Nghiên cứu sử dụng phụ gia khoáng hoá nâng cao chất lượng Clanhke xi măng lò đứng

Nghiên cứu sử dụng phụ gia khoáng hoá nâng cao chất lượng Clanhke xi măng lò đứng Nghiên cứu sử dụng phụ gia khoáng hoá nâng cao chất lượng Clanhke xi măng lò đứng Nghiên cứu sử dụng phụ gia khoáng hoá nâng cao chất lượng Clanhke xi măng lò đứng luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

LÊ VĂN QUANG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Lê Văn Quang NGÀNH: CNVL HOÁ HỌC "NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PHỤ GIA KHOÁNG HOÁ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CLANHKE XI MĂNG LÒ ĐỨNG" LUẬN VĂN THẠC SỸ NGÀNH CNVL HOÁ HỌC KHOÁ 2005-2007 HÀ NỘI - 2007 ii MỤC LỤC Nội dung Trang Trang phụ bìa Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt i Mục lục ii Danh mục hình vẽ, đồ thị iii Mở đầu 01 Chương Tổng quan công nghệ xi măng lò đứng 06 1.1.Cơng nghệ xi măng lị đứng giới 06 1.2.Công nghệ xi măng lò đứng Việt Nam 09 Chương Tổng quan phụ gia khống hố, q trình hydrát hố đóng rắn XMP 11 2.1.Phân biệt chất trợ dung chất khoáng hoá 11 2.2.Nung clanhke 13 2.3.Sự tạo thành alít 17 2.4.Tình hình nghiên cứu sử dụng phụ gia khoáng hoá thê giới 23 2.5.Clanhke khống hóa 29 2.6.Tình hình nghiên cứu sử dụng phụ gia khoáng hoá Việt Nam 30 2.7 Cơ chế tác dụng phụ gia khoáng hoá nung luyện clanhke 31 2.8.Q trình hydrát hố đóng rắn xi măng poóc lăng 35 2.9.Kết luận tổng quan giới hạn phạm vi nghiên cứu đề tài 43 Chương Vật liệu sử dụng phương pháp nghiên cứu 45 3.1.Vật liệu sử dụng 45 3.2.Phương pháp nghiên cứu 50 3.3.Sơ đồ nghiên cứu 56 Chương 4.Kết thảo luận 57 4.1.Ảnh hưởng phụ gia khoáng hoá đến chất lượng clanhke xi măng 57 4.2.Phụ gia khoáng hoá kép PS 68 Kết luận kiến nghị 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 PHỤ LỤC - Phụ lục 1: Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ xi măng lị đứng - Phụ lục 2: Chương trình Pascal tính tốn phối liệu Luận văn thạc sĩ- Chuyên ngành CNVL Silicát Mở đầu 1.Tính cấp thiết đề tài Trong năm qua, với cơng suất nhỏ, trình độ cơng nghệ thấp xi măng lò đứng Việt Nam đóng góp phần khơng nhỏ vào sản lượng xi măng hàng năm đất nước (khoảng 15% sản lượng- triệu tấn/năm) Song bên cạnh đó, cơng nghệ xi măng lò đứng cần phải khắc phục số yếu điểm cố hữu để tiếp tục phát huy vai trị vốn có ngành xây dựng nước ta Ba yếu điểm cịn tồn cơng nghệ xi măng lò đứng là: Thứ nhất, suất thấp, chất lượng clanhke không ổn định, sức cạnh tranh không cao nhu cầu tiêu thụ liên tục tăng Thứ hai, chi phí sản xuất lớn, tiêu tốn nhiều nhiên liệu sản xuất Thứ ba, nhà máy xi măng lò đứng gây ô nhiễm môi trường nặng cho khu vực sản xuất địa bàn dân cư chung quanh với thể nhiễm: phát tán bụi, khói nguồn nước mặt bị nhiễm bẩn từ nước thải chứa kiềm axít sau xử lý từ nhà máy Trong ba năm gần đây, số nhà máy xi măng lò đứng giải dứt điểm nhược điểm thứ ba công nghệ xử lý khói bụi tiên tiến Trung Quốc, vấn đề xúc xi măng lò đứng nước ta khoảng năm qua, phần cải thiện “cách nhìn” xi măng lị đứng Nhìn lại thành thấy rằng, Bộ môn CNVL Silicát Trung tâm NCCN Vật liệu Vô cơ- Trường ĐHNK Hà Nội hai đơn vị tiên phong sâu nghiên cứu hợp tác với đối tác Trung Quốc chuyển giao thành công cơng nghệ xử lý khói bụi cho số nhà máy xi măng lò đứng, đặc biệt số nhà máy vùng Kinh Môn- Hải Dương Tuy nhiên, đề suất thấp, tiêu hao nhiều nhiên liệu, chất lượng không ổn định xi măng lò đứng vấn đề mà cơng nghệ xi măng lị đứng cần giải thời gian tới Luận văn thạc sĩ- Chuyên ngành CNVL Silicát Trong đó, Trung Quốc chất lượng clanhke xi măng lò đứng đạt tới ngang xi măng lị quay phương pháp khơ đại tiết kiệm nhiên liệu Để đạt thành trên, giải pháp quan trọng ứng dụng trước tiên sử dụng chất khoáng hoá nung clanhke xi măng Việc sử dụng phụ gia khống hố góp phần làm giảm nhiệt độ nung clanhke, tiết kiệm nhiên liệu, nâng cao ổn định chất lượng clanhke xi măng Ngoài ra, nghiên cứu giới sử dụng phụ gia khống hóa nung clanhke xi măng cho thấy: việc sử dụng phụ gia khống hóa q trình nung luyện clanhke xi măng giảm nhiệt độ nung tới 100oC giảm nhiệt lý thuyết tạo clanhke giảm tổn thất nhiệt môi trường xung quanh nhờ giảm nhiệt độ tạo khoáng zone nung [20, 25] Vì vậy, từ tháng 04 năm 2007 Bộ mơn CNVL Silicát kết hợp với số chuyên gia Trường với đối tác Trung Quốc nghiên cứu triển khai công nghệ nhằm nâng cao suất chất lượng clanhke xi măng lò đứng theo hướng như: cải tiến thiết bị đồng phối liệu, lị nung, sử dụng phụ gia khống hố thiết bị xử lý mơi trường Nội dung nghiên cứu đề tài nhằm thực hướng dự án lớn Tóm lại, việc nghiên cứu sử dụng phụ gia khoáng hóa q trình nung luyện clanhke xi măng lị đứng vấn đề cấp bách cần thực Những thành công việc nghiên cứu sử dụng phụ gia khống hố cơng nghệ xi măng lò đứng làm tiền đề cho việc nghiên cứu sử dụng phụ gia khoáng hoá cách hiệu cơng nghiệp xi măng lị quay nước ta, điều đặc biệt có ý nghĩa muốn sản xuất ổn định clanhke xi măng mác cao 65MPa 2.Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu đề tài Mục đích đề tài: Nghiên cứu sử dụng ba loại phụ gia khoáng hoá P O , SO CaF nâng cao chất lượng clanhke xi măng lò đứng nước ta Theo lý thuyết, việc sử dụng Luận văn thạc sĩ- Chun ngành CNVL Silicát phụ gia khống hố cịn có tác dụng nâng cao suất giảm nhiệt độ nung thời gian lưu nung luyện clanhke XMP Nhiệm vụ đề tài - Tổng hợp quan điểm lý thuyết chế tác dụng khoáng hoá nung clanhke XMP ba loại phụ gia khoáng hoá P O , SO , CaF - Nghiên cứu ảnh hưởng ba loại phụ gia khoáng hoá P O , SO , CaF phụ gia kép P O - SO đến cường độ nén XMP hàm lượng vôi tự clanhke - Phân tích chế tác dụng khống hố loại phụ gia khoáng hoá P O , SO , CaF ảnh hưởng đến thành phần khống clanhke Ý nghĩa khoa học đề tài Chỉ sở lý thuyết khống hố cơng nghiệp xi măng Việc nghiên cứu sử dụng phụ gia khoáng hoá cơng nghiệp xi măng lị đứng tiền đề thúc đẩy việc nghiên cứu sử dụng phụ gia khống hố cơng nghiệp lị quay, dây chuyền lị quay có hệ thống cyclơn trao đổi nhiệt thiết bị tiền nung calciner Chỉ khác biệt việc có khơng sử dụng phụ gia khoáng hoá phối liệu xi măng lò đứng Chứng minh việc sử dụng phụ gia khoáng hoá nâng cao chất lượng clanhke XMP sở phối liệu xi măng đứng chất lượng thấp Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài ba loại phụ gia khống hố thơng dụng Việt Nam nay, bao gồm: thạch cao (SO ), khoáng CaF khống phốtphorít (P O ) Việc nghiên cứu thực sở phối liệu xi măng lò đứng chất lượng thấp Nhà máy Xi măng Hải Dương Đây nhà máy xi măng lị đứng giới hố điển hình, nhà máy nước Luận văn thạc sĩ- Chuyên ngành CNVL Silicát ứng dụng công nghệ lọc khói bụi tiên tiến Trung Quốc giải dứt điểm vấn đề nhiễm khói bụi xi măng cho khu vực dân cư xung quanh Việc nghiên cứu sử dụng phụ gia khoáng hoá cơng nghiệp xi măng lị đứng hội tích luỹ kinh nghiệm, làm tiền đề cho việc thực nghiên cứu tiếp theo, khó khăn hơn, nghiên cứu ứng dụng phụ gia khoáng hoá công nghiệp xi măng 5.Phương pháp nghiên cứu Sử dụng logíc nghiên cứu thực theo trình tự sau: - Nghiên cứu ảnh hưởng ba loại phụ gia khoáng hoá CaF , SO , P O đến cường độ nén hàm lượng vôi tự clanhke XMP - Phân tích định tính thành phần khống clanhke xi măng, từ ảnh hưởng phụ gia khoáng hoá đến tạo thành khống clanhke XMP Một số tính chất lý xi măng thực theo tiêu chuẩn Việt Nam hành, số khác thực theo phương pháp phi tiêu chuẩn Các nghiên cứu phân tích nhiệt DSC nhiễu xạ Rơnghen định tính thực theo tiêu chuẩn quốc tế Các tiêu thành phần hoá nguyên liệu thực theo tiêu chuẩn Việt Nam quốc tế hành Ý nghĩa kinh tế xã hội Sự thành công việc nghiên cứu sử dụng phụ gia khống hố cơng nghệ xi măng lị đứng góp phần ổn định, nâng cao suất chất lượng clanhke xi măng lò đứng, khắc phục nhược điểm cố hữu xi măng lò đứng nước ta suất thấp, chất lượng không ổn định Cải thiện “cách nhìn” xã hội xi măng lị đứng Góp phần cung cấp cho thị trường lượng xi măng đáng kể thiếu kế hoạch phát triển công nghiệp xi măng đất nước Luận văn thạc sĩ- Chuyên ngành CNVL Silicát Giảm giá thành sản phẩm, tăng sức cạnh tranh thị trường Dự kiến áp dụng kết nghiên cứu Nếu có điều kiện, kết nghiên cứu phịng thí nghiệm áp dụng thí điểm Nhà máy xi măng Hải Dương, từ tích luỹ kinh nghiệm để triển khai hệ thống lị đứng khác số tồn lị đứng giới hố nung clanhke xi măng nước ta 8.Kết cấu luận văn Luận văn trình bày 85 trang A4 gồm phần: Mở đầu, 04 chương, phần kết luận kiến nghị Luận văn thực Bộ môn CNVL Silicát- Trường Đại học Bách khoa Hà Nội hướng dẫn Thầy giáo TS Tạ Ngọc Dũng Tác giả xin bảy tỏ lòng biết ơn sâu sắc Thầy hướng dẫn, thầy cô Bộ môn CNVL Silicát- Trường ĐHBK Hà Nội, thầy cô góp ý cho luận văn, cán Phịng thí ngiệm Trường giúp đỡ hoàn thành luận văn Luận văn thạc sĩ- Chuyên ngành CNVL Silicát Chương Tổng quan công nghệ xi măng lị đứng 1.1.Cơng nghệ xi măng lị đứng giới Từ năm 1880, lò đứng nung clanhke xi măng có đường kính 2,2m cao 9m sử dụng Châu Âu [8] Trải qua 120 năm hình thành phát triển, cơng nghệ xi măng lò đứng đạt thành tựu to lớn Tuy nhiên, với phát triển nhanh chóng khoa học cơng nghệ nhu cầu xây dựng người nên lò đứng xuất thấp dần thay lò quay có cơng suất lớn Hiện nay, lị đứng cịn tồn số nước Châu Á Trung Quốc, Việt Nam, Ấn Độ vài nước khác Myanma, Nêpan, Pakistan Trong đáng kể cơng nghiệp lị đứng Trung Quốc, ngành xi măng lò đứng Trung Quốc đạt thành tựu to lớn Năm 2002, với 460 triệu xi măng lị đứng sản xuất, chiếm tới 72% sản lượng xi măng toàn Trung Quốc [8] Từ năm 70-80 kỷ trước, hàng loạt nhà máy công suất 6-10 vạn tấn/năm hoạt động khắp tỉnh Trung Quốc Theo số liệu năm 2004, tồn Trung Quốc có hàng ngàn nhà máy xi măng lò đứng với tổng suất khoảng 600 triệu tấn, chiếm gần 60% tổng sản lượng công nghiệp xi măng Trung Quốc [4] Những năm đầu kỷ 21 (2001-2005), Trung Quốc rộ lên trào lưu cải tạo đồng dây chuyên lò đứng kiểu cũ thành dây chuyền suất cao với chất lượng clanhke tương đương lị quay mơi trường sản xuất Các dây chuyền sau cải tạo phát huy trình độ sản xuất khí hóa tự động hóa cao, tạo bước chuyển biến có tính chất cách mạng cơng nghệ xi măng lị đứng Trung Quốc bước vào kỷ 21 [4] Tháng 12/2004, Hiệp hội xi măng lò đứng Trung Quốc đưa trình Bộ xây dựng Trung Quốc tiêu phấn đấu cho doanh nghiệp lò đứng thời gian 2005-2010, cụ thể sau [4]: Luận văn thạc sĩ- Chuyên ngành CNVL Silicát Không khuyến khích xây nhà máy song phải đầu tư cải tạo để có sản lượng tối thiểu 300.000 tấn/năm Thiết bị cơng nghệ hồn thiện, ứng dụng phổ biến tiến kỹ thuật lò đứng đại cơng suất lớn Chất lượng sản phẩm: sản xuất ổn định loại xi măng mác 32,5 42,5 Chất lượng xi măng thành phẩm đạt cường độ nén tuổi 28 ngày phải vượt tiêu chuẩn nhà nước từ 5MPa (5N/mm2) trở lên 100% sản phẩm phải giám định chất lượng trước tiêu thụ Chất lượng clanhke có cường độ nén 20 ngày không nhỏ 52MPa, hàm lượng vôi tự