Cac Qt hoa ly_ximang doc

Các biến đổi hoá lý QT nung Presented by: ThS Hoàng Trung Ngôn 07/29/14 Presented By:ThS Hoang Trung Ngon Tại phải nung? Natural Minerals Temperature (T) Synthetic Hydraulic Minerals Pressure (p) Time (t) 07/29/14 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon Các biến đổi hoá lý QT nung  Quá trình sấy (200-1200C): với phương pháp ướt độ ẩm phối liệu cao (18 – 45%), với phương pháp khô, độ ẩm phối liệu thấp nhiều (nhỏ 1%) Quá trình chủ yếu bay lượng ẩm  Quá trình nâng nhiệt (1200-6000C):    120 – 300 C: chaùy tạp chất hữu nước liên kết lý học 300- 600 C: Mất nước cấu trúc khoáng sét, biến đổi thù hình số khoáng, Quá trình phân hủy cacbonát (Dissociation of carbonates):   Phản ứng thu nhiệt tỏa khí mạnh Sự phân hủy tạo CaO hoạt tính cao dễ phản ứng với ôxít hoạt tính đất sét SiO2, Al2O3 silicát canxi CS, C3S2… bắt đầu tạo thành 07/29/14 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon Các biến đổi hoá lý QT nung (Quá trình kết khối)  Nhiệt độ tăng từ 1000- 14500C, pha lỏng hợp chất etecti nóng chảy (chủ yếu hỗn hợp nóng chảy chứa Fe 2O3) hình thành ngày nhiều tạo điều kiện thuận lợi cho trình tạo khoáng cần thiết  Nhiệt độ 10000C, lúc đầu Al2O3 phản ứng với CaO tạo thành CaO.Al2O3 SiO2 kết hợp với CaO tạo thành 2CaO.SiO2 C O a + C O a O Si O 2CaO + SiO2 07/29/14 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon C a O O Si O C (Belite) a O 2CaO•SiO2 = C2S Các biến đổi hoá lý QT nung (Quá trình tạo khoáng C2S) C2S will continue to form as long as silica can come into contact with lime This is an endothermic reaction.Solid reactions are very dependant on particle size For that reason, 07/29/14 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon Các biến đổi hoá lý QT nung (Quá trình kết khối)  Đến nhiệt độ 1200-13000C CaO.Al2O3 lấy thêm CaO tạo thành 5CaO.3Al2O3 từ chuyển sang 3CaO.Al2O3 (C3A), đồng thời C4AF tạo thành Nhiệt độ 13000C, C3A C4AF chảy tạo thành pha lỏng Một phần CaO tự C2S hòa tan pha lỏng kết hợp với tạo thành C 3S Tỷ lệ hợp lý pha lỏng khoaûng 20-30% Ca O + Si Ca O O (alite) C3S C2S + CaO 07/29/14 O C aO Ca O O Si O Ca O Ca O  Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon Các biến đổi hoá lý QT nung (Quá trình hình thành pha lỏng) Upon completion of C2S formation at approximately 1250 °C, the Calcium salts of Aluminum and Iron reach a, point where they become a LIQUID.In the heart of the BZ, 20 – 30 %of the clinker will be a liquid 07/29/14 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon Các biến đổi hoá lý QT nung (Quá trình hình thành khoáng C3S) Uncombined lime 0.75-1.5% In that liquid, the C2S reacts with the residual lime to form C3S This is an exothermic reaction 45-65% 10-25% In the heart of the BZ 20 – 30 % of the clinker will be a liquid 07/29/14 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon Các biến đổi hoá lý QT nung (Quá trình làm nguội)  Khi làm nguội, phần pha lỏng không kết tinh tạo pha thủy tinh clinker Thành phần pha clinker gồm khoáng C3S, C2S, C3A, C4AF pha thủy tinh Nhiệt độ giảm tinh thể C3S, C2S, C3A phát triển chậm tới kích thước ngừng hẳn  Trong trình làm nguội nhiệt độ 12750C C3S phân hủy tạo thành C2S 6750C có biến đổi thù hình khoáng C2S C3S → C2S, 07/29/14 β-C2S → α-C2S Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon Các biến đổi hoá lý QT nung (Quá trình làm nguội)  Đây biến đổi không tốt cho chất lượng xi măng C3S khoáng tạo cường độ cho xi măng  γ -C2S dạng thù hình không tạo cường độ cho xi măng làm giảm chất lượng nên cần hạn chế  Tốc độ làm nguội nhanh làm hạn chế lượng biến đổi chất sau  Tốc độ làm nguội ảnh hưởng tơí kích thước tinh thể, hạn chế hình thành tinh thể lớn 60µm 07/29/14 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon 10 Cooling Once the formation of the C3S is complete there is no further value in prolonging the process at this elevated temperature The objective now is to halt further growth of the C3S crystals and to trap any dissolved MgO present in the amorphous stage This final process is called cooling, not just to reduce the temperature, but to freeze the crystal growth and to convert the liquid phase back to a solid for easier transport 07/29/14 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon At this point, C3A and C4AF cool to form to solids 11 Kết luận  Để tạo Cliker có chất lượng  Thành phần hoá phối liệu ban đầu  Thành phần khoáng  Điều kiện nung để hình thành khoáng tốt (Burning conditions)  Nhiệt độ nung(temperature)  Thời gian nung giai đoạn(time)  Môi trường nung (atmosphere)  Điều khiển trình làm nguội (cooling) 07/29/14 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon 12 Các dạng phản ứng QT tạo cliker  Các pha tồn QT   Pha loûng (liquid)   Pha rắn (solid) Pha khí (gaseous) Các dạng phản ứng QT  Phản ứng thay đổi cấu trúc structural change high quartz ↔ low quartz  Phản ứng phân hủy decomposition CaCO3 → CaO + CO2 07/29/14 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon 13 Các dạng phản ứng QT tạo cliker  Phản ứng kết hợp combination 2CaO + SiO2 → C2S  Phản ứng pha  solid – solid quartz and free CaO → belite  solid – liquid liquid phase → crystallisation of aluminate + ferrite  solid – gas CaCO3 ↔ CaO + CO2  liquid - liquid -  liquid - gas drying process, volatilisation of alkalis  gas - gas CO + 1/2 O2 ↔ CO2 07/29/14 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon 14 Toả nhiệt, thu nhiệt QT tạo cliker Nhiệt độ Các phản ứng (Type of Reaction) Hiệu ứng Mất nước tự liên kết lý Thu nhiệt 120 -300 Mất nước liên kết lý nước số khoáng Thu nhiệt 400 -900 Mất nươc cấu trúc khoáng khoáng sét Thu nhiệt 550-1000 Phản ứng phân huỷ khoáng cácbonat Thu nhiệt Formation of intermediate products, belite, aluminate and ferrite Formation of liquid phase(xuất pha lỏng) Toả nhiệt Hình thành khoáng C3S Toả nhiệt 20-120 >800 >1200 1300 - 1240 Crystallization of liquid phase into mainly (cooling cycle) aluminate and ferrite 07/29/14 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon Thu nhiệt Toả nhiệt 15 Đường phân tích nhiệt vi sai DTA (DTA curves of typical cement raw meals) 07/29/14 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon 16 Nhiệt lượng hình thành cliker (Thermodynamics of Clinker Formation) Endothermic processes dehydration of clays decarbonisation of calcite heat of melting heating of raw materials - 1450°C Total endothermic Exothermic processes crystallization of dehydrated clay heat of formation of clinker minerals crystallization of melt cooling of clinker cooling of CO2 (ex calcite) cooling of H2O (ex clays) Total exothermic Net theoretical heat of clinker formation 07/29/14 (kJ/kg clinker) ≈ 170 ≈ 1990 ≈ 105 ≈ 2050 ≈ 4315 (kJ/kg clinker) ≈ -40 ≈ -420 ≈ -105 ≈ -1400 ≈ -500 ≈ -85 ≈ -2550 ≈ + 1765 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon 17 ... 07/29/14 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon 12 Các dạng phản ứng QT tạo cliker  Các pha tồn QT   Pha lỏng (liquid)   Pha rắn (solid) Pha khí (gaseous) Các dạng phản ứng QT  Phản ứng thay đổi... quartz ↔ low quartz  Phản ứng phân hủy decomposition CaCO3 → CaO + CO2 07/29/14 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon 13 Các dạng phản ứng QT tạo cliker  Phản ứng kết hợp combination 2CaO + SiO2... a + C O a O Si O 2CaO + SiO2 07/29/14 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon C a O O Si O C (Belite) a O 2CaO•SiO2 = C2S Các biến đổi hoá lý QT nung (Quá trình tạo khoáng C2S) C2S will continue to