TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA HÓA  NIÊN LUẬN TÌM HIỂU QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG TẠI CÔNG TY TNHH LUXS THỪA THIÊN HUẾ Ngô Thu Trang Khóa 2011-2015 Huế, 9/2014 i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt bài niên luận này, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn vô cơ, đặc biệt là thầy Đặng Xuân Tín và thầy Nguyễn Minh Ngọc đã tận tình hướng dẫn chúng tôi trong đợt thực tế vừa qua. Tôi xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo công ty TNHH xi măng Luxs và các công ty trong đợt thực tế đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cũng như cung cấp các thông tin hữu ích cho chúng tôi trong suốt thời gian này. Do thời gian và trình độ còn hạn chế nên đề tài không thể tránh khỏi nhiều sai sót. Vì vậy, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và những ai quan tâm để đề tài được hoàn chỉnh hơn. i DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1. Quy trình sản xuất xi măng 2 Hình 2.1a. Đá vôi 4 Hình 2.1b. Đất sét 4 Hình 2.2. Sơ đồ lò nung (lò quay) 7 Hình 2.3. Các loại xi măng của Công ty TNHH Luxs 12 Hình 2.4. Kho chứa nguyên liệu của nhà máy 12 Hình 2.5. Máy búa đập gia công sơ bộ đá vôi của nhà máy 13 Hình 2.6. Máy nghiền bi 13 Hình 2.7. Máy nghiền đứng 14 Hình 2.8. Tháp trao đổi nhiệt với hệ thống 5 xilo 15 Hình 2.9. Lò quay tại nhà máy xi măng Luks 15 Hình 2.10. Đóng bao xi măng 17 ii MỤC LỤC Trang ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Chương 1 MỞ ĐẦU 2 1. Thành phần hoá học của phối liệu 3 2. Độ mịn của phối liệu 3 3. Quá trình nung luyện clinker 3 Chương 2 NỘI DUNG 4 2.1. Tổng quan về quá trình sản xuất xi măng theo lý thuyết 4 2.1.1. Tổng quan về xi măng 4 2.1.1.1 Nguyên liệu 4 2.1.1.2. Nhiên liệu 5 2.1.2. Thành phần của xi măng 6 2.1.2.1. Thành phần hóa học của clinker xi măng 6 2.1.2.2. Thành phần khoáng [1] 6 2.1.3. Quá trình nung luyện clinker 7 2.1.3.1. Phương pháp lò quay [4] 7 2.1.3.2. Phương pháp lò đứng 9 2.1.4. Làm nguội 11 2.1.5. Nghiền và trộn phụ gia 11 2.2. Quá trình sản xuất xi măng tại Công ty TNHH Luxs 11 2.2.1. Khái quát về Công ty Luxs 11 2.2.2. Quy trình nung luyện clinker tại Công ty Luxs 12 2.2.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu: 12 2.2.2.2. Quá trình nung clinker trong lò quay khô: 15 2.2.2.3.Quá trình làm nguội và nghiền clinker với chất phụ gia 16 iii 2.2.2.4. Đóng bao 16 Chuơng 3 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 18 TÀI LIỆU THAM KHẢO 19 iv ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế đất nước, nhu cầu cần vật liệu cho xây dựng ngày một tăng nhanh, trong khi đó cơ sở hạ tầng kỹ thuật và cơ sở hạ tầng xã hội không đáp ứng đủ dẫn tới tình trạng quá tải trầm trọng. Bên cạnh đó, trong tiến trình hội nhập và mở cửa, đời sống kinh tế của mọi người dân được nâng cao nên nhu cầu về nhà ở, việc làm, khu vui chơi giải trí, mua sắm… ngày càng cao. Để đáp ứng kịp thời nhu cầu đó, các công trình nhà cao tầng, các đô thị và các khu công nghiệp đã được xây dựng với quy mô lớn. Và xi măng là vật liệu chính và tất yếu không thể thiếu đối với ngành xây dựng. Chính điều này đã thúc đẩy ngành sản xuất xi măng phát triển. Nhiều công ty sản xuất xi măng được thành lập cạnh tranh nhau về giá cả và chất lượng, góp phần vào sự phát triển của đất nước. Công ty TNHH Xi măng Luks (Việt Nam) với công nghệ lò quay nạp liệu khô tiên tiến, có công suất lớn, là một công ty tiêu biểu trong số đó. Chính vì vậy mục tiêu của đề tài này là “Tìm hiểu quá trình sản xuất xi măng tại Công ty TNHH Luks Thừa Thiên Huế”. 1 Chương 1 MỞ ĐẦU Công ty TNHH Xi măng Luks (Việt Nam) được thành lập vào năm 1992 tại thị trấn Tứ Hạ, huyện Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên Huế và chính thức cung ứng sản phẩm từ 1997 có công suất 2,4 triệu tấn/năm với công nghệ lò quay nạp liệu khô tiên tiến. Năm 2007 tại tỉnh Ninh Thuận, công ty đã đầu tư xây dựng trạm nghiền xi măng có công suất 1 triệu tấn/năm [5] Xi măng là một chất kết dính thủy lực có đặc tính đóng rắn, được sản xuất bằng cách nung đến kết khối hỗn hợp nguyên liệu gồm chủ yếu là đá vôi, đất sét và quặng sắt. Sản phẩm thu được gọi là clinker. Sau khi làm nguội, clinker được nghiền mịn với các chất phụ gia khác tạo thành xi măng Portland. Quy trình sản xuất xi măng bao gồm các giai đoạn chính: • Khai thác nguyên liệu • Gia công sơ bộ nguyên liệu • Nghiền, sấy phối liệu sống • Nung clinker • Nghiền clinker và thêm phụ gia tạo xi măng • Đóng bao và xuất xưởng [8] Hình 1.1. Quy trình sản xuất xi măng Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của xi măng: 2 Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng xi măng Portland, ở đây chỉ xét một số yếu tố cơ bản: 1. Thành phần hoá học của phối liệu Trong phối liệu clinker xi măng Portland, nếu phối liệu có hàm lượng CaO cao, hệ số bão hoà KH sẽ tăng, clinker sẽ chứa nhiều khoáng C 3 S làm cho chất lượng clinker tăng lên. Tuy nhiên, nhiệt độ nung luyện phải cao, thời gian lưu trong lò nung sẽ lâu hơn, tiêu tốn nhiều năng lượng, ảnh hưởng đến độ bền và năng suất của lò. Phối liệu có hàm lượng Al 2 O 3 cao, clinker xuất hiện nhiều CaO tự do, độ nhớt pha lỏng tăng lên, gây khó khăn cho quá trình tạo khoáng alit C 3 S. 2. Độ mịn của phối liệu Phối liệu có độ mịn càng cao, diện tích bề mặt tiếp xúc giữa các cấu tử phản ứng càng lớn, do đó phản ứng pha rắn giữa các oxit CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 xảy ra dễ dàng và triệt để, quá trình nung luyện clinker càng nhanh chóng, chất lượng clinker càng tăng. Nếu phối liệu có cấp hạt lớn hơn 100 ÷ 120 µm, độ đồng nhất kém thì quá trình phản ứng khoáng hoá xảy ra khó khăn và không hoàn toàn. Lúc này trong clinker hàm lượng CaO tự do sẽ lớn, hàm lượng khoáng khoáng C 2 S nhiều nhưng khoáng C 3 S bé làm cho chất lượng clinker thấp. 3. Quá trình nung luyện clinker Khi nung clinker trong lò quay, thời gian lưu phối liệu trong Zôn kết khối tốt nhất là khoảng 20 ÷ 30 phút với biểu đồ nhiệt độ nung là 1300 → 1450 → 1300 0 C thì quá trình khoáng hoá xảy ra hoàn toàn. Nếu thời gian lưu phối liệu trong Zôn kết khối ngắn quá thì quá trình khoáng hoá xảy ra không hoàn toàn, trong clinker chứa nhiều CaO tự do, chất lượng clinker giảm. Ngược lại, nếu thời gian lưu trong Zôn kết khối quá dài thì một số khoáng bị phân huỷ khi nung làm cho năng suất của lò giảm, thu được loại clinker khó nghiền, tiêu tốn nhiều năng lượng. Vì vậy, ở đây ta chỉ quan tâm đến các giai đoạn ảnh hưởng lớn đến chất lượng xi măng như chuẩn bị phối liệu, quá trình nung luyện clinker, nghiền và trộn phụ gia[4] 3 Chương 2 NỘI DUNG 2.1. Tổng quan về quá trình sản xuất xi măng theo lý thuyết 2.1.1. Tổng quan về xi măng 2.1.1.1 Nguyên liệu Nguyên liệu chính để sản xuất xi măng là: đá vôi, đất sét, quặng sắt, Ngoài ra sau quá trình nung, clinker còn được nghiền mịn với các chất phụ gia như thạch cao, xỉ lò cao,… để điều chỉnh tốc độ đóng rắn và hạ giá thành sản phẩm. Theo lý thuyết thì đá vôi và đất sét là hai nguyên liệu chính với tỉ lệ phối liệu dao động trong khoảng [1] Hình 2.1a. Đá vôi Hình 2.1b. Đất sét a. Đá vôi: Đá vôi có thành phần chính là canxi cacbonat (CaCO 3 ), thường lẫn tạp khoáng dolomit-muối kép canxi cacbonat, đá sét, đá silic và rất ít quặng sắt, photphorit, kiềm và muối clorua. Để tránh lãng phí nguyên liệu thì yêu cầu đá vôi có hàm lượng CaCO 3 > 85% và MgCO 3 < 5%. Chất lượng của đá vôi phụ thuộc vào hàm lượng tạp chất. Nếu trong đá vôi có lẫn sét và thạch anh thì không ảnh hưởng đến chất lượng của xi măng. Nếu trong đá vôi có hàm lượng MgO lớn hơn 5% thì ảnh hưởng xấu đến chất lượng xi măng: làm cho xi măng kém bền nước. Mặt khác chất lượng của đá vôi còn phụ thuộc vào cấu 4 trúc của nó, nếu đá vôi có cấu trúc vô định hình thì khi nung sẽ tham gia phản ứng dễ dàng hơn đá vôi có cấu trúc tinh thể. b. Đất sét: Đất sét là những khoáng thiên nhiên có kích thước nhỏ (0,01÷0,001 mm), có độ phân tán cao, khi trộn với một lượng nước thích hợp thì trở nên dẻo, dễ tạo hình, khi nung lên thì rắn lại như đá. Đất sét được hình thành do quá trình phong hóa các đá gốc (macma, granit ). Đất sét là nguyên liệu quan trọng của công nghiệp sản xuất xi măng, nó cung cấp các oxit quan trọng: SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 … [1] c. Các chất phụ gia được thêm vào trong quá trình nghiền clinker: - Quặng sắt tự nhiên: có nhiều dạng khoáng. Loại quặng getit (Fe 2 O 3 .H 2 O) hoặc loại quặng limonit (Fe 2 O 3 .nH 2 O). - Phụ gia điều chỉnh thời gian đóng rắn: thường là thạch cao (CaSO 4 .2H 2 O) hoặc các muối CaCl 2 , NaCl, - Phụ gia đầy là các phụ gia trơ được thêm vào xi măng nhằm tăng sản lượng của xi măng, tỉ lệ phụ gia đầy phải được tính toán kỹ để đảm bảo chất lượng của xi măng. Các loại phụ gia đầy thường dùng là đá vôi, cát, đất sét nung - Phụ gia bảo quản như dầu lạc, dầu lạp được thêm vào xi măng nhằm tạo một lớp màng mỏng bao bọc quanh các hạt xi măng, từ đó hạn chế quá trình hút ẩm và hút CO 2 của xi măng. 2.1.1.2. Nhiên liệu Hiện nay đang sử dụng nhiều loại nhiên liệu như: dầu nặng, khí đốt tự nhiên, các loại than hoặc hỗn hợp của chúng như than nâu, than mỡ và các chất thải công nghiệp như xăm lốp, bã thải cao su vụn…Khi dùng nhiên liệu rắn (than đá), nếu nung ở lò đứng thì than nghiền lẫn cùng phối liệu, nếu nung ở lò quay thì hạt than được phun thẳng vào vùng nung của lò. Như vậy tro than (gồm các oxit của đất sét, đá vôi…) lẫn hoàn toàn vào phối liệu và sản phẩm xi măng. Vì vậy yêu cầu nhiên liệu rắn nung xi măng phải ít tro. Loại than dùng cho lò đứng phải ít chất bốc để cháy âm ỉ trong viên phối liệu, còn dùng cho lò quay cần tạo ngọn lửa cháy dài nên than phải nhiều chất bốc. 5 [...]... trữ xi măng có tác dụng như sau: + Khống chế nghiêm ngặt chất lượng xi măng + Cải thiện chất lượng xi măng 2.2 Quá trình sản xuất xi măng tại Công ty TNHH Luxs 2.2.1 Khái quát về Công ty Luxs Công ty TNHH Xi măng Luks (Việt Nam) được thành lập vào năm 1992 tại tỉnh Thừa Thiên Huế và chính thức cung ứng sản phẩm từ 1997 có công suất 2.4 triệu tấn/năm với công nghệ lò quay nạp liệu khô tiên tiến Công ty. .. chuẩn OHSAS 18001:2007 [5] 11 Sản phẩm của công ty có nhãn hiệu Kim Đỉnh bao gồm các loại xi măng thông thường như: xi măng MC 25, xi măng PCB 30, xi măng PCB 40 và xi măng có yêu cầu đặc biệt như PC 40, PC HS dùng cho các công trình lớn, đạt tiêu chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn Mỹ [3] Hình 2.3 Các loại xi măng của Công ty TNHH Luxs 2.2.2 Quy trình nung luyện clinker tại Công ty Luxs 2.2.2.1 Chuẩn bị nguyên... [1] Bùi Văn Chén (1984), Kỹ thuật sản xuất xi măng portland và các chất kết dính, Giáo trình Trường Đại học Bách khoa Hà Nội [2] Võ Đình Lương (2008), Hóa học và Công nghệ sản xuất xi măng, NXB Khoa học và kỹ thuật [3] Quy trình sản xuất xi măng tại nhà máy Luks do đại diện công ty cung cấp Tài liệu Internet [4] http://doc.edu.vn/tai-lieu/tieu-luan-cong-nghe-san-xuat -xi- mang-lo-quay-kho-vacac-van-de-moi-truong-10635/... môi trường thì ưu điểm của xi măng loại khô là lớn nhất, do tải lượng ô nhiễm tính trên một tấn sản phẩm thấp Chính vì thế mà nhà máy xi măng Lusk sử dụng công nghệ này Tuy là loại hình có tải lượng tính cho một đơn vị sản phẩm thấp nhưng do nhà máy sản xuất liên tục nên lượng thải ra môi trường tương đối lớn Vì vậy bên cạnh việc phát triển công nghiệp sản xuất xi măng công ty cũng cần phải tập trung... 1- 2 ngày để ổn định chất lượng xi măng và hút hơi ẩm Lượng CaO cũng tương đối nhỏ vì đã kết hợp tạo thành khoáng hết Xi măng không còn CaO, Ca tự do sẽ giảm hiện tượng nứt nẻ tường hay làm rỉ sắt, thép 2.2.2.4 Đóng bao Công ty xi măng Luxs sử dụng máy đóng bao có 6 hoặc 8 vòi, bao xi măng gồm 3 lớp (do xi măng dễ hút ẩm): lớp giấy, lớp nilon, lớp giấy cứng bên ngoài Xi măng từ silô chứa được tháo xen... tỷ diện >3000mm2/g [3] Độ mịn quyết định cường độ của xi măng như khả năng chịu nén, lực va đập, độ bền Xi măng càng mịn thì chất lượng càng tốt (khi độ mịn của xi măng càng nhỏ thì độ kết dính của các hạt xi măng sẽ tốt hơn) Vì vậy loại xi măng hay sử dụng nhất là MC 25, PCB 30, PCB 40 còn PC 40 và PC HS thường dùng cho các công trình lớn [3] Tại nhà máy Luxs, clinker ra lò có hàm lượng Ca tự do thấp... khô: Đây là giai đoạn quan trọng nhất quyết định chất lượng xi măng Clinker ở nhà máy xi măng Luks được sản xuất theo phương pháp lò quay khô Tức là phối liệu được đưa vào lò nung ở dạng bột mịn trộn đều có độ ẩm dưới 1% (Đối với phương pháp ướt, phối liệu vào lò nung ở dạng bùn nhão với độ ẩm lên tới 40%) [3] Lò nung tại nhà máy xi măng Luks là lò quay khô hoạt động liên tục, được cấu tạo bằng một... hoạt tính (seolit) theo tỷ lệ thích hợp: nhằm tăng sản lượng, giảm chi phí sản xuất từ đó giảm giá thành sản phẩm nhưng không ảnh hưởng đến chất lượng của xi măng Tiếp theo hỗn hợp được đưa đến hệ thống băng tải chuyển đến máy nghiền bi (để nghiền nhỏ và tăng độ đồng đều của sản phẩm) [3] Sau khi nghiền, tùy vào độ mịn của xi măng mà ta có các loại xi măng như sau: -MC 25: độ mịn . trình sản xuất xi măng tại Công ty TNHH Luxs 2.2.1. Khái quát về Công ty Luxs Công ty TNHH Xi măng Luks (Việt Nam) được thành lập vào năm 1992 tại tỉnh Thừa Thiên Huế và chính thức cung ứng sản. Quá trình sản xuất xi măng tại Công ty TNHH Luxs 11 2.2.1. Khái quát về Công ty Luxs 11 2.2.2. Quy trình nung luyện clinker tại Công ty Luxs 12 2.2.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu: 12 2.2.2.2. Quá trình. NIÊN LUẬN TÌM HIỂU QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG TẠI CÔNG TY TNHH LUXS THỪA THIÊN HUẾ Ngô Thu Trang Khóa 2011-2015 Huế, 9/2014 i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt bài niên luận này, tôi xin chân thành