a. Khai thác nguyên liệu a.1 Đá vôi
Trước khi khai thác phải tiến hành khảo sát địa chất, xác định thành phần hóa học và chủng loại đá, quy hoạch vùng khai thác và xác định trữ lượng đá vôi trong mỏ. Để
khai thác đá vôi, đầu tiên dùng máy ủi và máy xúc để tách lớp hữu cơ và lớp đất sét phía trên mặt, sau đó dùng phương pháp nổ mìn để khai thác theo từng lớp từ trên xuống dưới hết lớp này tới lớp khác, mỗi lớp cao từ 10-15m rộng vừa đủ quay đầu xe. Đá vôi sau khi nổ mìn nếu có kích thước lớn hơn 1000mm sẽ được nổ mìn tiếp hoặc dùng búa đập thủy lực để giảm kích thước đá, sau đó được xe múc xúc lên xe ben chở về khu vực máy đập búa va đập phản hồi. Sau khi được máy đập nhỏ ra tới kích thước dưới 25mm sẽ được đưa qua bunke, sau đó được cân băng rồi đổ vào băng tải chung cùng với đất sét đi vào máy phân tích thành phần hóa PGNAA rồi được đưa vào kho chứa chung.
a.2 Đất sét
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Huỳnh Thị Hạnh Sau khi đã loại bỏ lớp hữu cơ bên trên, đất sét được khai thác bằng máy xúc nhiều gầu nhằm đảm bảo mức độ đồng nhất của đất sét, sau đó được băng tải có mái che vận chuyển về nhà máy cho vào máy cán trục để làm tơi đất sét rồi đi vào bunke, sau đó được cân băng định lượng rồi đổ vào băng tải chung cùng với đá vôi đi qua thiết bị phân tích PGNAA rồi vào kho chung.
b. Nghiền nguyên liệu thành bột phối liệu
Đá vôi và đất sét sau khi tiến hành đập nhỏ ra thì được băng tải chung vận chuyển vào kho chung. Trước khi đi vào kho chung, đá vôi và đất sét phải đi qua thiết bị phân tích thành phần hóa PGNAA, sau đó phối liệu được rải đổ vào kho chung. Phối liệu được rút ra theo từng mặt cắt bằng thiết bị cào. Kho chung được xem là một giải phát giúp tăng sự đồng nhất cho phối liệu bằng cách kết hợp nhiều cơng nghệ như phân tích nhanh thành phần hóa, phương pháp rải đổ, rút liệu.
Quặng sắt sau khi được xe ben chở về thì được rải đổ trong kho dài. Quặng sắt sau đó được xe ủi đổ vào băng tải rồi cho vào bunke, sau đó đi qua cân băng rồi vào băng tải chung đi vào máy nghiền.
Đá vôi, đất sét và quặng sắt được đưa vào băng tải chung, sau đó được đưa vào máy sấy nghiền đứng liên hợp. Gió nóng hệ lị nung đi qua van hai chiều rồi đi vào máy nghiền. Bột liệu trong máy nghiền được gió nóng(sấy) thổi lên thiết bị phân ly liên tục, hạt nào đạt kích thước sẽ đi qua cịn hạt nào khơng đạt kích thước sẽ được đưa trở lại bàn nghiền. Để điều chỉnh kích thước hạt liệu ta sẽ điều chỉnh độ nghiên của cánh phân ly.
Sau khi đi ra khỏi máy nghiền bột liệu được thu hồi bằng hệ cylon thu hồi, thiết bị cylon này có một đầu vơ và hai đầu ra, bột liệu được thu hồi sẽ đi qua máng trượt khí động rồi vào gầu nâng đưa vơ silo bột liệu. Dịng khí thốt ra được đưa vào lọc bụi điện, bụi được thu hồi bằng lọc bụi điện sẽ được đưa vào máng trượt khí động rồi đi vào gầu nâng, cịn khí sau khi được lọc đi qua quạt rồi thốt ra ngồi qua ống khói.
Bột phối liệu sẽ được đồng nhất trước khi đi vào lò nung tại silo.
c. Nung phối liệu tạo clinker
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Huỳnh Thị Hạnh Than được chở về bằng xe tải và cho vào kho chứa than. Than sau đó được đưa vào máy sấy nghiền than. Nhiệt sấy than được lấy từ cuối dàn làm lạnh clinker. Sau khi đạt yêu cầu về độ mịn và độ ẩm than được thu hồi bằng cylon rồi đưa vào silo than. -Bột liệu từ silo chứa được gầu nâng vận chuyển lên vít tải rồi đi vào hệ cylon trao dổi nhiệt. Tại hệ cylon trao đổi nhiệt sẽ diễn ra các q trình hóa lý liên tục sau đây:
Tham khảo 11
- Cylon bậc 5 : Phối liệu được gầu xúc chuyển tới đổ vào ống giữa cylon bậc
5 và cylon bậc 4. Khí nóng từ cylon bậc 4 ( 450 độ C) thổi từ dưới lên cuốn bột phối liệu vào theo phương tiếp tuyến với cylon bậc 5. Bột phối liệu ở trạng thái lơ lững nhận nhiệt từ khí nóng tăng nhiệt độ rất nhanh ( lên 250 độ C), các phản ứng lí hóa xảy ra làm khối lượng riêng của bột liệu thay đổi, đồng thời, hạt bột liệu chuyển chuyển động xoáy trong cylon liên tục va chạm với thành cylon, va chạm với nhau mất dần động năng, rơi xuống đáy cylon, theo ống dẫn rơi xuống dưới, tiếp tục quá trình ở cylon bậc 4. Quá trình chủ yếu trong cylon bậc 5 là sấy, bắt đầu làm nóng phối liệu.
- Cylon bậc 4 : Bột phối liệu từ cylon bậc 5 ( nhiệt độ 250 độ C) rơi xuống
ống nối giữa cylon bậc 4 và cylon bậc 3. Gặp dịng khí nóng từ cylon bậc 3 ( nhiệt độ khoảng 600 độ C) thổi từ dưới lên, phối liệu bị cuốn theo vào cylon bậc 4 theo phương tiếp tuyến. Hạt bột liệu có nhiệt độ tăng từ 250 độc C lên tới 450 độ C và rơi xuống ống dẫn khí thải giữa cylon bậc 3 và cylon bậc 2. Khí nóng giảm nhiệt độ từ 600 độ C xuống còn 450 độ C rồi đi vào cylon bậc 5. Q trình hóa lí chủ yếu trong cylon bậc 4 là sấy, mất nước hóa học của đất sét, các tạp chất hữu cơ bắt đầu cháy.
- Cylon bậc 3 : Bột phối liệu từ cylon bậc 4 ( nhiệt độ 450 độ C) rơi xuống
ống nối giữa cylon bậc 3 và cylon bậc 2. Gặp dịng khí nóng từ cylon bậc 2 ( nhiệt độ khoảng 750 độ C) thổi từ dưới lên, phối liệu bị cuốn theo vào cylon bậc 3 theo phương tiếp tuyến. Hạt bột liệu có nhiệt độ tăng từ 450 độc C lên tới 600 độ C và rơi xuống ống dẫn khí thải giữa cylon bậc 3 và cylon bậc 2. Khí nóng giảm nhiệt độ từ 750 độ C xuống còn 600 độ C rồi đi vào cylon bậc 4. Q trình hóa lí chủ yếu trong cylon bậc 3 là mất nước hóa học của đất sét chủ yếu diễn ra ở cylon
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Huỳnh Thị Hạnh này , cháy các tạp chất hữu cơ, bắt đầu q trình chuyển hóa từ FeS sang Fe2O3 của quặng pyrite,phân hủy MgCO3, bắt đầu q trình phân hủy đá vơi.
- Cylon bậc 2 : Bột phối liệu từ cylon bậc 3 rơi xuống ống nối giữa hay cylon
bậc 2 và cylon bậc 1 gặp khí nóng từ cylon bậc 1 thốt ra ( nhiệt độ 850 độ C), bị cuốn theo khí nóng đi vào cylon bậc 2 theo phương tiếp tuyến. Trong cylon bậc 2, nhiệt độ bột phối liệu tăng từ 600 độ C lên tới 750 độ C. Sau đó bột phối liệu được chia làm 2 phần:một phần sẽ đi vào phần trên Calciner và một phần sẽ được cho vào phần dưới của calciner. Q trình chính trong cylon bậc 2 là phân hủy hầu hết MgCO3 và tăng cường sự phân hủy CaCO3, CaCO3 phân hủy khá chậm tại đây. Tạp chất hữu cơ cũng sẽ được cháy nốt. Chuyển hóa hồn tồn quặng Pyrite
- Calciner : Bột liệu có nhiệt độ 750 độ C đi vào Calciner tại đây có 3 nguồn
nhiệt. Nguồn nhiệt thứ nhất được cung cấp từ khí cháy của buồng đốt phụ ở calciner từ trên xuống, nguồn nhiệt thứ hai ( gió 3) là từ thiết bị làm lạnh đi vào bên hông của calciner, và nguồn nhiệt thứ 3 đi từ đầu cao của lò vào Hai nguồn cung cấp nhiệt này làm cho hạt liệu chuyển động xoáy trong calciner và đi xuống ống dẫn đi vào cylone bậc 1. Tại đây đá vôi được phân hủy từ 90-95% giúp rút ngắn phần chiều dài lị quay để phân hủy đá vơi xuống. Nhiêt độ phân hủy đá vôi từ 900 đô C đến 1050 độ C
- Cylon bậc 1 : Bột phối liệu được thổi từ bộ calciner đi lên vào cylone bậc 1
có nhiệt độ khoảng 1000 độ C. Tiếp tục q trình phân hủy đá vơi.
Bột liệu sau khi đi qua hệ cylon trao đổi nhiệt sẽ đi xuống phần lò quay. Dòng liệu đi xuống sẽ tiếp tục phân hủy đá vơi phần cịn lại. Sau đó đi vào vùng phản ứng pha rắn
( 1000 độ C tới 1250 độ C) ở đây các khoáng C3A, C4AF, C2S pha lỏng được hình thành. Dịng liệu tiếp tục chảy qua vùng kết khối (1250 độ C tới 1450 độ C) khoáng C2S và CaO hòa tan vào pha lỏng để tạo thành khống C3S. Hàm lượng khống C3S hình thành phụ thuộc vào :
- Thành phần hóa phối liệu
- Hàm lượng pha lỏng
- Độ nhớt của pha lỏng ( độ nhớt giảm thì C3S tăng)
- Thời gian lưu pha lỏng
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Huỳnh Thị Hạnh Dịng Clinker sau đó đi vào khu vực làm nguội trong lị, tại đây khống C3S vẫn tiếp tục được hình thành, khống C3A và C4AF sẽ tái kết tinh vào nhau.
Clinker đi ra khỏi lò sẽ được làm lạnh nhanh từ 1300 độ C xuống 60-100 độ C. Tác dụng của dàn làm lạnh là :
- Ngăn C3S chuyển hóa thành C2S và CaO tự do ở 1250 độ C.
- Ngăn β-C2S chuyển hóa thành -C2S. -C2S sẽ tả ra và khơng tham gia vào phản ứng thủy hóa của xi măng
- MgO tự do sẽ kết tinh ở dạng tinh thể nhỏ. MgO sẽ phản ứng với nước dễ dàng hơn tránh hiện tượng đá xi măng bị nứt sau khi đóng rắn
- Giảm lượng C3A tự do. Khi này C3A sẽ kết tinh vào C4AF hình thành tinh thể lập phương có kích thước lớn, phản ứng chạm với nước và giảm tác động ăn mòn.
- Gây ra các vết nứt trên clinker, khiến Clinker dễ nghiền hơn
Clinker đi ra khỏi thiết bị làm lạnh có nhiệt độ khoảng 60-100 độ C, sẽ được băng tải xích cào lên đưa về kho chứa ủ clinker. Tại kho chứa clinker sẽ tiếp tục được làm nguội trong tối thiểu 14 ngày.
Kết luận: Từ dây chuyền cơng nghệ đã được định hình trước mà nhờ đó đề tài có thể
chọn được các thiết bị máy móc phù hợp với yêu cầu kĩ thuật của nhà máy
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Huỳnh Thị Hạnh