ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA HOÁ  Bài tiểu luận QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CEMENT LÒ QUAY Môn học: Hoá Kĩ Thuật Giáo viên hướng dẫn: Ths Mai Xuân Tịnh Nhóm sinh viên thực • Huế, 4/2015 Mai Quang Hoàng • Lê Thị Nhung Lê Văn Trung Lê Hữu Vũ MỤC LỤC MỞ ĐẦU I.GIỚI THIỆU VỀ QUÁ TRÌNH 1.1 chuẩn bị nguyên Liệu 1.2 tỉ lệ thành phần phối liệu II BẢN CHẤT HÓA HỌC CỦA QUÁ TRÌNH 2.1 Nung luyện clanhke 2.2 Qúa trình gia công clanhke thành xi măng 2.3 Sự đóng rắn xi măng III ĐIỀU KIỆN THIẾT BỊ CỦA QUÁ TRÌNH 3.1 thiệt bị đập nguyên liệu 3.2 thiệt bị nghiền nguyên liệu 3.3 đồng sơ IV.SƠ ĐỒ KHỐI VÀ MÔ TẢ QUÁ TRÌNH 10 V CÁC VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý 12 5.1 Nguyên Liệu 12 5.2 Các khoáng clanhke 13 TÀI LIỆU THAM KHẢO 14 MỞ ĐẦU Ngành công nghiệp vật liệu xây dựng đóng vai trò quan trọng chủ yếu kinh tế giới, đặc biệt xi măng Xi măng loại vật liệu kết dính xây dựng mà nhà khoa học tìm vào cuối kỉ thứ 19 sản xuất trước tiên số nước tư Đan Mạch , Anh, Pháp ,Mỹ … Đầu kỷ 20 xi măng thực trở thành nhu cầu thiếu xây dựng phát triển kinh tế Xi măng xuất hầu hết khắp thị trường giới Vào năm 2010, sản lượng xi măng giới 3.3 tỉ Tiêu dùng xi măng năm trở lại không ngừng tăng trưởng Theo dự báo nhu cầu sử dụng xi măng từ đến năm 2020: Tăng hàng năm 3,6% năm động lực quan trọng thúc đẩy ngành công nghiệp xi măng phát triển Ở Việt Nam, xi măng ngành công nghiệp phát triển sớm (để phục vụ cho trình cai trị người Pháp), tốc độ phát triển ngành công nghiệp thập kỉ qua bùng nổ, nhu cầu sử dụng xi măng tang cao Trong năm qua ngành xi măng đóng góp phần không nhỏ vào tốc độ tăng trưởng kinh tế Việt Nam, trung bình từ 10% - 12% GDP Vì Chính phủ xác định Xi măng ngành phát triển chiến lược nhằm hỗ trợ phát triển kinh tế Do nghiên cứu quy trình sản xuất hướng phát triển bước quan trọng lĩnh vực nghiên cứu vật liệu kết dính Trong phạm vi đề tài tìm hiểu phương pháp sản xuất xi măng lò quay GIỚI THIỆU CHUNG VỀ QÁ TRÌNH I Xi măng chất kết dính chịu nước quan trọng nguyên liệu để sản xuất chủ yếu đất sét đá vôi Quá trình gồm công đoạn chính: I.1 Chuẩn bị nguyên liệu tùy theo yêu cầu phương pháp sử dụng mà thành phần nguyên liệu phụ gia trộn theo tỉ lệ định Các nguyên liệu để sản xuất xi măng bao gồm: Đá vôi: thành phần chủ yếu, cung cấp CaO Ngoài dung đá phấn, đá cẩm thạch, đá hoa cương… Đất sét: cung cấp SiO2, Al2O3, Fe2O3 Các phụ gia: gồm phụ gia hoạt tính phụ gia đầy Các nguyên liệu nghiền, đập phối trộn tạo thành phối liệu Phối liệu sau nung trở thành clanhke 1.2 tỉ lệ thành phần phối liệu Ng.li ệu SiO Al2O Fe2 O3 Ca O Mg O MK N Tổn g Đá vôi 6.0 0.5 0.6 49 50 1.0 39 60 97 28 Đất sét 54 00 17 00 11 00 1.5 0.3 6.7 90 50 Quặn g sắt 25 00 11 20 44 50 1.5 1.5 10 50 94 20 Tro than 60 00 18 00 15 00 0.0 0.0 0.0 93 00 Bảng phân tích thành phần phối liệu Clanhke nghiền mịn trở thành xi măng II Bản chất hóa học trình Clanhke thành phần dặc trưng Xi măng, chất hóa học trình sản xuất xi măng chất hóa học trình sản xuất clanhke 2.1 Nung luyện clanhke Nguyên liệu đất sét, đá vôi, than phụ gia sau nghiền trộn theo tỉ lệ trở thành phối liệu, nung phối liệu nhiệt độ 1450 0C sau làm lành đột ngột qua 6750C trở thành clanhke Khi nung đất sét bị nước, đá vôi bị phân hủy tạo thành oxit hợp chất có hoạt tính cao phản ứng với nhau, phản ứng xảy pha rắn, pha lỏng nóng chảy Lò nung xi măng làm việc theo nguyên tắc, phối liệu từ vùng nhiệt thấp chuyển đến vùng nhiệt độ cao nhất, mức độ phản ứng tạo khoáng phụ thuộc vào tốc độ gia nhiệt nhiệt độ 6000C đất sét bị nước lí học hóa học tạo thành mêtacaolnit Al2O3.2SiO2 → Al2O3.2SiO2 + H2O – Q nhiệt độ 600-8000C đất sét bị phân hủy thành Al 2O3 2SiO2 đá vôi phân hủy thành CaO Al2O3.2SiO2 → Al2O3 + 2SiO2 – Q CaCO3→CaO + CO2 – Q Khoảng 800-1000oC xảy phản ứng trạng thái rắn, Al 2O3 tác dụng với CaO tạo thành khoáng aluminat canxi Khi tang dần nhiêt độ tạo thành khoáng có độ base cao C5A3,C3A3 Al2O3 + CaO → Al2O3.CaO CA 3Al2O3 + 5CaO → 3Al2O3.5CaO C5A3 Al2O3 + 3CaO → Al2O3.3CaO C3A C3A khoàng đống rắn nhanh đóng rắn toa nhiều nhiệt, cường độ bann đầu phát triển cao không bên nước khoáng silicat C5A3 không bền , chuyển dần thành C3A CA khoáng C5A3 có trình ninh kết nhanh cường độ ban đâu phát triển cao C3A Khoảng 900oC Fe2O3 tác dụng với CaO tạo thành C2F khoảng 1250oC C2F tham gia phản ứng với C3A tạo thành khoáng alumoferit canxi C4AF C4AF tồn dạng dung dịch rắn C 4AF C2F có tính kết dính trình đống rắn chậm cườn độ C3S C3A bền nước Khoảng 800-900oC CaO phản ứng vơi SiO2 tạo thành khoáng C2S 1450oC aluminat canxi , alumoferit canxi nóng chảy thành pha lỏng , nhờ C2S CaO khuếch tán vào pha lỏng tiến hành phản ứng với tạo thành C3S C3S khoáng quan trọng có tính liên kết rõ rệt có tính đóng rắn nhanh cường độ cao 2.2 Quá trình gia công clanhke thành xi măng Sau khỏi lò nung clanhke làm nguội nhanh đến nhiệt độ 100-200oC sau tiếp tục ủ, nghiền mịn đóng bao ủ clanhke để có thời gian cho CaO tự hút ẩm không khí chuyển thành Ca(OH)2 làm nở thể tích Thời gian ủ từ 10-15 ngày Nghiền clanhke nhằm tăng bề mặt hạt xi măng để phản ứng với nước tốt ninh kết đóng rắn, độ mịn cao cường độ lớn Nghiền xi măng máy nghiền bi cho thêm loại phụ gia CaSO4.2H2O Hình 1: sơ đồ nghiền clanhke thành xi măng Đóng bao xi măng Hình 2: sơ đồ đóng bao xi măng 2.3 Sự đóng rắn xi măng Khi cho nước vào xi măng khoáng xi măng bị thủy phân nước bị hydrat hóa làm xi măng ninh kết đóng rắn Các phản ứng xảy sau: 3CaO.SiO2 + nH2O →3CaO.SiO2.6H2O 3CaO.Al2O3 + H2O →3CaO.Al2O3.6H2O 5CaO.3Al2O3 + H2O = 3CaO.Al2O3.6H2O + Al(OH)3 4CaO.Al2O3.Fe2O3+ H2O = 3CaO.Al2O3.6H2O + CaO.Fe2O3.pH2O 2CaO.Fe2O3 + H2O = 2CaO.Fe2O3.qH2O Các giai đoạn trình đóng rắn gồm: Hòa tan, ninh kết, đóng rắn III ĐIỀU KIỆN THIỆT BỊ III.1 Thiết bị đập nguyên liệu CỦA QUÁ TRÌNH Trong năm gần thiệt bị đập nguyên liệu thay đổi lớn, chủ yếu dùng máy đập búa roto máy đập xung, vật liệu cứng kết hợp đập hàm, đập trục đập côn Độ ẩm vật liệu cho vào máy lên tới 20% với khối lượng Hình 3: máy đập III.2 Thiệt bị nghiền nguyên liệu chủ yếu sử dụng máy nghiền bi, nghiền đứng, nghiền horomill kèm theo máy nghiền sơ thường máy lăn, nghiền đứng cs hiệu tiêu tốn lượng sấy vật liệu có độ ẩm cao Phối liệu sau nghiền phải đạt độ mịn < 1% sàng 200µm 45µm, hay lượng hạt canxit >150µm phải