3. Cho điểm của cỏn bộ hƣớng dẫn (ghi bằng cả số và chữ):
1.4.Nguyờn liệu và nhiờn liệu trong sản xuất xi măng[10]
1.4.1. Nguyờn liệu trong sản xuất xi măng
Nguyờn liệu chớnh dựng để sản xuất xi măng là đỏ vụi và đất sột, ngồi ra ngƣời ta cũn dựng quặng sắt, boxit hoặc sột caosilic để làm nguyờn liệu điều chỉnh
1.4.1.1. Đỏ vụi
Đỏ vụi là nguyờn liệu cung cấp CaO cho phối liệu sản xuất ximăng. Độ cứng của đỏ vụi 1,8 - 3 theo thang Mohs, khối lƣợng thể tớch 2,6 - 2,8 tấn/m3. Dạng nguyờn chất cú màu trắng khi lẫn tạp chất cú màu, tạp chất gõy màu chủ yếu là ụxit sắt làm đỏ cú màu xỏm. Đỏ vụi thƣờng khai thỏc tại cỏc mỏ lộ thiờn, rất hiếm khi khai thỏc ở mỏ ngầm. Đỏ thƣờng đƣợc đập sơ bộ tại mỏ bằng cỏc mỏy đập bỳa hoặc mỏy đập hàm cỡ lớn, đỏ cục đƣợc vận chuyển về nhà mỏy bằng xe goũng … CaCO3 trong đỏ vụi tồn tại dƣới dạng khoỏng canxit, cũn một dạng thự hỡnh khỏc của CaCO3 là aragonit nhƣng nú chủ yếu cú trong thành phần của đỏ san hụ và một số loại thạch nhũ trong cỏc hang động. Đối với chất lƣợng đỏ vụi để sản xuất xi măng chỳng ta quan tõm chủ yếu đến độ cứng, độ tinh khiết và đặc biệt là hàm lƣợng MgO. Nhiều mỏ đỏ vụi cú lẫn cỏc tạp chất Dolonit, đõy là nguồn chủ yếu đƣa ụxit Mg vào clinker. Với hàm lƣợng MgO trong clinker thấp khi đƣợc làm nguội nhanh MgO đi vào dung dịch rắn với C2S và pha thủy tinh nờn khụng ảnh hƣởng đến độ ổn định của ximăng nhƣng khi vƣợt quỏ giới hạn 5%, MgO dƣ đƣợc thiờu kết và tồn tại dƣới dạng MgO tự do – khoỏng periclaz. Sau khi bờtụng đúng rắn thỡ MgO mới phản ứng với nƣớc tạo Mg(OH)2 làm trƣơng nở thể tớch gõy nứt bờtụng. Nờn trong cỏc tiờu chuẩn đều quy định hàm lƣợng MgO trong clinker khụng lớn hơn 5%, ngoại trừ một số nơi để tận dụng nguyờn liệu ngƣời ta cú thể sản xuất ximăng với hàm lƣợng MgO lờn tới 10% nhƣng trong trƣờng hợp này phải đƣa thờm vào cỏc loại phụ gia ổn định. Về độ cứng và tạp chất sột trong đỏ vụi cú thể giải quyết dễ dàng hơn bằng cỏch lựa chọn thiết bị đập phự hợp.
Tuy nhiờn trữ lƣợng đỏ vụi cho việc sản xuất ximăng ở Việt Nam khụng phải là vụ tận nờn vấn đề đặt ra trong việc khai thỏc là cần phải tiết kiệm sử
Sinh viờn: Hồng Đức Hồng – MT1301 31
dụng hợp lý khụng lĩng phớ, tận dụng tối đa khối lƣợng đỏ sau khi nổ mỡn để nõng cao hiệu quả khai thỏc. Trong quỏ trỡnh phản ứng tạo khoỏng ở nhiệt độ 800 – 900 C CaCO3 trong đỏ vụi phõn hủy thành CaO và CO2, sau đú cựng với nhiệt độ tăng lờn CaO tiếp tục phản ứng với Al2O3 , Fe2O3 và SiO2 để tạo thành C3A, C4AF, C2S, C3S.
1.4.1.2. Đỏ lẫn đất sột
Đỏ vụi lẫn đất sột và ụxit silic gọi là đỏ lẫn đất ngồi ra lẫn nhiều ụxit sắt. Loại đỏ lẫn đất này cú thành phần trung gian giữa đỏ vụi và đất sột, dễ nghiền hơn đỏ vụi. Cú màu vàng tới xỏm đen. Đỏ lẫn đất đƣợc xem là nguyờn liệu tốt nhất để sản xuất XMP bởi trong đỏ tự nhiờn đĩ cú sự trộn lẫn đỏ và đất sột cú tỏc dụng phản ứng xảy ra nhanh chúng sau này. Tựy thuộc vào tỷ lệ đỏ vụi - đất sột trong đỏ cú thể cú những tờn gọi trung gian khỏc nhau. Chẳng hạn nhƣ:
- Đỏ vụi cú hàm lƣợng CaCO3 96-100 % - Đỏ vụi lẫn đất CaCO3 90-96 %
- Đỏ vụi lẫn nhiều đất CaCO3 75-90% - Đỏ lẫn đất CaCO3 40-75 %
- Đất sột lẫn đỏ CaCO3 10-40 % - Đất sột CaCO3 0-4%
1.4.1.3. Phụ gia điều chỉnh và phụ gia khoỏng hoỏ
Phụ gia cao silic
Đƣợc dựng trong trƣờng hợp nguồn sột của nhà mỏy cú hàm lƣợng SiO2 thấp. Cỏc phụ gia thƣờng sử dụng là cỏc loại đất hoặc đỏ cao silic cú hàm lƣợng SiO2 > 80%. Ngồi ra, ở những nơi khụng cú nguồn cao silic cú thể sử dụng cỏt mịn nhƣng khả năng nghiền mịn sẽ khú hơn và SiO2 trong cỏt nằm ở dạng quăczit khú phản ứng hơn nờn cần phải sử dụng phụ gia khoỏng hoỏ để giảm nhiệt độ nung.
Phụ gia cao sắt
Đƣợc dựng để điều chỉnh bổ sung hàm lƣợng Fe2O3 cho phối liệu vỡ hầu hết cỏc loại sột khụng cú đủ hàm lƣợng Fe2O3 theo yờu cầu. Cỏc loại phụ gia cao sắt thƣờng đƣợc sử dụng ở nƣớc ta là: xỉ pirit Lõm Thao chứa Fe2O3: 55 68% ,
Sinh viờn: Hồng Đức Hồng – MT1301 32
quặng sắt (ở Thỏi Nguyờn, Thanh Hoỏ, Quảng Ninh, Lạng Sơn...) Fe2O3 : 65 85% hoặc quặng laterit ở cỏc tỉnh miền Trung, miền Nam chứa Fe2O3: 35 50%. Đối với cụng nghệ sản xuất xi măng bằng lũ quay phƣơng phỏp khụ, phụ gia cao sắt thƣờng dựng là quặng sắt hoặc quặng laterit. Xỉ pirit ớt đƣợc dựng hơn vỡ thƣờng cú lẫn tạp chất lƣu huỳnh, đõy là chất cú hại cho chất lƣợng xi măng và ảnh hƣởng xấu đến quỏ trỡnh vận hành lũ nung.
Phụ gia cao nhụm
Cũng đƣợc dựng nhằm bổ sung hàm lƣợng Al2O3 cho phối liệu trong trƣờng hợp nguồn sột của nhà mỏy quỏ ớt nhụm. Nguồn phụ gia cao nhụm thƣờng là quặng boxit cú chứa Al2O3 : 44 58%. Cũng cú thể dựng phụ gia cao lanh hoặc tro xỉ nhiệt điện làm phụ gia bổ sung nhụm, nhƣng tỷ lệ dựng khỏ cao và hiệu quả kinh tế thấp do phải vận chuyển một lƣợng lớn đi xa
Phụ gia khoỏng hoỏ
Để giảm nhiệt độ nung clinker nhằm tiết kiệm nhiờn liệu và tăng khả năng tạo khoỏng, tăng độ hoạt tớnh của cỏc khoỏng clinker, cú thể sử dụng thờm một số loại phụ gia khoỏng hoỏ nhƣ quặng fluorit, cũn gọi là huỳnh thạch (chứa CaF2), quặng photphorit (chứa P2O5), quặng barit (chứa BaSO4), thạch cao (chứa CaSO4). Cỏc loại phụ gia này cú thể dựng riờng một loại hoặc dựng phối hợp với nhau ở dạng phụ gia hỗn hợp, khi đú tỏc dụng khoỏng hoỏ sẽ tốt hơn, tỷ lệ mỗi loại phụ gia sẽ ớt hơn. Tuy vậy, trong sản xuất nếu càng sử dụng nhiều loại nguyờn liệu và phụ gia thỡ cụng nghệ pha trộn phối liệu càng phức tạp, tốn nhiều thiết bị cõn trộn hơn và khả năng đồng nhất kộm hơn, việc khống chế phối liệu cho chớnh xỏc cũng khú hơn. Mặt khỏc khi sử dụng phụ gia khoỏng hoỏ cần lƣu ý đến điều kiện kỹ thuật, mụi trƣờng và đặc biệt là hiệu quả kinh tế so với giải phỏp chỉ sử dụng than cú chất lƣợng tốt.
1.4.2. Nhiờn liệu dựng cho sản xuất clinker xi măng
Để cung cấp nhiệt cho quỏ trỡnh phõn huỷ đỏ vụi, sột, phụ gia thành cỏc ụxit và tạo nhiệt độ cao để xảy ra phản ứng giữa cỏc ụxit với nhau tạo thành khoỏng clinker xi măng, cần phải đốt nhiờn liệu để nung núng phối liệu đến nhiệt độ khoảng 1450 C. Tớnh chất của nhiờn liệu ảnh hƣởng đến quỏ trỡnh
Sinh viờn: Hồng Đức Hồng – MT1301 33
nung, tớnh toỏn phối liệu. Tuy nhiờn việc lựa chọn loại nhiờn liệu nào phụ thuộc vào điều kiện thiết bị, cụng nghệ của từng nhà mỏy cụ thể, giỏ thành sản phẩm và nguồn nguyờn liệu cú thể cung cấp đƣợc cho nhà mỏy. Thụng thƣờng, cỏc nhiờn liệu dựng cho cụng nghiệp sản xuất xi măng gồm 3 loại : nhiờn liệu khớ, nhiờn liệu lỏng, nhiờn liệu rắn.
1.4.2.1.Nhiờn liệu khớ
Đõy là loại nhiờn liệu tốt nhất vỡ dễ chỏy, thiết bị đơn giản, nhiệt trị cao và khụng cú tro. Tuy nhiờn, nhiờn liệu khớ ớt đƣợc dựng trong cụng nghệ sản xuất xi măng và thƣờng chỉ đƣợc sử dụng khi cỏc nhà mỏy đƣợc xõy dựng gần mỏ khớ. Ở Việt Nam, chỉ cú nhà mỏy xi măng trắng Thỏi Bỡnh sử dụng khớ tự nhiờn ở mỏ khớ Tiền Hải để nung clinker, nhƣng hiện nay nhà mỏy này cũng đĩ chuyển sang nhiờn liệu rắn.
1.4.2.2.Nhiờn liệu lỏng
Nhiờn liệu lỏng thƣờng là dầu FO, cú nhiệt lƣợng cao (hơn 9000 kcal/kg) và khụng cú tro, dễ chỏy. Tuy nhiờn sử dụng nhiờn liệu lỏng yờu cầu thiết bị đốt phức tạp hơn nhiờn liệu khớ. Đặc trƣng nhiờn liệu lỏng là chỏy ở trạng thỏi lỏng nhỏ giọt, do đú cần tạo đƣợc cỏc hạt dầu cú kớch thƣớc vài micromet. Để đốt đƣợc dầu trong lũ nung xi măng, ngƣời ta phải sấy dầu trƣớc bằng thiết bị trao đổi nhiệt, tạo cho dầu cú nhiệt độ 100 – 110 C sau đú phun vào lũ. Trong thực tế sản xuất tại Việt Nam, sử dụng dầu để nung clinker làm tăng chi phớ, do đú dầu hiện nay ớt đƣợc sử dụng. Chủ yếu nhiờn liệu khớ đƣợc dựng trong giai đoạn nhúm lũ hoặc đốt kết hợp với than khi cần thiết (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1.4.2.3.Nhiờn liệu rắn
Nhiờn liệu rắn thƣờng đƣợc sử dụng là than đỏ (than antraxit), tuy khụng cú cỏc ƣu điểm nhƣ hai loại trờn nhƣng lại đƣợc dựng phổ biến nhất hiện nay.
- Yờu cầu chất lƣợng than: - Nhiệt năng 5500 kcal/kg - Hàm lƣợng tro 15 – 25%
Sinh viờn: Hồng Đức Hồng – MT1301 34
- Đối với lũ quay phƣơng phỏp khụ, hàm lƣợng lƣu huỳnh trong than thấp.
Nếu than khụng đạt đƣợc một trong cỏc tớnh năng kỹ thuật trờn, phải phối hợp hai hay nhiều loại than. Than dựng cho lũ quay phải đƣợc sấy khụ và nghiền mịn, yờu cầu độ mịn < 5% cũn lại trờn sàng 0,08mm, và độ ẩm W 1%. Ngày nay, với tỡnh hỡnh nhiờn liệu tự nhiờn ngày một khan hiếm, và để giải quyết vấn đề mụi trƣờng ngƣời ta đĩ nghiờn cứu và thử nghiệm thành cụng một số phế thải cụng nghiệp, nụng nghiệp làm nhiờn liệu đốt cho lũ quay xi măng. Một số phế thải nụng nghiệp đƣợc sử dụng nhƣ: trấu, xơ dừa... Một số phế thải cụng nghiệp nhƣ săm, lốp ụ tụ, cặn dầu của quỏ trỡnh lọc dầu, phế thải của cụng nghiệp giày da, may mặc...Việc tỏi sử dụng cỏc loại nhiờn liệu mang ý nghĩa về mụi trƣờng nhiều hơn ý nghĩa về kinh tế, đồng thời yờu cầu phải cú những thay đổi nhất định trong hệ thống lũ nung, nhất là hệ thống đốt.
1.5. Tỏc động của ngành sản xuất xi măng đến mụi trƣờng[11]
1.5.1. Tỏc động đến mụi trường đất:
- Khai thỏc nguyờn liệu (đỏ vụi, đất sột) gõy biến đổi địa hỡnh cảnh quan những khu vực đồi nỳi đỏ vụi đẹp, thơ mộng bị nổ mỡn, mỏy múc đào xỳc, những khu bĩi phẳng bị đào khoột khai thỏc đất sột tạo ra những vựng trũng nghiờm trọng mà hiện nay khi khai thỏc xong gần nhƣ cỏc đơn vị khai thỏc khụng hồn thổ trả lại mụi trƣờng ban đầu.
- Bụi tạo ra từ nhà mỏy SXXM làm cho đất đai cứng, thiếu dinh dƣỡng, ảnh hƣởng đến sinh trƣởng và phỏt triển của cõy trồng.
- Chất thải rắn cú thể phỏt sinh từ cụng nghệ khai thỏc đất sột là cặn bựn đất (giữ lại trƣớc lƣới lọc 10mm) trong dõy chuyền khai thỏc theo phƣơng phỏp ƣớt.
Chất thải từ quỏ trỡnh sản xuất clinker. Chất thải rắn từ quỏ trỡnh sản xuất clinker bao gồm:
Nguyờn vật liệu khụng đạt chất lƣợng (đỏ vụi, đất sột), và nguyờn vật liệu vƣơng vĩi từ cỏc băng tải trong dõy chuyền sản xuất
Sinh viờn: Hồng Đức Hồng – MT1301 35
Gạch chịu lửa loại bỏ khi tiến hành thay gạch định kỳ (mỗi năm hai lần) Bụi từ cỏc hệ thống xử lý
Cặn dầu từ hệ thống bồn chứa nhiờn liệu (nguồn khụng thƣờng xuyờn, 20 - 30 năm mới sỳc rửa1 lần).
Cỏc nguồn chất thải này cú đặc tớnh là khối lƣợng rất lớn, tuy nhiờn tớnh độc hại thấp. Ảnh hƣởng mụi trƣờng lớn nhất của chỳng làm mất cảnh quan nếu việc san ủi, chứa khụng hợp lý và cú thể làm tăng độ đục của nguồn nƣớc do hiện tƣợng rửa trụi vào mựa mƣa. Chất thải đỏng quan tõm nhất tại nhà mỏy là cặn từ cỏc bồn chứa dầu. Hiện nay lƣợng dầu cặn tồn lƣu tại nhà mỏy rất lớn. Do chất lƣợng cặn dầu kộm (hàm lƣợng nƣớc và cỏc cặn bẩn khỏc khỏ cao) nờn việc tận dụng chỳng trực tiếp cho dõy chuyền sản xuất clinker khụng đảm bảo chất lƣợng sản phẩm
- Chất thải rắn từ dõy chuyền sản xuất xi măng bao gồm: Bụi xi măng sa lắng xung quanh khu vực sản xuất. Cặn xi măng trong quỏ trỡnh vệ sinh cỏc silo chứa. Vỏ bao bị hƣ hỏng. Bụi xi măng sa lắng đƣợc nhà mỏy gom vột và tỏi sinh. Lƣợng bụi này khỏ lớn do hệ thống khống chế bụi của hệ thống vỏ bao và tại cỏc băng tải chuyển xi măng lờn ụ tụ chƣa tốt (nồng độ bụi tại khu vực này là ...). Cỏc bụi sa lắng này nếu khụng đƣợc gom vột thƣờng xuyờn cú thể bị rửa trụi theo nƣớc mƣa làm tăng độ đục của nguồn nƣớc. Số xi măng cặn từ cỏc xi lụ do đƣợc đúng bao thủ cụng (để dựng nội bộ hoặc tỏi sinh), tuy số lƣợng khụng nhiều nhƣng sẽ ảnh hƣởng trực tiếp đến sức khỏe của cụng nhõn vỏ bao.
1.5.2. Tỏc động đếnmụi trường nước
Nguồn gốc gõy ra ụ nhiễm mụi trƣờng nƣớc chủ yếu là do nƣớc thải sản xuất, nƣớc thải sinh hoạt và nƣớc mƣa.
- Nƣớc thải sản xuất từ quỏ trỡnh nghiền nguyờn liệu chứa nhiều tạp chất rắn trong đú cú cỏc kim loại nhƣ sắt, nhụm, silic.
- Nƣớc thải từ quỏ trỡnh nghiền than cú hàm lƣợng cặn lƣ lửng cao, nhiều tạp quặng nhƣ pirit.
- Nƣớc thải rửa sõn, tƣới sõn, khử bụi … chứa nhiều tạp chất rắn và cỏc loại chất bẩn khỏc. Đặc trƣng của nƣớc thải trong quỏ trỡnh này là hàm
Sinh viờn: Hồng Đức Hồng – MT1301 36
lƣợng cặn lơ lửng lớn (500 – 1500mg/l), độ kiềm cao (thƣờng cú pH > 8,0), tổng độ khoỏng hoỏ lớn (500 -1000mg/l).
- Nƣớc thải từ quỏ trỡnh làm nguội clinker, làm nguội thiết bị nghiền nguyờn nhiờn liệu và nghiền ximăng, nƣớc lũ hơi … cú nhiệt độ cao, chứa vỏng dầu và 1 lƣợng nhất định cặn lơ lửng.
- Nƣớc thải rửa thiết bị, vệ sinh bể chứa dầu MFO … cú hàm lƣợng dầu, cặn lơ lửng, COD lớn. Lƣợng nƣớc thải này nhỏ song cỏc chất độc hại cú thể gõy ảnh hƣởng đỏng kể đến hệ sinh thỏi cỏc vực nƣớc nhỏ.
1.5.3. Tỏc động đến mụi trường khụng khớ
Tồn bộ cỏc hoạt động của nhà mỏy từ khõu khai thỏc, vận chuyển nguyờn, nhiờn liệu đến khõu xuất sản phẩm thỡ bụi và khớ thải sinh ra ở nhiều cụng đoạn khỏc nhau. Tuy nhiờn khớ thải độc hại chỉ chiếm một phần rất nhỏ cũn nguồn ụ nhiễm khụng khớ chủ yếu là bụi. Tuỳ thuộc vào nguồn phỏt sinh mà bụi ở cỏc cụng đoạn cú thành phần, nồng độ và kớch thƣớc khỏc nhau, chỳng mang những đặc trƣng khỏc nhau.
Tất cả cỏc lũ xi măng khi hoạt động đĩ thải ra khoảng 5% khớ thải cacbonic trờn tồn thế giới. Lƣợng khớ thải này gấp đụi lƣợng thải ra từ cỏc động cơ phản lực của tồn bộ ngành hàng khụng dõn dụng. Vỡ lẽ đú, sản xuất xi măng trở thành thủ phạm lớn nhất gõy ra hiện tƣợng hiệu ứng nhà kớnh trờn trỏi đất. Để sản xuất ra 1 tấn xi măng sẽ cú 770kg CO2 bị đổ vào khụng khớ sau những cụng đoạn nung nguyờn liệu. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tiếng ồn
Tiếng ồn và rung phỏt ra chủ yếu từ cỏc thiết bị nhƣ động cơ, mỏy bơm, mỏy quạt hoặc từ cỏc phƣơng tiện vận chuyển nguyờn, nhiờn liệu và sản phẩm khi hoạt động.
Vớ dụ: Khi đo ở khoảng cỏch 15m, mỏy trộn bờ tụng gõy ồn ở mức 75 dBA, mỏy ủi gõy ồn ở mức 93 dBA, mỏy nghiền xi măng gõy ồn tới 100 dBA.
Do trong nhà mỏy cú nhiều mỏy múc, thiết bị hoạt động nờn tiếng ồn và rung sẽ ảnh hƣởng đối với cụng nhõn sản xuất nhƣng khụng ảnh hƣởng đối với khu dõn cƣ xung quanh.Tiếng ồn trƣớc hết cú ảnh hƣởng tới thớnh giỏc của cụng
Sinh viờn: Hồng Đức Hồng – MT1301 37
nhõn. Khi ngƣời cụng nhõn trực tiếp tham gia sản xuất tiếp xỳc với tiếng ồn cú cƣờng độ cao trong thời gian dài sẽ làm thớnh lực giảm sỳt, dẫn tới bệnh điếc nghề nghiệp. Ngồi ra tiếng ồn cũn ảnh hƣởng tới cỏc cơ quan khỏc trong cơ thể nhƣ làm rối loạn chức năng thần kinh, gõy bệnh đau đầu, chúng mặt. Tiếng ồn cũng gõy lờn cỏc thƣơng tổn cho hệ tim mạch và tăng cỏc bệnh về đƣờng tiờu hoỏ.
ễ nhiễm nhiệt
Quỏ trỡnh cụng nghệ sản xuất ximăng cú sử dụng nhiệt cho cỏc cụng đoạn