạn này xảy ra ở cyclon cấp II và cấp III , tại đó bột phối liệu được trộn lẫn 
với dịng khí nóng có nhiệt độ 500 – 900C từ dưới đi lên và truyền nhiệt cho bột 
liệu . Q trình này tương tự như ở cyclon cấp I , bột liệu được năng nhiệt dần 
và xảy ra các phản ứng phân huỷ khống sét và một phần khoảng cácbonat , 
được tách ra khỏi dịng khí ( nhờ lực ly tâm ) và chảy xuống cyclon cấp IV hoặc 

vào thiết bị tiền nung ( precalciner ) . 
c . Giai đoạn phân hủy cacbonat 
Khi nung phối liệu xi măng , đá vơi ( thành phần khống là canxi cacbonat 
CaCO bị phân hủy nhiệt theo phản ứng : 
CaCO3 = CaO + CO2  (600­9000 ° C)
Đây là phản ứng dị thế thuận nghịch , nếu khơng chế tốt các điều kiện , 
phản ứng có thể xảy ra hồn tồn . 


Theo lý thuyết , CaCO3 bắt đầu phân hủy ở 600 ° C , mạnh nhất ở 900C . 
Trong thực để nhiệt độ bắt đầu phân hủy CaCO3 , trên 600 ° C nhưng rất 
chậm , phân hủy mạnh ở 750­ 900°C và mãnh liệt trên 900 ° C . 
Phản ứng phân hủy Cacbonat bắt đầu xảy ra ở những trung tâm thế năng , 
đó là những vị trí có khuyết tật cấu trúc ở trên cạnh , trên mặt và các góc tạo nên 
bề mặt khoảng cacbonat 
Một số yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phân giải của CaCO3 là : 
+ Nhiệt độ tăng cao , tốc độ phản ứng nhanh . 
+ Giảm áp lực riêng phần CO , sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho phân hủy 
CaCO3
+ Khoảng canxit kết tinh thơ , hạt to , thì tốc độ phân giải chậm và ngược 
lại.
Trong các lị quay phương pháp khơ khơng có thiết bị precalciner , q 
trình này hưởng xảy ra ở cyclon cốp IV và cấp V , trước khi bột liệu được đưa 
vào lị quay .Tuy nhiên , do trong bột liệu chứa chủ yếu là cacbonat ( CaCO3) 
nên giai đoạn phân huỷ cacbonat là giai đoạn chậm nhất . Do dó , sau khi ra khai 
hệ thống thap trao đổi nhiệt lượng cacbonat bị phân hủy thường chỉ mới đạt 40 
­50 % . Q trình này tiếp tục xảy ra trong là quay với tốc độ chậm hơn vì khi 
đó bột liệu khơng cịn trộn lẫn với dịng khí nóng ở trạng thái lơ lửng như trong 
hệ thống cyclon , điều này dẫn đến phải kéo dài thân lị . 
Để tăng hiệu suất phân huỷ cacbonat ở trạng thái lơ lửng nhằm tăng năng 

suất và rút ngắn chiều dài thân lị người ta đã chế tạo ra thiết bị precalciner . 
Trong thiết bị precanciner , nhiệt độ được nâng lên 1000 – 1100 ° C nhờ hệ 
thống vịi đốt với khoảng 50 ­ 60 % nhiên liệu nung clinker và ở đó q trình 
phân huỷ cacbonat xảy ra hồn tồn . 
d . Giai đoạn phản ứng ở pha rắn : 
Trong q trình sét , đá vơi phân hủy , các oxit mới sinh lập tức phản ứng 
với nhau hinh thành khống clinker . 
Trước hết là sự hình thành canxi aluminat ( CA ) ở nhiệt độ khoảng 
700C , Sau đó CA kết hợp với CaO ở 900 ­ 1000 ° C để chuyển thành C5A 3, và 
cuối cùng tạo thành C3A ở 1200 ° C . 


Sự tạo thành ferit có nhiều ý kiến khác nhau , nhưng đa số cho rằng ở 
khoảng nhiệt độ trên 700 °C đã có phản ứng giữa CaO và Fe2O3 , tạo thành C2F 
, Sau đó kết hợp thêm CaO và Al2O 3, hình thành C4AF . Nhiều cơng trình 
nghiên cứu cho rằng các khống ferit tạo thành một dãy dung dịch rắn ( C6A2F – 
C4AF­ C6AF2 , mà cơng thức khống đại diện của nó là C4AF ( tetracanxi 
alumo ferit ) .
Từ trên 700C bắt đầu phản ứng của CaO với SiCO2) . Tạo thành dicanxi 
silicat 
Từ nhiệt độ 1000 ° C tới 1200 ­ 1250° C C3A và C4AF tiếp tục được tạo 
thành và C2S đạt tới hàm lượng lớn nhất , trước khi C2S tham gia phản ứng với 
CaO của giai đoạn tiếp theo. 
Giai đoạn phản ứng pha rắn thực tế đã bắt đầu ngay trong hệ thống trao 
đổi nhiệt cyclon , trong thiết bị preculcinh và tiếp tục xảy ra trong lị quay . 
e. Giai đoạn phản ứng tạo khống C3S khi xuất hiện pha lỏng : 
Phản ứng giữa SiO2 , và CaO trước hết tạo thành C2S rồi sau đó kết hợp 
tiếp với CaO mới sinh để chuyển thành C3S, là một khoảng clinker chính tạo 
cho đá xi măng có cường độ ban đầu cao và phát triển cường độ nhanh . 
Điều kiện để phản ứng C2S kết hợp với CaO thành CS là sự xuất hiện 

của pha lỏng : Sự xuất hiện pha lỏng ( nhiệt độ bắt đầu nóng chảy ­ điểm 
ơtecti ) xảy ra càng sớm trong hộ phản ứng có càng nhiều.
Một số nhà nghiên cứu cho rằng các khống Ferit cùng với các khống 
Canxi aluminat bị nóng chảy hồn tồn ở nhiệt độ 1250 ° C . Có ý kiến cho 
rằng : với giới hạn hàm lượng các oxit của clinker xi măng pc lăng trong hệ 
CaO – SiO2 – Al2O3­ Fe2O3 ­ MgO , nhiệt độ nóng chảy khơng nhỏ hơn 1300 ° 
C . Nếu có tạp chất kiềm và các tạp chất khác thì pha lơng có thể sẽ xuất hiện 
sớm nhất ở 1280 ° C . 
Khi pha lỏng xuất hiện thì C2S.CaO bắt đầu hịa tan vào pha lỏng và kết 
hợp với nhau thành CS.
Lượng pha lỏng và độ nhớt của pha lỏng ảnh hưởng rất lớn đến sự tạo 
thành C3S . Các cation có tác dụng làm giảm độ nhớt của pha lỏng được sắp 
xếp theo thứ tự : 


K + < Na+ < Baz + < Sr 2+ < Ca2­ < Mg2+ < Fe2+< Mn2+ 
Như vậy , các cation Fe2+ và Mn2+ có tác dụng làm giảm độ nhớt nhiều 
nhất . Vì thế trong phối liệu clinker xi măng pc lăng nếu thiếu Fe2O3 , người 
ta phải sử dụng phụ gia giàu sắt để điều chỉnh . Trên thực tế ở Việt Nam , 
nguồn ngun liệu của tất cả các nhà máy xi măng đều thiếu Fe2O3 , vì vậy 
phụ gia giàu sắt ( quặng sắt hoặc xì pyrit , laterit ) là phụ gia khơng thể thiếu 
trong sản xuất clinker xi măng pc lăng . 
Trong lị quay nung clinker xi măng , giai đoạn phản ứng pha lỏng để tạo 
khoảng C3S xảy ra ở nhiệt độ cao nhất ( 1350­ 1500 ° C ) và tại đó được gọi là 
zơn nung . Q trình này cần khoảng thời gian từ 25­ 30 phút để tất cả CaO 
trong bột liệu có thể liên kết hết thành C3S , vì vậy zơn nung của lị quay 
thường có chiều dài khoảng 20­30 m . 
f. Giai đoạn làm nguội clinker : 
Tốc độ làm nguội clinker ảnh hưởng rất lớn tới hình thái cấu trúc của 
khoảng clinker và tính chất của clinker . 

Để giữ được các khống clinker đã tạo thành khi nung ở nhiệt độ kết khối 
thì việc làm nguội nhanh clinker là cần thiết để hạn chế sự phân hủy các khống 
đó , đặc biệt để ngăn cản sự biến đổi thì hình của C2S từ dạng b­ C2S sang 
dạng g­ C2S. 
Khi làm nguội nhanh , đồng thời với sự đồng cứng đột ngột của pha thủy 
tinh , các tinh thể C3S sẽ kết tinh dạng hạt mịn làm tăng hoạt tính của chúng khi 
thủy hóa .
Khi làm nguội nhanh , clinker dễ nghiền hơn do có ứng suất nội lớn . 
Giai đoạn làm nguội clinker xảy ra ngay ở cuối zơn nung chuyển sang zơn 
làm nguội , khi đó nhiệt độ của clinker giảm nhanh từ 1450 ° C xuống 1100 ­ 
1200 ° C và được đưa ra khỏi lị quay . Q trình làm nguội tiếp theo được thực 
hiện trong thiết bị làm nguội . Trong cơng nghệ sản xuất clinker xi măng có các 
dạng thiết bị làm nguội khác nhau như làm nguội kiểu lị hành tinh , làm nguội 
kiểu ống quay và làm lạnh kiểu ghi trong đó thiết bị làm nguội kiểu ghi có hiệu 
suất làm nguội nhanh nhất .


 PHẦN 3:     
   QUY TRÌNH S
 
ẢN XUẤT XI MĂNG 
3.1Thuyết minh quy trình sản xuất xi măng
Gồm 6 giai đoạn chính để sản xuất xi măng:
• Tách chiết ngun liệu thơ
• Nghiền, phân chia theo tỉ lệ, và trộn lẫn
• Giai đoạn trước khi cho vào lị nung
• Giai đoạn trong lị nung
• Giai đoạn làm mát và giai đoạn nghiền hồn chỉnh
• Đóng bao và vận chuyển

 

(Hình 1: Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất xi măng)
3.1.1

Cơng đoạn sản xuất xi măng:
Giai đoạn 1: Tách chiết ngun liệu thơ
  Sản xuất xi măng sẽ sử dụng các ngun liệu thơ: canxi, silic, sắt và 
nhơm. Những thành phần này lấy trong đá vơi, đất sét và cát. Xi măng có 
hỗn hợp cát và đất sét với tỉ lệ nhỏ. Và đương nhiên trong cát và đất sét 
thì có thể đáp ứng nhu cầu về silic, sắt và nhơm.
   Đá vơi: Đá vơi được khai thác bằng phương pháp khoan nổ, cắt tầng 
theo đúng quy định và quy hoạch khai thác, sau đó đá vơi được xúc và 
vận chuyển tới máy đập búa bằng các thiết bị vận chuyển có trọng tải 


lớn, tại đây đá vơi được đập nhỏ thành đá dăm và vận chuyển bằng 
băng tải về kho đồng nhất sơ bộ rải thành 2 đống riêng biệt.

 

(Hình 2: đá vơi)
   Đá sét: Đá sét được khai thác bằng phương pháp cày ủi hoặc khoan nổ 
mìn và bốc xúc vận chuyển bằng các thiết bị vận tải có trọng tải lớn về 
máy đập búa. Đá sét được đập bằng máy đập búa xuống kích thước 75 
mm (đập lần 1) và đập bằng máy cán trục xuống kích thước 25 mm 
(đập lần 2). Sau đập đá sét được vận chuyển về rải thành 2 đống riêng 
biệt trong kho đồng nhất sơ bộ, mỗi đống khoảng 6.600 tấn.

                          (Hình 3: dất sét)
Phụ gia điều chỉnh: Để đảm bảo chất lượng Clanh­ke, Cơng ty kiểm 
sốt q trình gia cơng và chế biến hỗn hợp phối liệu theo đúng các 
Modun, hệ số được xác định. Do đó ngồi đá vơi và đá sét cịn có các 
ngun liệu điều chỉnh là quặng sắt (giàu hàm lượng ơ xít Fe2O3), 
quặng bơxit (giàu hàm lượng ơ xít Al2O3) và đá Silíc (giàu hàm lượng 
SiO2).
 
   Chúng ta thường thấy các nhà máy sản xuất xi măng đều được đặt ở 
khu vực gần các núi đá vơi để tiết kiệm chi phí vận chuyển ngun liệu 
và giúp giảm giá thành của xi măng. Ngun liệu thơ được tách chiết từ 
các núi đá vơi sau đó được vận chuyển trực tiếp đến các nhà máy.


               (Hình 4:Nhà máy sản xuất xi măng)
Giai đoạn 2: Phân chia tỉ lệ, trộn lẫn và nghiền
 Ngun liệu thơ từ quặng sẽ được chuyển đến phịng thí nghiệm của nhà 
máy, ở đây sẽ giúp nhà máy phân tích, phân chia tỉ lệ chính xác giữa đá vơi 
và đất sét trước khi bắt đầu nghiền.Theo tỉ lệ thơng thường thì 80% là đá 
vơi và 20% là đất sét. Tiếp theo sau khi phịng thí nghiệm phân tích ngun 
liệu xong mới đến nhiệm vụ của nhà máy. Tại nhà máy chính sẽ nghiền 
hỗn hợp dựa vào các con lăn và bàn xoay. Bàn xoay quay liên tục dưới con 
lăn và con lăn tiếp xúc trực tiếp với hỗn hợp. Con lăn sẽ  nghiền hỗn hợp 
thành bột mịn là đảm bảo u cầu. Sau khi nghiền thành bột mịn thì hỗn 
hợp này được lưu giữ trong hệ thống đường ống lớn của nhà máy.


( Hình 4: Máy nghiền ngun liệu –máy nghiền đứng trong sản xuất 
xi măng)

Giai đoạn 3: Trước khi nung
  Sau khi được nghiền hồn chỉnh, ngun liệu được đưa và buồng 
trước khi nung. Buồng này chứa một chuỗi các buồng xốy trục đứng, 
ngun liệu thơ đi qua đây và vào trong lị nung. Buồng trước nung này 


tận dụng nhiệt tỏa ra từ lị, việc làm này sẽ giúp tiết kiệm năng lượng 
và khiến cho nhà máy thân thiện với mơi trường hơn.
Giai đoạn 4: Giai đoạn trong lị
     Lị khá lớn và có thể xoay được và nó cũng được coi là phần quan 
trọng nhất của q trình sản xuất xi măng. Trong lị nhiệt độ có thể lên 
tới 14500C. Nhiệt độ này đạt được là bắt nguồn từ phản ứng hóa học 
gọi là phản ứng khử Cacbon và phản ứng này cịn thải ra khí CO2. 
Nhiệt độ cao trong lị làm cho ngun liệu nhão ra.
Chuỗi phản ứng hóa học giữa Ca và SiO2 tạo ra thành phần chính trong 
xi măng (CaSiO3). Lị nhận nhiệt từ bên ngồi nhờ khí tự nhiên hoặc 
than đá. Khi ngun liệu ở phần thấp nhất của lị nung thì nó sẽ hình 
thành lên xỉ khơ.

             (Hình 5: lị quay nung clinker )


Giai đoạn 5: Làm mát và nghiền thành phẩm
     Sau khi ra khỏi lị, clinker có nhiệt độ khoảng 1300oC sẽ được làm 
mát nhờ vào khí cưỡng bức,clinker sẽ tỏa ra lượng nhiệt hấp thụ được 
là từ từ giảm nhiệt, lượng nhiệt mà clinker tỏa ra sẽ được thu lại quay 
trở vào lị, việc làm này giúp tiết kiệm được năng lượng. Tiếp đến là 
giai đoạn nghiền hồn chỉnh,Clinke sau khi làm nguội được vận chuyến 
đến silơ chứa clinke. Sau đó clinke sẽ được xuất theo đường thuỷ hoặc 
được đưa tới cơng đoạn nghiền xi măng.các viên bi sắt, giúp nghiền bột 

mịn ra và loại bột mịn mà chúng ta nhìn thấy và đang sử dụng chính là xi 
măng.

                    (Hình 6: các silo chứa clinker)


Giai đoạn 6: Đóng bao và vận chuyển

    Sau khi nghiền thành bột chúng được đóng bao với trọng lượng từ 20­
50 kg/bao, sau đó chúng được chuyển vào kho để chờ mang đi phân phối 
tới các cửa hàng rồi đến tay người tiêu dùng.

(Hình 7: Q trình đóng bao xi măng bằng máy )


        ( Hình 8: Băng tải vận chuyển xi măng vào kho)
3.2 Sơ đồ sản xuất xi măng