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

NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT CLINKER XMP  Nguyên liệu tự nhiên:  Limestone CaCO3  CaO  Clay Al2O3.nSiO2.mH2O  Al2O3 + SiO2  Iron ore  Fe2O3  Thường quan tâm chủ yếu tới thành phần hóa và

NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT

CLINKER XMP

 Nguyên liệu tự nhiên:

 Limestone CaCO3  CaO

 Clay Al2O3.nSiO2.mH2O  Al2O3 + SiO2

 Iron ore  Fe2O3

 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 C3S, C2S, C3A và C4AF ( kết khối với lượng pha lỏng lớn (15 – 25%) ).

Calcium Iron Silica Alumina Sulfate

Blast-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

ore refuse Bauxite

Aluminum-Cement rock

Clay Copper slag Fly ash

Fuller’s earth Granodiorit e

Limestone Loess

Ore washings Shale

Anhydrit e

Calcium sulfate Gypsum

ĐÁ VÔI CaCO3 (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 định 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 vị 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 mịn tiếp.

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 CaCO3: 96 – 100% , Đá vôi lẫn đất CaCO3 : 90 – 96

Đá vôi lẫn nhiều đất CaCO3 : 75 – 90Đá lẫn đất CaCO3 : 40 – 75Đất sétù lẫn đá CaCO3 : 10 – 40Đất sét CaCO3 : 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

Preparation of raw materials

 Homogeneity of deposit

 Control of critical minor elements

 Color

Hammer crusher with grate bar

 Hoá chất, thuốc thử

 Thiết bị, dụng cụ

 Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu

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

 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

ĐẤT SÉT (CUNG CẤP ĐỒNG THỜI SiO2, Al2O3 và Fe2O3)

 Yêu cầu thành phần hóa đất sét như sau:

 Khai thác đất sét trong các mỏ hoặc ngầm dưới sông

 Đất sét là nguyên liệu mịn (phần lớn hạt nhỏ hơn 10 m), 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)

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

CÁC LOẠI QUẶNG CHỨA SẮT

 Là nguyên liệu không thể thiếu cung cấp Fe2O3 nhằm

tạo pha lỏng cần thiết cho quá trình nung luyện clinker

 Quặng pyrít sắt FeS2, xỉ sắt (hàm lượng Fe2O3 62 – 87%) FeS2 chứa S tạo SO2 khi nung luyện là hạn chế của nguyên liệu này.

 Bôxít (hàm lượng Fe2O3 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 Fe2O3 trên 30%, Al2O3 trên 18%)

Một số hình ảnh khu khai thác

nguyên liệu nhà máy Hà Tiên 2

KHU KHAI THÁC ĐÁ VÔI

 Phễu tiếp nhận đá,

MÁY ĐẬP ĐÁ

 Máy đập búa 2 trục

 Mỗi trục 38 búa, mỗi búa nặng 79 kg

 Kích thước đá vào 1m

KHU KHAI THÁC ĐẤT SÉT

 55 gàu

 Vận tốc 0,3 m/s

 Dung tích gàu :

150 l ???

 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.

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

1 – Phụ gia hiệu chỉnh thành phần:

a - Cát (cung cấp SiO 2 )

 Khi thiếu SiO2 dùng phụ gia hiệu chỉnh là cát Cát dùng làm phụ gia hiệu chỉnh cần hàm lượng SiO2 > 85 % , MKN

< 1,5 %, ẩm < 5 %.

b - Bôxít (cung cấp Al 2 O 3 và Fe 2 O 3 )

 Bôxít cung cấp đồng thời Al2O3 và Fe2O3, đồng thời hàm lượng SiO2 và CaO cũng không nhỏ

c - Quặng sắt (pirít sắt FeS 2 ):

 Nguyên liệu có hàm lượng Fe2O3 rất cao, 62 – 87% Phần lớn các nhà máy dùng quặng pirít sắt như nguyên liệu chính cung cấp Fe2O3

2 – Phụ gia giảm tốc độ đóng rắn:

 Thạch cao (CaSO4.2H2O) 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 dịch từ khoáng C3A tạo hợp chất hydro-sunfo-aluminát (3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O) khó hòa tan làm chậm quá trình đóng rắn của XMP Vì C3A 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 C3A

 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

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 định 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 mịn hoặc cục nhỏ, gọi là puzơlan

4 – Tro và xỉ:

 Tro và xỉ là phế thải của nhiều ngành công nghiệp như luyện kim, hóa chất, năng lượng Chúng là những sản phẩm đã trải qua những biến đổi hóa lý ở nhiệt độ cao, vì vậy trong thành phần có những khoáng có hoạt tính cao, hoặc có cả những khoáng có tính kết dính

 Xét về mặt môi trường, việc dùng những phế

thải của công nghệ này làm sản phẩm cho một ngành công nghiệp khác là xu hướng lớn, nhằm

giảm thiểu ô nhiễm, tiết kiệm năng lượng

5- Phuù gia ủaày:

 Nhaốm giaỷm giaự thaứnh saỷn phaồm, khoõng laứm

haùi caực tớnh chaỏt cụ baỷn cuỷa XM Vớ duù: caựt mũn, ủaự voõi hoaởc ủaự ủolomớt nghieàn mũn, moọt soỏ loaùi tro, xổ

 (Theo TCVN: Phụ gia đầy gồm các loại vật liệu

khoáng thiên nhiên hoặc khoáng nhân tạo, thực

tế không tham gia vào hydrat hoá xi măng, chúng chủ yếu đóng vai trò cốt liệu mịn, làm tốt thành phần hạt và cấu trúc của đá xi măng)

TCXDVN 308:2003

Xi măng poóc lăng hỗn hợp – ph ơng pháp

xác định hàm l ợng phụ gia khoáng

Portland blended cement – Method for

determination of content of mineral admixture

 Phần I: Xi măng poóc lăng hỗn hợp – Ph ơng pháp xác định hàm l ợng phụ gia khoáng biết hợp phần ban đầu

 Phần II: Xi măng poóc lăng hỗn hợp – Ph ơng

pháp xác định hàm l ợng phụ gia khoáng không

Một số định mức tiêu hao tham khảo

 Calculated for a “medium-sized” plant with a clinker production of 3000 tons per day or 1 million tons per year. Based on average figures for the clinker content in cement in Europe, a clinker production of 1 million tpy corresponds to a cement

production of 1.23 million tons per year

 Cement manufacturing is also an energy intensive process The specific thermal

energy consumption of a cement kiln varies between 3,000 and 7,500 MJ/ton of

clinker, depending on the basic process design of the plant

 Major consumers of electrical energy in the cement manufacturing process are the mills (cement mills, raw mills, coal mills) and the large fans (predominantly in the kiln system and with the cement mills) The specific electrical energy consumption ranges typically between 90 and 130 kWh per ton of cement.

Chất thải (from European cement kilns)

kilns normally operate Due to the age and design of the plant, the nature of the raw materials, etc., individual kilns may operate outside these ranges.