I.1 Công tác khai trường
Trước khi tiến hành khai thác, đội ngũ khảo sát thành phần hóa đã phải tiến hành khoan lấy mẫu lập biễu đồ thành phần hóa khu mỏ, để khi khai thác các kĩ sư cơng trường có thể dựa vào biểu đồ để căn chỉnh khu khai thác cho hợp lí.
1.2 Kiểm tra độ ẩm phối liệu
Phối liệu được sấy ở nhiệt độ (105 ± 5) oC đến khối lượng khơng đổi. Từ sự giảm khối lượng tính ra được độ ẩm. Độ ẩm được tính bằng phần trăm (%).
Độ ẩm phối liệu cần phải đạt dưới 1%.
1.3 Kiểm tra độ mịn phối liệu
Độ mịn phối liệu được xác định bằng cách cho phối liệu sàng trên sàng 100 µm, tới khi lượng lọt qua sàng trong 1 phút không vượt quá 0.1% lượng đem sàn.
Độ mịn phối liệu tối ưu là 13%-15% sót trên sàng 100 µm.
1.4 Kiểm tra độ đồng nhất
Mức độ đồng nhất sẽ được đánh giá thành 2 đợt khi bột liệu đã được nghiền. Mức độ đồng nhất sẽ được đánh giá thông qua chênh lệch hàm lượng CaCO3 giữa các khu vực khác nhau
Đợt một sẽ tiến hành rút liệu tại các vị trí khác nhau trước trộn. Mức chênh lệch khoảng ±2% là đạt độ đồng nhất trước trộn.
Đợt hai được tiến hành sau khi bột liệu đã được thổi khí đồng nhất trong silo. Mức chênh lệch giữa các lần rút cần đạt ±0.15% hoặc 0.2% tùy nhà máy.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Huỳnh Thị Hạnh
1.5 Kiểm tra thành phần hóa và tít phối liệu
Thành phần hóa và tít phối liệu sẽ được kiểm tra bằng thiết bị X-ray
II. KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CLINKERa. Xác định các chỉ tiêu thành phần hóa của clinker 13 a. Xác định các chỉ tiêu thành phần hóa của clinker 13
Các kiểm tra dưới đây được lấy theo TCVN 141-2008, các hóa chất, thuốc thử phải được chuẩn bị theo điều 4. Hóa chất và thuốc thử của tiêu chuẩn.
II.1 Xác định hàm lượng canxi oxit tự do (CaOtd):
II.1.1 Nguyên tắc
Hịa tan vơi tự do trong Clinker bằng glyxerin tạo thành canxi glyxerat. Chuẩn độ canxi glyxerat này bằng axit benzoic 0,1 N.
2.1.2 Cách tiến hành
Các hóa chất và thuốc thử được chuẩn bị theo TCVN 141-2008, điều 4.2.48
Cân khoảng 1 g mẫu Clinker chính xác đến 0,0001 g đã chuẩn bị theo TCVN 4787-2001 vào bình tam giác dung tích 250 ml đã được sấy khơ, thêm vào 30 ml dung dịch rượu glyxerin lắc đều.
Nối bình với ống làm lạnh hồi lưu, đun sôi lăn tăn trên bếp điện, cho đến khi xuất hiện màu hồng.
Tháo bình ra và chuẩn độ ngay dung dịch nóng bằng dung dịch axit benzoic 0,1 N trong rượu cho đến khi mất màu hồng. Lại lắp vào ống làm lạnh hồi lưu, đun sơi và sau đó chuẩn độ đến khi màu hồng khơng xuất hiện lại sau từ 15 phút đến 20 phút đun sôi. Ghi thể tích axit benzoic 0,1 N tiêu thụ (V).
2.1.3 Tính kết quả
Hàm lượng canxi oxit tự do (CaO tự do) tính bằng phần trăm, theo cơng thức: % CaO tự do = V × T x 100 m Trong đó
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Huỳnh Thị Hạnh
- V là thể tích dung dịch axit benzoic 0,1 N đã chuẩn độ, tính bằng mililit;
- T là khối lượng CaO tương ứng với 1 ml dung dịch axit benzoic 0,1 N, tính bằng gam, ( xem điều 4.2.28 TCVN 141-2008 để hiểu rõ hơn )
- m là khối lượng mẫu lấy để phân tích, tính bằng gam. Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,10 %.
II.2 Xác định hàm lượng mất khi nung (MKN):
II.2.1 Nguyên tắc
Mẫu thử được nung ở 1000 oC ± 50 oC đến khối lượng không đổi. Từ sự giảm khối lượng tính ra lượng mất khi nung.
2.2.2 Cách tiến hành
Cân khoảng 1 g mẫu Clinker chính xác đến 0,0001 g đã được chuẩn bị theo TCVN 4787-2001, cho vào chén sứ đã được nung và cân ở nhiệt độ 1000 oC ± 50 oC trong 1 giờ, lấy mẫu ra để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng và cân. Nung lại ở nhiệt độ trên 15 phút và cân đến khối lượng khơng đổi.
2.2.3 Tính kết quả
Lượng mất khi nung (MKN), tính bằng phần trăm theo cơng thức:
% M KN = m1 −m2 x 100 m Trong đó
- m1 là khối lượng mẫu và chén trước khi nung, tính bằng gam;
- m2 là khối lượng mẫu và chén sau khi nung, tính bằng gam;
- m là khối lượng mẫu lấy để phân tích, tính bằng gam. Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,08 %.
II.3 Xác định hàm lượng cặn không tan (CKT):
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Huỳnh Thị Hạnh Hòa tan Clinker bằng dung dịch axit clohydric lỗng, lọc lấy phần cặn khơng tan, xử lý bằng dung dịch natri cacbonat, lọc, rửa, nung và cân.
2.3.2 Cách tiến hành
Cân khoảng 1 g mẫu Clinker chính xác đến 0,0001 g đã chuẩn bị theo TCVN 4787-2001, cho vào cốc dung tích 100 ml, thêm 45 ml nước cất, khuấy đều, đậy mặt kính đồng hồ, cho từ từ 5 ml axit clohydric HCl đặc (d = 1,19), dùng đũa thủy tinh dầm cho tan hết mẫu, đun sôi nhẹ trên bếp cách cát trong 30 min. Lọc gạn vào giấy lọc khơng tro chảy trung bình. Rửa bằng nước sơi đến hết ion Cl- (thử bằng dung dịch AgNO3 0,5 %).
Nước lọc và nước rửa giữ lại để xác định SO3. Chuyển giấy lọc và phần cặn trên đó vào cốc cũ. Thêm 50 ml dung dịch natri cacbonat Na2CO3 5 %. Để 5 min ở nhiệt độ phòng cho ngấu, đun sôi lăn tăn 5 min. Lọc bằng giấy lọc không tro chảy chậm, rửa nước sôi 5 lần, rửa bằng dung dịch axit clohydric HCl 5 % đun sơi 5 lần. Sau đó lại rửa bằng nước cất đun sơi đến hết ion Cl- (thử bằng dung dịch AgNO3 0,5 %). Giấy lọc và bã cho vào chén sứ đã nung và cân đến khối lượng không đổi. Sấy khô và đốt cháy hết giấy lọc, nung ở 1000 oC ± 50 oC trong 45 min. Lấy ra để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng rồi cân, nung lại ở nhiệt độ đó 15 min và cân đến khối lượng khơng đổi.
2.3.3 Tính kết quả
Hàm lượng cặn khơng tan (CKT) tính bằng % theo cơng thức:
% CK T = m1 −m2 x 100 m Trong đó
-m1 là khối lượng chén và cặn khơng tan, tính bằng gam. -m2 là khối lượng chén khơng, tính bằng gam.
-m là khối lượng mẫu lấy để phân tích, tính bằng gam.
Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không được lớn hơn 0,10 %.
II.4 Xác định hàm lượng sunfuric(SO3)
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Huỳnh Thị Hạnh Kết tủa sunfat dưới dạng bari sunfat. Từ bari sunfat thu được tính ra khối lượng anhydric sunfuric.
2.4.2 Cách thực hiện
Lấy dung dịch lọc ở thí nghiệm xác định hàm lượng cặn khơng tan, đun sôi dung dịch này đồng thời đun sôi dung dịch bari clorua 10 %. Cho từ từ 10 ml dung dịch bari clorua 10 % khuấy đều, tiếp tục đun nhẹ trong 5 phút. Để yên kết tủa nơi ấm (40 oC đến 50 oC) từ 4 giờ đến 8 giờ để kết tủa lắng xuống.
Lọc kết tủa qua giấy lọc không tro chảy chậm, rửa kết tủa và giấy lọc 5 lần bằng dung dịch axit clohydric 5 % đã đun nóng. Tiếp tục rửa với nước cất đun sơi cho đến hết ion Cl- (thử bằng dung dịch AgNO3 0,5 %). Cho kết tủa và giấy lọc vào chén sứ đã nung đến khối lượng không đổi. Sấy và đốt cháy giấy lọc, nung ở nhiệt độ từ 800 oC đến 850 oC trong 60 phút.
Lấy ra để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng, cân, nung lại ở nhiệt độ trên đến khối lượng khơng đổi.
2.4.3 Tính kết quả
Hàm lượng anhydric sunfuric (SO3) tính bằng phần trăm, theo cơng thức:
% SO3 = 0.343 ×( m1 − m 2 ) x 100
m
Trong đó
- m1 là khối lượng chén có kết tủa, tính bằng gam.
- m2 là khối lượng chén khơng, tính bằng gam.
- m là khối lượng mẫu tương ứng với thể tích mẫu lấy để xác định sunfuric, tính bằng gam.
0,343 là hệ số chuyển đổi từ BaSO4 sang SO3.
Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,10 %.
II.5 Xác định hàm lượng kali oxit (K20) và natri oxit (Na2O)
II.5.1 Nguyên tắc
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Huỳnh Thị Hạnh Hòa tan mẫu clinker bằng axit clohydric loãng. Dung dịch được phun vào ngọn lửa axetylen - khơng khí, lần lượt đo cường độ vạch phổ hấp thụ của nguyên tử tự do của kali ở bước sóng 768 nm và natri ở bước sóng 589 nm ở trạng thái hơi, từ đó tính ra hàm lượng nguyên tố theo phương pháp đồ thị chuẩn.
II.5.2 Cách tiến hành
Cân khoảng 0,2 g mẫu Clinker chính xác đến 0,0001 g đã chuẩn bị theo TCVN 4787-2001 cho vào cốc dung tích 100 ml, thêm 40 ml axit clohydric 10 %, khuấy đều, đậy mặt kính đồng hồ, đun sơi nhẹ trên bếp cách cát trong 30 phút. Khuấy đều dung dịch và nhỏ từ từ dung dịch amoni hydroxit. Chuyển kết tủa vào bình định mức dung tích 250 ml, thêm nước cất đến vạch mức, lắc đều.
Lọc dung dịch qua giấy lọc khơng tro chảy trung bình, phễu khơ vào bình tam giác khơ.
Lấy 10 ml dung dịch lọc cho vào bình định mức dung tích 100 ml thêm nước cất đến vạch mức, lắc đều. Đem đo độ hấp thụ trên máy hấp thụ nguyên tử ở bước sóng 768 nm (cho kali) và 589 nm (cho natri).
2.5.3 Tính kết quả
Hàm lượng kali oxit (K2O) hoặc natri oxit (Na2O) trong mẫu, tính bằng phần trăm, theo cơng thức:
K O (hoặc Na O) = C × Dx ×Vdm ×K
× 10-4
2 2 t/c Dt /c ×m
Trong đó:
-Ct/c: là nồng độ ngun tố phân tích tính theo oxit trong dung dịch chuẩn theo điều 4.2.49 và 4.2.51 tính bằng g/ml.
-Dt/c: là mật độ quang của dung dịch chuẩn tương ứng.
-Dx: là độ hấp thụ của dung dịch mẫu;
-Vdm: là thể tích định mức của dung dịch mẫu, tính bằng mililit;
-K: là hệ số pha loãng của dung dịch mẫu;
-m: là khối lượng mẫu tương ứng với thể tích mẫu lấy để phân tích, tính bằng
gam.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Huỳnh Thị Hạnh Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,10
%. Hàm lượng kiềm quy đổi được tính theo cơng thức:
Na2Oqđ = % Na2O + 0,658 x %K2O
2.6 Có thể xác định thành phần hóa của mẫu clinker bằng máy phân tích X-ray, hoặc theo các điều
7.3 Xác định hàm lượng silic dioxit (SiO2) - Phương pháp nung mẫu với hỗn hợp nung chảy.
7.4 Xác định hàm lượng silic dioxit (SiO2) - Phương pháp phân hủy mẫu bằng axit clohydric và amoni clorua.
7.5 Xác định silic dioxit (SiO2) còn lại trong dung dịch bằng phương pháp so mầu. 7.6 Xác định hàm lượng SiO2 tổng.
7.7 Xác định hàm lượng sắt oxit (Fe2O3); 7.8 Xác định hàm lượng nhôm oxit (Al2O3); 7.9 Xác định hàm lượng canxi oxit (CaO); 7.10 Xác định hàm lượng magiê oxit (MgO).
Sau đó có thể tính tốn thành phần khống trong clinker theo cơng thức: C3S = (4,07 x %CaO) - (7,60 x %SiO2) - (6,72 x %AI2O3) - (1,43 x %Fe2O3) -
(2,85 x %SO3) - (4,07 x % CaOtd) C2S = (2,87 x %SiO2) - (0,75 x %C2S) C3A = (2,65 x %AI2O3) - (1,69 x %Fe2O3)
C4AF = 3,04 x %Fe2O3
Vì đây là clinker Cpc nên theo tiêu chuẩn TCVN 7024-2013 không yêu cầu kiểm tra thành phần khoáng nên tác giả xin khơng trình bày chi tiết các phương pháp xác định thành phần hóa của mẫu clinhker.
b. Xác định các chỉ tiêu cơ lí của clinker 14
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Huỳnh Thị Hạnh
2.7 Xác định độ dẻo tiêu chuẩn ( lượng nước tiêu chuẩn) (theo TCVN 6017-2015)
2.7.1 Thiết bị, dụng cụ
Dùng dụng cụ Vicat bằng tay nêu trong Hình 1a và 1b với kim to nêu trong Hình
1c. Kim to được làm bằng kim loại khơng bị ăn mịn, với cấu trúc dạng trụ thẳng, chiều
dài hữu ích tối thiểu là 45 mm và đường kính là (10,00 ± 0,05) mm. Tổng khối lượng của bộ phận chuyển động là (300 ± 1) g. Chuyển động của bộ phận này phải thật thẳng đứng, ma sát không đáng kể, và trục của bộ phận chuyển động phải trùng với trục kim to.
Khn Vicat [xem Hình 1a] để chứa hồ được làm bằng cao su rắn, nhựa cứng hoặc đồng thau.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Huỳnh Thị Hạnh
c) Kim to thử độ dẻo tiêu d) Kim thử bắt đầu e) Kim thử kết thúc
chuẩn đơng kết đơng kết
Hình 1: bộ thí nghiệm lượng nước tiêu chuẩn và thời gian đơng kết
- Cân: có khả năng cân chính xác đến ±1g.
- Ống đong có vạch chia hoặc buret: có khả năng đo thể tích với độ chính xác đến ±1ml.
- Máy trộn: phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 6016
2.7.2 Cách tiến hành
2.7.2.1 Trộn hồ xi măng
Cân 500 g xi măng và một lượng nước (ví dụ 125 g), chính xác đến ± 1 g, bằng cân. Nếu dùng ống đong có vạch chia hoặc buret để đong lượng nước thì đong chính xác đến ± 1ml. Hồ được trộn bằng máy trộn . Thời gian của các giai đoạn trộn khác nhau bao gồm cả thời gian tắt/bật cơng tắc máy trộn và chính xác trong phạm vi ± 2 s.
Quy trình trộn được tiến hành như sau:
a) Máy trộn ở trạng thái sẵn sàng hoạt động. Đổ nước vào cối trộn và cho xi măng vào một cách cẩn thận để tránh thất thoát nước hoặc xi măng; hồn thành q trình đổ trong vịng 10s;
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Huỳnh Thị Hạnh
b) Ngay lập tức bật máy trộn ở tốc độ thấp, cùng lúc đó bắt đầu tính thời gian của các giai đoạn trộn. Đồng thời, ghi lại thời điểm, lấy đến phút gần nhất, làm thời điểm “khơng”;
CHÚ THÍCH: Thời điểm "khơng” là mốc để tính thời gian bắt đầu đơng kết và thời gian kết thúc đông kết.
c) Sau 90 s trộn, dừng máy trộn 30 s. Trong thời gian này, dùng bay cao su hoặc nhựa phù hợp vét toàn bộ phần hồ bám ở thành và đáy cối trộn đưa vào vùng giữa cối trộn;
d) Bật lại máy trộn và chạy ở tốc độ thấp thêm 90 s nữa. Tổng thời gian chạy máy trộn là 3 min.
Có thể sử dụng phương pháp trộn khác, nhưng phương pháp đó phải được hiệu chuẩn so với phương pháp chuẩn này.
2.7.2.2 Điền đầy hồ vào khuôn
Đổ ngay hồ vào khuôn đã đặt trên tấm đế phẳng. Khuôn và tấm đế đều đã được bôi một lớp dầu mỏng. Đổ hồ đầy hơn khuôn mà không nén hay rung quá mạnh. Loại bỏ khoảng trống trong hồ bằng cách vỗ nhẹ vào thành khn. Dùng dụng cụ có cạnh thẳng gạt phần hồ thừa theo kiểu chuyển động cưa nhẹ nhàng, sao cho hồ đầy ngang mặt khuôn và bề mặt phải phẳng trơn.
CHÚ THÍCH: Một số loại dầu có thể ảnh hưởng tới kết quả thử nghiệm thời gian đông kết; các loại dầu gốc khoáng được coi là phù hợp cho thử nghiệm này.
CẢNH BÁO: Hồ xi măng ướt, có hàm lượng kiềm cao có thể gây phồng dộp da tay. Vì vậy, để tránh tiếp xúc trực tiếp với hồ xi măng, trong qui trình thử nghiệm phải đeo găng tay bảo vệ.
2.7.2.3 Xác định độ dẻo tiêu chuẩn
Trước khi thử, gắn kim to [Hình 1 c)] vào dụng cụ Vicat bằng tay, hạ từ từ kim to cho chạm tấm đế và chỉnh kim chỉ về số "0" trên thang chia vạch. Nhấc kim to lên vị trí chuẩn bị vận hành. Ngay sau khi gạt phẳng mặt hồ, chuyển khuôn và tấm đế sang dụng cụ Vicat tại vị trí đúng tâm dưới kim to. Hạ kim to từ từ cho đến khi nó tiếp xúc với mặt
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Huỳnh Thị Hạnh hồ. Giữ ở vị trí này từ 1 s đến 2 s để tránh vận tốc ban đầu hoặc gia tốc cưỡng bức của bộ phận chuyển động. Sau đó thả nhanh bộ phận chuyển động để kim to lún thẳng đứng vào trung tâm hồ. Thời điểm thả kim to cách thời điểm "không" 4 min ± 10 s. Đọc số trên thang chia vạch sau khi kim to ngừng lún ít nhất 5 s, hoặc đọc tại thời điểm 30 s sau khi