cong nghe hoa hoc

 Hiểu được các thành phần hóa và khoáng trong clinker  Hiểu được quá trình sản xuất xi măng..  Hiểu được đặc tính cơ bản của xi măng.[r]

CÔNG NGH XI M NGỆ Ă

# MƠ TẢ QUI TRÌNH VÀ CÁC NGUN VẬT LIỆU ĐỂ SẢN XUẤT XI MĂNG

# CÁC CƠNG ĐOẠN VÀ SẢN PHẨM CHÍNH TRONG SẢN XUẤT XI MĂNG

MÔ TẢ QUI TRÌNH

CÁC NGUYÊN VẬT LIỆU

PHÂN LOẠI NGUYÊN VẬT LIỆU ĐỂ SẢN XUẤT XI MĂNG

MỤC TIÊU PHẦN MỘT

 Hiểu qui trình cơng nghệ chung sản xuất xi măng  Hiểu qui trình cơng nghệ sản xuất xi măng Hịn

Chơng

QUI TRÌNH

 Sơ đồ cơng nghệ chung

 Tóm tắt sơ đồ cơng nghệ HC

 Qui trình chung cho cơng đoạn  Qui trình sản xuất xi măng Hịn

QUI TRÌNH -SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ Ở HỊN CHƠNG

CLINKER NUNG BỘT SỐNG

NGHIỀN

ĐÁ VÔI/ ĐẤT SÉT ĐÁĐỎ

DẦU LFO AFR

NGHIỀN

ĐẬP

XM HOLCIM ĐA DỤNG XM HOLCIM XÂY TÔ

XM H READY FLOW

KHAI THÁC TẠI NHÀ MÁY MUA TỪ BÊN NGỒI

ĐÁ VƠI CHẤT LƯỢNG

CAO ĐÁ VÔI ĐẤT SÉT CÁT THAN

THẠCH CAO POZZO-LANA

QUI TRÌNH CHUNG CHO MỖI CƠNG ĐOẠN

1.KHAI THÁC 2.ĐẬP

3.ĐỒNG NHẤT SƠ BỘ 4.NGHIỀN BỘT SỐNG 5.NUNG

6.LÀM NGUỘI

7.NGHIỀN XI MĂNG 8 PHÂN PHỐI

ĐỊNH LƯỢNG CHỨA (BIN, SILÔ, KHO…) MỖI CÔNG ĐOẠN TỪ

1 Khai thác đá vôi đất sét >Đập đá vôi đất sét

2 Đồng nguyên liệu thô 3 Nghiền nguyên liệu thô 4 Đồng bột sống 5 Nung clinker

>Nghiền than

>Đốt than, đốt nguyên liệu thay thế, đốt dầu 6 Làm nguội clinker

7 Nghiền Xi Măng

8 Bơm cho nhà máy đóng bao tải xuống tàu Cát Lái

PHÂN LOẠI NGUYÊN VẬT LIỆU

Các nguyên tố hóa học

Nhu cầu nguyên tố hóa học sản

xuất xi măng

NVL để sản xuất xi măng

Phân loại NVL

 NVL chính

 NVL hiệu chỉnh

 NVL phụ gia

NGUYÊN VẬT LIỆU - CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC

 NVL dựa đặc tính của 5 nguyên tố hố học

chính

 Can xi

 Silíc

 Nhơm

 Ma giê

NGUYÊN VẬT LIỆU -NHU CẦU VỀ CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC TRONG SXXM

Trung bình vỏ trái đất (%)

4 28 8 Nguyên tố  Ca  Si  Al

Đặc trưng cho XM(%)

46 10 3

NGUYÊN VẬT LIỆU ĐỂ SXXM

 Đá vôi đá mac-nơ (đá vôi+đất sét) để SX clinker  Đất sét đá phiến sét để SX clinker

 Cát silíc, quặng sắt bơ xít để hiệu chỉnh

 Đá mu rùa chất hoạt tính thay clinker  Thạch cao phụ gia để SX xi măng

 Cát sỏi để tạo thành hỗn hợp

 Đá đập nhỏ để tạo thành hỗn hợp (bazan, granít,

PHÂN LOẠI NVL

 NVL chính

 Đá có chứa vơi

 Đá có chứa đất sét

 Đá có tính chất xi măng  NVL hiệu chỉnh

 Là chất có chưá nhiều ngun tố Canxi, silíc,

nhôm, sắt như đá ong, đá vôi chất luợng cao,…

 NVL phụ gia  Thạch cao  Tro xỉ than  Đá mu rùa

PHÂN LOẠI NVL CHÍNH- PHÂN LOẠI THEO THÀNH PHẦN VƠI

Tên gọi theo thạch học Đá vôi

Đá hoa (đá cẩm thạch) Đá vôi phấn (mềm)

San hơ Trầm tích Đá sạn cát Vỏ sị, hến

Đá vôi sét (mác nơ)

CaCO3

95-100

85-95 75-85

Tên gọi

Đá vôi chất lượng cao (hàm lượng tạp chất thấp)

Đá vôi

PHÂN LOẠI NVL CHÍNH- PHÂN LOẠI THEO THÀNH PHẦN SÉT

Tên gọi theo thạch học Đá mác nơ vôi

Đá vôi sét (mác nơ) Đất mác nơ sét

Đất sét Hoàng thổ Đất sét Đất bùn

Đất bùn phù sa

Đá phiến sét (mềm) CaCO3 65-75 35-65 25-35 15-25 5-15 0-5 Đất Sét 25-35 35-65 65-75 75-85 85-95 95-100 Tên gọi

Đá vôi canxi sét Đá vôi sét

Đất mác nơ sét Đất sét mác nơ Đất sét

PHÂN LOẠI NVL - NVL HIỆU CHỈNH

Hiệu chỉnh thiếu NVL hiệu chỉnh Hàm lượng tối thiểu Sắt (Fe2O3) Quặng sắt 60% Fe2O3

Tro quặng pyrít 60-90% Fe2O3 Nhơm (Al2O3) Bơ xít 50% Al2O3

Đá ong 25% Al2O3 Cao lanh 40% Al2O3 Silíc (SiO2) Cát thạch anh 80% SiO2

Thạch anh 80% SiO2 Vôi (CaO) Đá vôi 90% CaCO3

PHÂN LOẠI NVL CHÍNH- ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA NVL Ở HC

NVL MUA TỪ BÊN NGỒI

NVL THƠ GIỚI HẠN ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT ĐÁ ONG (đá đỏ) Độ ẩm ≤ 7%, Fe2O3 ≥ 42%

CÁT Độ ẩm ≤ 5%, SiO2 ≥ 85% THẠCH CAO Độ ẩm ≤ 3%, SO3 ≥ 43%

THAN THÔ Độ ẩm ≤ 10%; nhiệt trị 5900-7700kcal/kg ; chất bay -41%; tro ≤15%

POZZOLANA Độ ẩm ≤16%, Kích thước Max ≤100mm

CÁC CÔNG ĐOẠN SẢN XUẤT XI MĂNG

SẢN PHẨM TRONG MỖI CÔNG ĐOẠN

 Hiểu sơ lược q trình & sản phẩm cơng đoạn

 Hiểu đặc tính bột liệu cấp cho lị  Hiểu q trình nung clinker

 Hiểu thành phần hóa khống clinker  Hiểu trình sản xuất xi măng

 Hiểu đặc tính xi măng

 Hiểu loại xi măng thông thường ứng dụng

KHAI THÁC

 Khai thác đá vôi, đá vôi chất lượng cao đất sét :

> Đá vơi khoan, nổ mìn, kích thước < 1m > Đất sét cào lên máy cào

> Cát mua từ bên ngồi vào

 Sau chúng đập nhỏ ra

CS :250t/h

Góc cào :27 độ

CS :750 t/h

 Sau chúng đồng sơ trình đánh đống

bởi STACKER & trích liệu RECLAIMER

ĐỒNG NHẤT SƠ BỘ

Stacker

ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA LIỆU THÔ Ở HC

KHAI THÁC VÀ CHUẨN BỊ LIỆU THƠ

NVL THƠ GIỚI HẠN ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT ĐÁ VƠI CHO ĐỐNG Kích thước R100mm, max 10% ĐẤT SÉT CHO ĐỐNG Độ ẩm ≤ 28%

ĐÁ VÔI CHO MNXM, CL,TV R100mm ≤ 10%, R50mm ≤ 15% CaO ≥ 50%

ĐÁ VÔI CHẤT LƯỢNG CAO R100mm ≤ 10% CaO ≥ 50%

 Đá vôi-đất sét, đá đỏ, đá vôi chất lượng cao sau đưa vào

MÁY NGHIỀN BỘT SỐNG.

 Liệu qua q trình sau

 Sấy  Nghiền  Phân ly

 Vận chuyển

 Mục đích : đảm bảo thơng số cho q trình nung clinker như  Độ mịn (kích thước hạt & phân bố cỡ hạt)

 Độ ẩm

 Tỷ lệ thành phần hóa hịa trộn

ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA BỘT LIỆU Ở HC

NGHIỀN, VẬN CHUYỂN VÀ TRỮ LIỆU THÔ

NVL THƠ GIỚI HẠN ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT BỘT SỐNG

(Silô)

Độ ẩm<2%,R90<18%,*R200<2% LSF=90-110;SR=2,3-2,8;AR=1,2-1,7 BỘT CẤP CHO LÒ

(Bin cấp liệu)

R90<18%

ĐỒNG NHẤT BỘT SỐNG

 Khi lò MN bộy sống chạy Compound mode Liệu

đưa vào silơ từ phía trên đỉnh rút từ dưới đáy

theo dạng hình phễu Điều đảm bảo cho bột silơ được hịa trộn tốt hơn.

 Khi có lị chạy Direct mode liệu thu hồi đưa vào bin cấp liệu mà không vào silơ Do bụi lị qua nung nên có thành phần hố khác, đặc biệt LSF cao

CÁC VỊNG TUẦN HỒN

8500 t

335t/h

THAN DẦU

AFR

COOLER

Tuần hoàn Tuần hoàn

ĐỒNG NHẤT BỘT SỐNG

Bin cấp liệu 60T

Silô bột sống 8500T

NUNG CLINKER - CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT CLINKER

 HỆ LÒ ƯỚT :

LIỆU LÀ VỮA CHỨA 25-40% H2O

 HỆ LÒ BÁN ƯỚT :

LIỆU VÊ VIÊN LỚN CHỨA 17-21% H2O

 HỆ LỊ BÁN KHƠ :

LIỆU VÊ VIÊN NHỎ CHỨA 10-12% H2O  HỆ LỊ KHƠ :

NUNG CLINKER - CÁC BƯỚC NUNG CLINKER

 ĐẦU VÀO : BỘT SỐNG

SẤY ( tách nước ) NUNG SƠ BỘ

TÁCH VƠI (thu nhiệt)

NUNG NĨNG CHẢY (1450oC) (tỏa nhiệt)

LÀM NGUỘI (1000-1100oC)  ĐẦU RA : CLINKER

Ca COO

O Ca C

O O O

NUNG CLINKER- Ở PRE HEATER VÀ LỊ

 Bột liệu có độ ẩm < 1% (Hệ lị khơ) cấp vào nhánh cyclone #

tháp tiền nung

>Xét cyclone liệu khí nóng chiều Trao đổi nhiệt chiều

>Xét tồn tháp liệu khí nóng ngược chiều Trao đổi nhiệt ngược chiều

 Khi lò quay kết hợp với độ nghiêng nên bột liệu hướng lị Trao đổi nhiệt ngược chiều

 Các chất bay hơi muối kiềm, muối clo được rút khỏi đầu lò

hệ thống bypass; chất bay sun phua kết hợp vói kiềm theo clinker khỏi lò tránh vòng tuần hòan trong, tạo vòng trám

NUNG CLINKER – TIÊU TỐN NHIỆT & VỆ SINH

 QUÁ TRÌNH TÁCH VÔI Ở DDF LÀ PHẢN ỨNG THU NHIỆT  QUÁ TRÌNH KHI NUNG Ở LỊ LÀ PHẢN ỨNG TỎA NHIỆT

Lượng than DDF chiếm 65-70% do hầ u hết phản ứng

tỏa nhiệt nhiệt độ 850-900oC của DDF

 Khi nồng độ chất bay caođầu lò & DDF nghẹt

thiếu O2 giảm liệu

NUNG CLINKER – NUNG SƠ BỘ Ở PREHEATER

1

BU BU

Hot gas Meal

Vortex mixture ofmeal and gas Béc đốt Khí nóng Gió xốy Béc đốt Bột liệu Pha trộn giữa khí và liệu Trao đổi

nhiệt

NUNG CLINKER- NHIỆT ĐỘ NUNG

Sấy 400-900oC

Dòng liệu Dịng khí

Nung sơ

600-900oC Tách vơi 850-900oC

Nung nóng chảy >1250oC

NUNG CLINKER- THU NHIỆT & TỎA NHIỆT

Nhiệt độ Tỏa nhiệt

TÁCH NƯỚC VÀ TÁCH VÔI

Làm nguội Clinker Clinker hóa

Thu nhiệt

Phản ứngTỏa nhiệt

Phản ứngTỏa nhiệt Phản ứngTỏa nhiệt

NUNG CLINKER- ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÀNH PHẦN HÓA CLINKER ĐẾN CƯỜNG ĐỘ XI MĂNG

Pha clinker Cường độ sớm Cường độ trễ C3S

C2S C2A C4AF

NUNG CLINKER- ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÀNH PHẦN PHỤ CLINKER ĐẾN CƯỜNG ĐỘ XI MĂNG

Pha clinker Cường độ sớm Cường độ trễ Na2O

K2O SO3 CL F

NUNG CLINKER- ẢNH HƯỞNG CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH CỦA CLINKER ĐẾN ĐẶC TÍNH XM

 Pha :

C3S : cường độ sớm, thời gian đông cứng,dễ nghiền (LSF) C2S : cường độ trễ, độ bền

C3A : độ đông kết ban đầu, tỏa nhiệt sớm (SR) C4AF : tỷ trọng,màu sắc (AR)

 Pha phụ :

Vôi tự : giảm thời gian đông cứng, cường độ sớm, độ đặc chắc

NUNG CLINKER- ẢNH HƯỞNG CỦA LSF,SR,AR ĐẾN KHẢ NĂNG NUNG & CHẤT LUỢNG XI MĂNG

 LSF (0,9-0,98)

Cao: khó nung, tăng cường độ sớm

Thấp : dễ nung,giảm cường độ sớm

 SR : (1,9-3,2)

Cao : Khó nung, tăng cường độ sớm, đơng cứng chậm

Thấp : dễ nung, dễ tạo trám , giảm cường độ, tỏa nhiệt thấp

 KHI ĐÁ ĐỎ NGHẸT LÀM LSF, SR TĂNG

 LIỆU KHÓ NUNG, TIÊU TỐN NHIỆT CAO

 AR : (1,5-2,5)

Cao : Dễ nung, giảm cường độ sớm, bền sun phát, đông cứng nhanh ( cần nhiều thạch cao hơn)

LÀM NGUỘI CLINKER

 Chức :

*Làm nguội clinker từ 1450oC xuống 100-150oC *Thu hồi nhiệt cho gió gió 3

*Vận chuyển trữ thuận lợi

 Clinker phải đảm bảo số tiêu :  Vôi tự 1-1,5%

LÀM NGUỘI CLINKER

Gió sơ cấp (1) Gió 3

Gió 2

Búa đập LÒ QUAY

CS : 4500 T/D DÀI: 72M

ĐỘ DỐC : 3,5%

Vùng thu hồi nhiệt

Vùng thải nhiệt

ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA CLINKER Ở HC

NUNG, VẬN CHUYỂN VÀ TRỮ CLINKER

NVL THƠ GIỚI HẠN ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT THAN MỊN (/2giờ) Độ ẩm ≤ 2%,R90 ≤ 10%

Bột nóng (trước vào lị) Đề bo nát >80%; Cl ≤3%; SO3 ≤5%; chất kiềm ≤4% CLINKER Vôi tự ≤1,5%;

NGHIỀN XI MĂNG

 Các phương pháp sản xuất xi măng  Các loại xi măng

 Đặc tính xi măng thị trường  Tiêu chuẩn xi măng thông thừơng

NGHIỀN XI MĂNG- Các phương pháp sản xuất xi măng

2 phương pháp sản xuất xi măng :

 Phương pháp nghiền chung ( HC): nguyên liệu chính,

nguyên liệu hiệu chỉnh nguyên liệu phụ gia nghiền chung

 Phương pháp nghiền riêng (CL) : nguyên liệu chính,

nguyên liệu hiệu chỉnh nguyên liệu phụ gia

nghiền riêng Sau chúng trộn theo tỷ lệ thích hợp để loại xi măng khác nhau

Ximăng portland : clinker,thạch cao

Xi măng hỗn hợp : clinker,thạch cao, thành phần

CẤP LIỆU MNXM

Thạch cao

Đá vôi/poz Đá vôi/poz

Bin cấp liệu Bin cấp liệu

CM1 Clinker

23000T

NGHIỀN XI MĂNG

 Clinker, thạch cao phụ gia (MIC) cấp vào máy nghiền

theo tỷ lệ khác nhau Các loại xi măng khác nhau

NGHIỀN XI MĂNG- Các loại xi măng

Tùy theo ứng dụng, dùng loại xi măng sau : 1 Xi măng portland thông thường (OPC)

2 Xi măng portland đông cứng nhanh 3 Xi măng portland bền sun phát

4 Xi măng portland tỏa nhiệt thấp 5 Xi măng portland kiềm thấp

6 Xi măng hỗn hợp ( xi măng hòa trộn )

7 Xi măng portland tỏa nhiệt & bền sun phát bình thường

8 Xi măng portland với chất ưa khí 9 Xi măng trắng

NGHIỀN XI MĂNG- Đặc tính xi măng thị trường

Các đặc điểm quan trọng xi măng 1 Thời gian ngưng kết đóng rắn 2 Nhiệt hydrate hóa

NGHIỀN XI MĂNG- Đặc tính xi măng thị trường

1 Thời gian ngưng kết đóng rắn: phút

 Thời gian ngưng kết: thời gian mà kim Vicat ngập sâu vào vữa tiêu chuẩn

3-5mm kể từ cho nước vào xi măng

 Thời gian đóngrắn: thời gian mà kim Vicat khơng để lại dấu trịn mặt mẫu

vữa ngưngkết

 Đông kết nhanh <150 phút: thạch cao lượng yêu cầu

 Đông kết giả : thạch cao nhiều yêu cầu Khi nhiệt độ xi măng cao, thạch

cao nước, tỏa nhiệt, nhiệt độ xi măng tăng thêm… theo vịng tuần hồn 

đóng cục silơ

2 Nhiệt thuỷ hoá xi măng (C3A, C3S)

 Cal/g J/g : Là lượng nhiệt phát thuỷ hoá 1g xi măng

NGHIỀN XI MĂNG- Đặc tính xi măng thị trường

3 Lượng nước tiêu chuẩn %:

Là lượng nước cần thiết để tạo vữa xi măng tiêu chuẩn ,sử

dụng việc đo thời gian ngưng kết đóng rắn. 4 Cường độ nén1,3,7,28 ngày mẫu xi măng:

 Mpa N/mm2 : Đây thông số quan để đánh

giá chất lượng xi măng.

 Mẫu xi măng chuẩn bị theo tiêu chuẩn TCVN 6016 với

kích thước 40x40x160mm, bảo dưỡng điều kiện chuẩn đem nén mẫu 1,3,7,28 ngày.

 Tuỳ theo kết cường độ nén, ta có loại xi măng

Các tính chất hóa học xi măng đặc trưng bởi

Thành phần hóa Các mơ đun,hệ số vơi bão hịa

Các pha clinker XM porland

Pha Công thức Ký hiệu T/bình (%) Alite CaO  SiO2 C3S 63

Belite 2CaO  SiO2 C2S 16

Aluminate 3CaO Al2O3 C3A 11

Ferrite 4CaO  (Al2O3 ,Fe2O3) C4 (A,F) 8

NGHIỀN XI MĂNG- tiêu chuẩn xi măng thông thường

 Tuỳ theo thành phần hoá thành phần khoáng xi măng, ta

coù :

 Xi măng loại I ( Xi măng thơng thường, khơng có u cầu đặc

bieät)

 Xi măng loại II (Xi măng bền sunfat trung bình,nhiệt thuỷ hố

trung bình, C3A<8%)

 Xi măng loại III ( Xi măng cường độ sớm caosau1-3 ngày)

 Xi măng loại IV ( Xi măng toả nhiệt , < 70 cal/g sau7ngày)

ĐẶC TÍNH XI MĂNG HỖN HỢP VÀ ỨNG DỤNG CỦA NĨ

Xi măng khác bê tơng

Nhưng đặc tính xi măngquyết định đặc tính bê tơng

 Giảm lượng nước yêu cầu,tăng độ đặc (trừ

pozzolana)

 Kéo dài thời gian đông kết  Giảm nhiệt thủy hóa

 Giảm cường độ sớm, tăng cường độ trễ  Giảm độ thấm nước

 Cải thiện công muối sun phát chất hóa

học khác

ĐẶC TÍNH XI MĂNG HỖN HỢP VÀ ƯNG DỤNG CỦA NÓ

 NVL có ngun tố hóa học :Ca,Fe,Al,Si

 NVL : đá vơi (~75-80%), đất sét (~20-25%)

 NVL hiệu chỉnh : đá đỏ, đá vôi chất lượng cao,cát

 NVL phụ gia : thạch cao,tro xỉ than, khóang chất, xỉ lị cao,

pozzolana (Có khả thay clinker)

 Phân lọai : Đá vôi : vôi >75%

Đất sét : vôi <75%;sét (Si,Al,Fe) >25%)

 Hiệu chỉnh :

Thiếu sắt : bổ xung quặng sắt,tro quặng pyrít

Thiếu nhơm : bổ xung bơ xít, cao lanh , đá ong

Thiếu silíc : bổ xung cát thạch anh, thạch anh

Thiếu vôi : bổ xung đá vôi, đá hoa

 Đặc tính kỹ thuật:Tùy theo lọai NVL ,ta quan tâm đến thơng số

NVLthơ:độ ẩm, kích thước, hàm lượng hóa học

1 Khai thác - đập đá vôi & đất sét

NVL hiệu chỉnh : Cát mua từ bên ngoài 2 Đá vôi, đất sét,cát đồng sơ bộ

3 Nghiền & trữ bột sống : nhiệt lấy từ khí thải lị buồng đốt phụ

NVL : đá vơI - đất sét

NVL hiệu chỉnh : đá vôi chất lượng cao, đá ong, xỉ tro (Honda ash…)

 ĐÁ ĐỎ NGHẸT LÀM LIỆU LỊ KHĨ NUNG VÀ TIÊU TỐN NHIỆT

CAO

4 Đồng bột sống

5 Nung clinker : hệ lị khơ, ướt, bán khơ, bán ướt Nhiệt độ nung 1450oC

Nhiên liệu : than, dầu, AFR

TÓM TẮT

7 Nghiền xi măng : Xi măng chất khô cứng nước

Tùy theo thành phần phụ gia mà ta có loại xi măng khác nhau  Xi măng portland nguyên chất : clinker + thạch cao  Xi măng portland hỗn hợp : Clinker + thạch cao + chất phụ gia  Nguyên liệu chính : clinker, tùy theo thành phần chất lượng

clinker quyết định đặc tính xi măng

Đặc tính xi măng nguyên chất& hỗn hợp giống nhau

 Phụ gia hoạt hóa : pozzolana ( thay clinker), thạch cao, xỉ lò cao,

tro bay, bụi silíc

 Phụ gia trơ : đá vôi

 Các chất phụ gia đóng vai trị quan trọng việc Giảm lượng clinkergiảm giá thành, khí thải độc hại (CO2)…

Giảm cường độ sớm tăng tính chống chất hóa học độ bền