Công nghệ sản xuất xi măng pooclang

Trương Đại học Bà Rịa Vũng Tàu. Khoa Hóa Học & Công Nghệ Thực Phẩm. Đề tài : Công nghệ silicat và chất kết dính. GVHD : Cô Lê Thanh Thanh. Nhóm 7. Vũng Tàu ngày tháng năm Danh sách nhóm 7. 1. Hoàng Phương. 2. Vũ Thị Lan Phương. 3. Hoàng Nguyên Quân. 4. Lý Lệ Quê. 5. Bùi Anh Quốc. 6. Huỳnh Phú Qúy. 7. NguyễnVăn Quỳnh. 8. Đặng Văn Quyền. 9. Phan Tiến Sỹ. 10.Lê Thanh Sơn. 11.Nguyễn Hoàng Sơn. Mục lục Chương 1: Công nghệ sản xuất xi măng pooclang. I.1 Tính chất hóa lí. I.2 Nguyên liệu sản xuất xi măng pooclang. 2.1 Đá vôi. 2.2 Đất sét. 2.3 Phụ gia. I.3 Phương pháp sản xuất. I.4 Nguyên tắc sản xuất xi măng pooclang theo phương pháp ướt. Chương 2 : CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH CERAMIC II.1. NGUYÊN LIỆU 1 Nguyên liệu dẻo 1.1 Đất sét. 1.2 Cao lanh. 2 Nguyên liệu gầy 2.1 Cát 2.2 Tràng thạch (trường thạch) 2.3 Đá vôi 2.4 Hoạt thạch (Talc) 2.5 Thạch anh (Quarzit) 2.6 Các nguyên liệu khác II.2 Quy trình công nghệ sản xuất gạch ceramic. Mở đầu Công nghệ silicat sản xuất những vật liệu và sản phẩm có tính chất kinh tế rất giá trị. Tính chất của phần lớn silicat được đặc trưng bởi cấu tạo đặc biệt các phân tử của chúng, cơ bản là của nhóm SiO 4 4- . Cấu tạo này đặc trưng cho độ bền vững cao giữa các mối liên kết giữa Si 4+ và O 2 - , do đó phần lớn các silicat có độ cứng cao và khó nóng chảy. Những tính chất cung cho các silicat là độ bền hóa học, độ chịu lửa cao và khó nóng chảy. Xi măng pooclang là chất kết dính có khả năng đông kết, rắn chắc và phát triển cường độ trong môi trường không khí và môi trường nước, thường gọi là chất kết dính rắn hay chất kết dính thủy. Chương 1 : Công nghệ sản xuất xi măng Pooclang. I.1 Tính chất hóa lý: - Xi măng P là chất kết dính chịu nước được sản xuất từ hai nguyên liệu chủ yếu là đá vôi và đất sét, nung đến nhiệt độ 1450 0 C và sau đó làm lạnh rồi nghiền mịn. - Xi măng P không có công thức hóa học, cấu tạo nó là hỗn hợp nghiền mịn của klinker,thạch cao, phụ gia (có thể có). Tùy theo tỉ lệ phụ gia nghiền mà thành phần các oxit trong xi măng P thay đổi trong khoảng sau: - Thành phần hóa học là các oxit chính gồm: CaO, SiO 2 , Fe 2 O 3 ,Al 2 O 3 chiếm từ 95 97%, còn lại từ 3- 5% là các oxit khác ( Na 2 O,K 2 O,MgO,Mn 2 O 3, SO 3 ,TiO 2 ).  Quá trình sản xuất xi măng P chia làm 3 giai đoạn chủ yếu: • Giai đoạn 1: chuẩn bị nguyên liệu và hỗn hợp phối liệu. • Giai đoạn 2: nung phối liệu và hỗn hợp phối liệu. • Giai đoạn 3: cho thêm phụ gia và nghiền mịn để tạo xi măng P. Tùy thuộc vào giai đoạn 1 mà chia thành hai phương pháp sản xuất: - Phương pháp ướt: nguyên liệu được trộn đều, nghiền chung với nước rồi đưa vào lò ở dạng lỏng. Phương pháp này cho xi măng chất lượng cao nhưng thiết bị cồng kềnh và tiêu tốn nhiều năng lượng. - Phương pháp khô: nhiên liệu trộn không đều nên chất lượng giảm song thiết bị đơn giản đầu tư thấp ít tốn điện năng.  Nguyên lí sản xuất xi măng P: Dưới tác dụng của nhiệt độ cao các oxit trong nguyên liệu sẽ phân hủy và tác dụng với nhau để tạo ra những khoáng silicat tồn tại dưới dạng lỏng khi nhiệt độ = 1450 o C. Sau khi làm lạnh các khoáng sẽ tạo ra những hạt rắn gọi là klinker. Đem nghiền klinker với những phụ gia khác sẽ thành xi măng I.2 Nguyên liệu sản xuất xi măng P: 2.1Đá vôi Chủ yếu cung cấp CaO. Có thể dùng nhiều loại đá vôi, đá phấn, đá cẩm thạch, đá hoa cương. Nói chung đá nào nung vôi được thì có thể sản xuất xi măng được. 2.2 Đất sét Trong đât sét có chứa những khoáng chính như: - Caolinit Al 2 O 3 .2SiO 2 .2H 2 O. - Bentonit Al 2 O 3. SiO 2 .5H 2 O - Và một vài khoángkhác cung cấp SiO 2 ,Al 2 O 3 ,Fe 2 O 3. Nếu như Fe 2 O 3 trong đất sét có hàm lượng nhỏ thì phải đưa thêm quặng sắt vào. 2.3Phụ gia. Tùy thuộc vào yêu cầu chất lượng sản phẩm mà đưa vào nhiều hay ít,trước hoặc sau khi nung. Có 4 loại phụ gia thường gặp: - Phụ gia khoáng hóa :tăng cường quá trình tạo các khoáng cần thiết trong quá trình nung klinker. Vai trò gần giống với các chất xúc tác trong phản ứng hóa học nhưng khác là sau khi nung chúng sẽ ở lại luôn trong sản phẩm. - Phụ gia điều chỉnh :có tác dụng điều chỉnh thời gian đóng rắn của xi măng.Nếu không có phụ gia điều chỉnh thì xi măng đóng rắn rất nhanh,không đảm bảo thời gian thi công. Vì vậy thực chất phụ gia điều chỉnh để làm chậm quá trình đóng rắn.Thường dùng thạch cao CaSO 4 .2H 2 O và một số muối khác NaCl,MgCl 2 . - Phụ gia thủy : tăng cường tính chịu nước của xi măng. Thường dùng SiO 2 hoạt tính, xỉ lò cao hoạt hóa. - Phụ gia đầy : là chất độn , mục đích là hạ giá thành sản phẩm. Thường dùng gạch, ngói vỡ đem nghiền nhỏ. Lượng phụ gia cho vào nghiền chung với klinker, lượng dùng phụ thuộc vào cường độ xi măng thấp hay cao. 2.4 Quá trình hóa lý khi nung klinker. 2.4.1 Trong lò quay Chia làm 6 vùng - Vùng sấy : t 0 > 100 0 C quá trình mất nước lý học. - Vùng đốt :t 0 gần bằng 500 0 C. Đất sét mất nước hóa học nên mất tính dẻo, các tạp chất hữu cơ trong đất sét cháy hoàn toàn. Nguyên liệu tơi ra thành bột. Hai vùng này chiếm 50-60% chiều dài lò. Al 2 O 3 .2SiO 2 .2H 2 O → Al 2 O 3 .2SiO 2 + 2H 2 O - Vùng phân hủy : t 0 = 900-1000 0 C. Đá vôi phân hủy tạo CaO. Bắt đầu phản ứng : CaO + SiO 2 để tạo thành C 2 S pha rắn. Al 2 O 3 .2SiO 2 → Al 2 O 3 +2 SiO 2 CaCO 3 → CaO + CO 2 - Vùng tỏa nhiệt: t 0 = 1000÷1300 0 C. Các phản ứng xảy ra mãnh liệt tạo ra các khoáng ở pha rắn : 1000 0 C : CaO + Al 2 O 3 → CA 2CaO + SiO 2 → C 2 S 1200- 1300 0 C: 2CaO + 3 Al 2 O 3 → C 5 A 3 → C 3 A 2CaO + SiO 2 → C 2 S (kết thúc) 3CaO + Fe 2 O 3 → C 3 F C 3 F + CaO + Al 2 O 3 → C 4 AF Hai vùng này chiếm 35% chiều dài lò. - Vùng kết khối : t 0 = 1300-1450 0 C. Tất cả các pha rắn chuyển thành lỏng trong đó xảy ra phản ứng: C 2 S + CaO → C 3 S là khoáng chủ yếu của xi măng nhưng chỉ tạo ra trong pha lỏng. Vì vấy quá trình nung ở nhiệt độ > 1350 0 C. Tại nhiệt độ 1450 0 C sự tạo thành C 3 S xảy ra mãnh liệt. Quá trình nung kết thúc và chiếm từ 10-15% chiều dài lò. - Vùng làm nguội : t 0 từ 1000-800 0 C. Không xảy ra quá trình hóa lý. Đơn giản là quá trình làm nguội để kilnker ra khỏi lò có nhiệt độ giảm xuống nhiệt độ bình thường. Vùng này chiếm 10% chiều dài lò. 2.4.2 Trong lò đứng. - Vùng sấy có nhiệt độ từ 100-800 0 C. Xảy ra quá trình mất nước lý học ở 100-200 0 C. T 0 =400÷500 0 C mất nước hóa học. T 0 =500÷800 0 C đất sét mất tính dẻo. - Vùng nung t 0 =900÷14500 0 C. ở nhiệt độ 1000 0 C tạo ra khoáng CA, C 2 S ( chủ yếu là CA, còn C 2 S mới bắt đầu). T= 1200 0 C tạo C 2 S mãnh liệt và tạo ra các khoáng C 2 S, CF, C 4 AF là chủ yếu ngoài ra còn C 5 A, C 5 A 3 . t 0 =1350÷14500 0 C tạo pha lỏng và C 3 S xuất hiện. - Vùng làm nguội 1450÷200 0 C. Chủ yếu là quá trình hạ nhiệt độ ngay trong lò đứng vượt qua nhiệt độ 675 0 C là nhiệt độ tại đó β C 2 S→ γ C 2 S. Mà γ C 2 S không có tính kết dính nên người ta cố gắng hạn chế sự có mặt của nó. Nếu thành phần klinker chứa nhiều γ C 2 S thì chất lượng xi măng sẽ giảm xuống. Vì vậy quá trình làm lạnh ở 675 0 C phải hạ nhiệt độ nhanh để đảm bảo chất lượng xi măng. Một trong những nguyên nhân làm chất lượng xi măng lò đứng kém xi măng lò quay là vì công đoạn này. 2.4.3 Quá trình gia công klinker thành xi măng. Clinker ra khỏi lò nung có t 0 =100-200 0 C. Phải gia công tiếp là ủ nghiền và đóng bao. 2.4.3.1 Ủ klinker. Klinker ra khỏi lò được đưa vào kho ủ. Ủ nhằm mục đích làm nguội clinker và CaO tự do có thời gian hút hơi nước của không khí để có thể hydrat hóa tạo thành Ca(OH) 2 làm dãn nở thể tích, gây nứt nẻ khối klinker giúp cho quá trình nghiền được thuận lợi. Thời gian ủ thường từ 10-15 ngày. Nghiền mịn. Trong khi nghiền cho thêm các phụ gia. Đây là khâu quan trọng. Độ mịn càng cao thì cường độ xi măng càng lớn.Xi măng đã nghiền được đưa vào xilo 1000-10.000 tấn đẻ đống bao. Thời gian đống bao càng ngắn càng tốt vì sẽ tránh cho xi măng khỏi bị hút ẩm. I.3 Phương pháp sản xuất Sơ đồ sản xuất xi măng theo phương pháp ướt lò quay (hình 82). Sản xuất xi măng P theo phương pháp khô lò đứng (hình 84) Đá vôi Đập hàm Bể chứa Đập búa Đất sét Máy cán Bể chứa bùn Nước Máy nghiền bi Lò quay Ủ clinke Nghiền bi Xilo chứa xi măng Đóng bao Kho chứa sản phẩm Phụ gia điều chỉnh Phụ gia thuỷ Phụ gia đầy Nghiền Chứa Sấy Dập Than Đá vôi Đất sét Đập hàmKét chứaMáy sấyKét chứa Máy cánKét chứaMáy sấy Than Két chứa Máy đậpKét chứaMáy sấyKét chứaMáy nghiềnĐóng baoKho sản phẩmNước Phụ gia Phương pháp khô lò quay sản xuất xi măng P (hình 83) Làm ẩm và viên hoặc đánh bóng Kho ủ clanhke Máy nghiền bi Đá vôi Đất sét Đập hàm Két chứa Máy sấyKét chứa Máy cán Chứa Máy sấyKét chứaMáy nghiềnMáy trộnKét chứaLàm ẩmLò quayLàm lạnh clanhkeỦ clanhkeMáy nghiền biXilo chứaNước [...]... kiện vệ sinh môi trường tốt hơn - Trên thê giới 85% sản lượng xi măng được sản xuất bằng phương pháp ướt lò quay 4 Sơ đồ sản xuất xi măng P theo phương pháp ướt Sơ đồ sản xuất xi măng pooclang bằng phương pháp ướt 1 Máy khuấy đất sét; 2 Máy đập búa; 3 Máy nghiền bi; 4.Bể điều chỉnh bùn; 5 Bể bùn; 6 Lò quay; 7 Ghi lò; 8 Kho; 9 Máy nghiền bi; 10 Kho ủ xi măng 2 Giải thích: Đá vôi đập vụn trong máy đập,... nghiền hay phụ gia thủy lực và phụ gia thạch cao đem nghiền trong những máy nghiền bi Xi măng được chứa trong những thùng ủ bê tông cốt sắt có trang bị những đáy thông gió, qua đáy này ở giai đoạn tháo xilo ủ người ta thổi không khí để làm tơi xi măng Chuyển xi măng đã đóng bao đến nơi tiêu thụ Chương II : CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH CERAMIC II.1 NGUYÊN LIỆU 1 Nguyên liệu dẻo 1.1 Đất sét - Đất sét là loại... khi qua công đoạn tráng man chính và in hoa Gạch được đưa sang hệ thống lò nung để làm cứng sản phẩm và đạt yêu cầu về độ bền uốn, khối lượng,kích thước Công đoạn này được tiến hành với nhiệt độ từ 110-11000C và thời gian là từ 38-42 phút Cuối cùng gạch sẽ được đem đi phân loại, đóng gói và nhập kho Kết luận Ngày nay công nghệ sản xuất silicat sản xuất nhiều vật liệu và sản phẩm không chứa oxit silic... nó, ví dụ như điều chế các oxit chịu lửa và những mặt hàng đặc biệt từ chúng hợp kim bột chịu nhiệt manhezi (MgO) manhezi-crom, grafit, các chất kết dính không khí Sự phát triển phương pháp và trang thiết bị sản xuất xi măng poolang là cả một quá trình lâu dài Để xây dựng được nhà máy đầu tiên, người ta đã sử dụng các lò nung vôi, nung gạch để nung clanke xi măng Xi măng pooclang là loại chất kết dính... định hình thì gọi là quarzit xi măng 2.6 Các nguyên liệu khác Ngoài các nguyên liệu trên trong công nghiệp gốm sứ còn sử dụng một số các nguyên liệu khác như: - Quặng Bôxit cung cấp Oxit nhôm (Al2O3) - Các hợp chất chứa BaO, TiO2, ZrO2, … - Các oxit thuộc họ đất hiếm như: La2O3, BeO, ThO2 -Ngoài ra còn có một số oxít chuyển tiếp như: CoO, Cr 2O3… thường được dùng để sản xuất các chất màu Khi sử dụng... Kho chứa sản phẩm So sánh 3 sơ đồ: - Phương pháp ướt lò quay tiêu tốn năng lượng cho quá trình đập và nghiền it nhưng nhiên liệu tiêu hao để nung luyện lại nhiều hơn so với phương pháp khô lò quay - Phương pháp khô năng lượng tiêu tốn cho quá trình nghiền đập nhiều hơn nhưng diện tích sản xuất được thu hẹp vì lò quay dạng này ngắn hơn - Chất lượng sản phẩm của phương pháp lò ướt tốt hơn, xi măng có... Khi sử dụng các hợp chất thiên nhiên như hoạt thạch, đá vôi… cần chú ý đến lượng tạp chất trước hết là Fe2O3, TiO2, MnO2… có trong các chất đó vì chúng làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm II.2 Quy trình công nghệ sản xuất gạch ceramic Nguyên liệu sau khi kiểm tra đạt yêu cầu sẽ được nạp vào cân với khối lượng thành phần theo đơn phối Sau đó nguyên liệu được hệ thống băng tải đưa lên nạp vào cối nghiền... nóng chảy tạo điều kiện xuất hiện khoáng Mullite Khoáng này sẽ cứng lại khi làm nguội làm tăng độ bền cơ, bền nhiệt 2 Nguyên liệu gầy 2.1 Cát Cát cung cấp SiO2 cho xương, tính năng của cát trong sản phẩm sẽ làm giảm độ co ngót, giúp quá trình sấy nhanh khô, chống nứt sản phẩm Tuy nhiên nếu hàm lượng cát quá nhiều sự liên kết vật chất trong xương kém gây ảnh hưởng đến độ bền của sản phẩm Hiện nay nguồn... thạch nóng chảy có khả năng hoà tan SiO2 hay sản phẩm phân huỷ của Cao lanh + Tràng thạch làm giảm độ co của sản phẩm trước khi nung (do lượng đất sét quá nhiều) để tránh cho gạch có độ co quá mức, gây nứt, biến dạng sản phẩm trước nung giảm + Tràng thạch càng nhiều làm cho độ hút nước càng giảm, tuy nhiên nếu tràng thạch tăng quá mức sẽ làm cho độ bền cơ của sản phẩm giảm 2.3 Đá vôi - Đá vôi có tác dụng... ngược chiều với dòng khí đốt Khi đó sẽ lần lượt xảy ra sự bay hơi nước, giải hydrat hóa các khoáng, phân li đá vôi và phản ứng giữa oxit kiềm tạo thành CaO với các oxit có trong đất sét SiO2, Al2O3, Fe2O3 Trong vùng thiêu kết ở nhiệt độ 1450 oC đã tạo xong klinker xi măng Klinker tạo thành được làm nguội bằng không khí lạnh trên ghi lò đến 5060oC Trong những bộ phận làm lạnh này( được đạt dưới đáy . nghệ sản xuất xi măng pooclang. I.1 Tính chất hóa lí. I.2 Nguyên liệu sản xuất xi măng pooclang. 2.1 Đá vôi. 2.2 Đất sét. 2.3 Phụ gia. I.3 Phương pháp sản xuất. I.4 Nguyên tắc sản xuất xi măng pooclang. tốt hơn. - Trên thê giới 85% sản lượng xi măng được sản xuất bằng phương pháp ướt lò quay. 4 Sơ đồ sản xuất xi măng P theo phương pháp ướt. Sơ đồ sản xuất xi măng pooclang bằng phương pháp ướt. 1 cường độ xi măng càng lớn .Xi măng đã nghiền được đưa vào xilo 1000-10.000 tấn đẻ đống bao. Thời gian đống bao càng ngắn càng tốt vì sẽ tránh cho xi măng khỏi bị hút ẩm. I.3 Phương pháp sản xuất Sơ