tinh phoi lieu

21
1 TÍNH PHOÁI LIEÄU CLINKER XI MAÊNG PORTLAND

Upload: nguyen-toi

Post on 05-Dec-2014

697 views

Category:

Education


0 download

DESCRIPTION

silicat tinh toan phoi lieu

TRANSCRIPT

Page 1: Tinh phoi lieu

1

TÍNH PHOÁI LIEÄU CLINKER XI MAÊNG

PORTLAND

Page 2: Tinh phoi lieu

22

MODUL THAØNH PHAÀN OÂXÍT

Nguyeân lieäu saûn xuaát clinker XMP laø nguyeân lieäu töï nhieân coù thaønh phaàn hoùa khoâng oån ñònh.

Thöïc teá, vieäc tính toaùn phoái lieäu cuõng chæ thöïc hieän vôùi nhöõng oâxít chính, sao cho thaønh phaàn hoùa clinker XMP trong giôùi haïn nhaát ñònh, ñaûm baûo taïo caùc khoaùng chính caàn thieát.

Page 3: Tinh phoi lieu

33

Ñôn phoái lieäu cho clinker XMP caàn ñaûm baûo nguyeân taéc sau:Phaûn öùng heát CaO,Baûo ñaûm modul (heä soá tyû

leä caùc oâxít ñöôïc tieâu chuaån hoùa) caàn thieát.

Page 4: Tinh phoi lieu

44

CAÙC MODUL:

Tyû leä caùc oâxít thöôøng trong khoaûng giaù trò xaùc ñònh, goïi laø caùc modul.

Ñaây laø nhöõng chæ soá kinh nghieäm duøng nhö nhöõng chæ soá oån ñònh chaát löôïng clinker, ñieàu khieån quaù trình phoái lieäu ñeå nung luyeän clinker trong thöïc tieãn saûn xuaát.

Nhöõng chæ soá naøy chæ laø ñieàu kieän caàn ñeå ñaûm baûo chaát löôïng XM.

Page 5: Tinh phoi lieu

55

1 – H eä soá baõo hoøa voâi KH theo Kind (heä soá baõo hoøa):

Heä soá baõo hoøa voâi KH bieåu thò phaàn clinker taïo thaønh töø phoái lieäu.

Caùc heä soá töø caùc coâng thöùc tính theo tyû leä (% khoái löôïng) sao cho taïo nhieàu khoaùng caàn thieát nhaát vaø CaO phaûn öùng vöøa heát ñeå taïo nhöõng khoaùng ñoù.

)%.(%8,2

)7,035,065,1()%(%

22

33232

tudo

tudo

SiOSiO

SOOFeOAlCaOCaOKH

Page 6: Tinh phoi lieu

6

Nhö vaäy, heä soá baõo hoøa voâi KH = 1 laø lyù töôûng.

Treân thöïc teá, K<1 (K = 0,82 – 0,95) Neáu haøm löôïng CaO töï do lôùn hôn 1 –

2 %, XM bò bieán ñoåi theå tích khoâng ñoàng ñeàu, chaát löôïng keùm.

Giaûi quyeát vaán ñeà CaO töï do laø vaán ñeà trung taâm cuûa baøi toaùn phoái lieäu.

6

Page 7: Tinh phoi lieu

77

6 – 2 – M odul silicaùt M s (coøn go ïi laø m odu l silí c )

3232

2

%%

%

OFeOAl

SiOM S

( h o a ëc c o ù th e å k í h i e äu l a ø n , th ö ô øn g M S = 1 ,9 –

3 ,2 )

T o át n h a át l a ø M S tr o n g g i ô ùi h a ïn 2 ,2 – 2 ,6 .

M S c a øn g c a o ( c o ù th e å 3 – 5 ) l ö ô ïn g S i O 2 n h i e àu , X M c o ù c ö ô øn g ñ o ä c a o , c h òu a ên m o øn to át, n h ö n g n h i e ät ñ o ä n u n g c a àn ta ên g d o l ö ô ïn g p h a l o ûn g g i a ûm .

G i a ù tr ò M S c u õn g c o ù th e å th a áp h ô n c h æ 1 ,5 – 2 , l ö ô ïn g p h a l o ûn g n h i e àu , th u a än l ô ïi c h o q u a ù tr ì n h k e át k h o ái c l i n k e r , n h ö n g d a ãn tô ùi ta ïo v o øn g tr o n g l o ø n u n g .

Page 8: Tinh phoi lieu

88

IV – 6 – 3 – Modul nhoâm MA (modul alumin) :

32

32

%

%

OFe

OAlMA (hoaëc coù theå kí hieäu laø p, thöôøng MA = 1,5 – 2,5)

Modul MA coù giaù trò xaùc ñònh löôïng pha loûng trong clinker.

Page 9: Tinh phoi lieu

99

I V – 6 – 4 – M o d u l t h u ûy l ö ïc :

32322 %%%

%

OFeOAlSiO

CaOM

( t h ö ô øn g M = 1 , 7 – 2 , 3 )

X M t o át c o ù M = 2 . K h i M < 1 , 7 : X M k h o ân g ñ u û c ö ô øn g ñ o ä; k h i M = 2 , 4 X M c o ù t h e å t í c h k h o ân g o ån ñ òn h .

T r e ân ñ a ây l a ø c a ùc m o d u l p h o å b i e án d u øn g h i e än n a y . N g o a øi r a , d o c a ùc m o d u l l a ø n h ö õn g t y û s o á t h ö ïc n g h i e äm , n e ân c o ù t h e å c o øn m o ät s o á m o d u l k h a ùc n ö õa . V i e äc tí n h to a ùn m o d u l n h ö m o ät ñ i e àu k i e än c a àn ñ e å ñ a ûm b a ûo c h a át l ö ô ïn g c l i n k e r X M P .

Page 10: Tinh phoi lieu

10

Chemical criteria for mix porpotion of raw materials

C r i t e r i a R a n g e f o r c l i n k e r F o r m u l a , r e m a r k s

M g O M a x . 5 % ( 6 % ) F o r a l l c e m e n ts

S O 3 ( f o r c e m e n t ) 3 .0 t o 4 .5 % D e p e n d in g o n c e m e n t t y p e

L S t ( t e c h n . c o n d . ) 9 0 t o 1 0 0 %32222 65.02.180.2

100

OFeOAlSiO

CaOLSt

I n d e x o f a c t i v i t y 2 .5 t o 3 .532

2

OAl

SiOAI

H y d r a u l i c r a t io 2 .0 t o 2 .432322 OFeOAlSiO

CaOHR

S u lp h a t i s a t io n 9 0 t o 1 1 0 % 10085.029.1 22

3

OKONa

SOSD

S i l i c a r a t io 1 .8 t o 3 .43232

2

OFeOAl

SiOSR

A lu m in a r a t io 0 .7 t o 3 .532

32

OFe

OAlAR

T o t a l a l k a l i < 0 .6 0 % N a 2 O + 0 .6 6 K 2 O lo w a lk a l i c l in k e r

C 3 S 5 0 t o 6 0 E x c e p t f o r A S T M t y p e iV

C 3 A < 3 % B S , < 5 .0 % A S T M F o r s u lp h a te r e s is t in g c e m e n t

Page 11: Tinh phoi lieu

1111

Bài tập

Cho nguyên liệu đá vôi và đất sét có thành phần % về khối lượng như bảng sau:

Tính đơn phối liệu xi măng có hệ số bão hòa KH = 0,85.

Tính thành phần khoáng clinke.

Tên SiO2 Al2O3 Fe2 O3 CaO MgO SO3 MKN Tổng

Đất sét (x1)

61,73 (a11)

15,83 (a12)

10,22 (a13)

1,81 (a14)

1,21 0,47 8,7 100%

Đá vôi (x2)

1,38 (a21)

1,55 (a22)

0,35 (a23)

52,8 (a24)

0,46 0,19 43,18 100%

Page 12: Tinh phoi lieu

Trình tự tính toán

Chọn hệ số modulChọn hệ số modul

(Số các hệ số modul < số nguyên liệu ban đầu)(Số các hệ số modul < số nguyên liệu ban đầu)

Lập phương trình tính toán ( coi như các khoáng Lập phương trình tính toán ( coi như các khoáng không còn CaO và SiOkhông còn CaO và SiO22 tự do) tự do)

Chuyển về thành phần clinker, kiểm tra các hệ số Chuyển về thành phần clinker, kiểm tra các hệ số modul có nằm trong giới hạn cho phép không.modul có nằm trong giới hạn cho phép không.

12

Page 13: Tinh phoi lieu

Giải bài tập Ta có hệ:Ta có hệ:

x1 + x2 = 1x1 + x2 = 1

aa1111x1 + ax1 + a2121x2 = ax2 = a0101

aa1212x1 + ax1 + a2222x2 = ax2 = a0202

aa1313x1 + ax1 + a2323x2 = ax2 = a0303

aa1414x1 + ax1 + a2424x2 = ax2 = a0404

aa0404 – (1,65a – (1,65a0202 + 0,35a + 0,35a0303) )

2,8 a2,8 a01 01

=> x1 = 78,87%, x2 = 21,13%=> x1 = 78,87%, x2 = 21,13%

13

= 0,85

Page 14: Tinh phoi lieu

Ta có bảng thành phần hóa của phối liệu như sau:

14

Tính thành phần khoáng của xi măng Tính thành phần khoáng của xi măng

Page 15: Tinh phoi lieu

15

Variation of clinker mineralogy

Potential clinker mineralogy

•Fe2O3 reacts with Al2O3 + CaO to form C4AF

• Excess Al2O3 reacts with CaO to form C3A

• Remaining CaO reacts with SiO2 to C2S

• Remaining CaO reacts with C2S to form C3S

• Any excess CaO remains as free CaO• MgO remains uncombined• SO3 reacts with CaO to form CaSO4

Page 16: Tinh phoi lieu

1616

Trình töï tính toaùn phoái lieäu khoâng laãn tro than:

1 Qui ñoåi thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa nguyeân lieäu veà 100% (neáu toång caùc thaønh phaàn >100%).

2 Choïn caùc heä soá modul: tuøy tính chaát clinker ximaêng mong muoán.Soá caùc heä soá Modul löïa choïn bao giôø cuõng nhoû hôn soá caáu töû tính toaùn cho hoãn hôïp phoái lieäu.Ví duï : tính toaùn heä 2 nguyeân lieäu: choïn 1 heä soá (KH).

3 nguyeân lieäu: choïn 2 heä soá (KH, MS hoaëc MA)

4 nguyeân lieäu : choïn 3 heä soá (KH, MS , MA).3 Laäp phöông trình tính toaùn.4 Tính chuyeån veà thaønh phaàn clinker, kieåm tra laïi caùc heä soá

modul phaûi naèm trong giôùi haïn cho pheùp5 Öôùc tính thaønh phaàn khoaùng cuûa clinker.Neáu giaûi haøm löôïng caáu töû coù giaù trò aâm thì loaïi caáu töû ñoù

ra vaø choïn laïi nguyeân lieäu khaùc.

Page 17: Tinh phoi lieu

1717

Trình töï tính toaùn phoái lieäu khoâng laãn tro than:

Choïn caáu töû phuï:

Nguyeân lieäu chuû yeáu saûn xuaát clinker XMP: ñaát seùt, ñaù voâi.

Choïn baøi toaùn heä 2 caáu töû, neáu khoâng ñaït yeâu caàu, söû duïng phuï gia ñieàu chænh:Heä 3 caáu töû:

Neáu phoái lieäu thieáu Fe2O3 choïn KH, MA.

Neáu phoái lieäu thieáu SiO2 choïn KH, MS.

Neáu Fe2O3, SiO2 ñeàu thieáu:Heä 4 caáu töû.

Neáu giaûi haøm löôïng caáu töû coù giaù trò aâm thì loaïi caáu töû ñoù ra vaø choïn laïi nguyeân lieäu khaùc.

Page 18: Tinh phoi lieu

1818

Baøi taäp tính ñôn phoái lieäu ñaù voâi + ñaát seùt (heä hai caáu töû khoâng laãn tro nguyeân lieäu) cho clinker XMP:

Cho nguyeân lieäu ñaù voâi vaø ñaát seùt coù thaønh phaàn (% khoái löôïng) trong baûng sau:

Tính ñôn phoái lieäu cho loaïi XM coù heä soá baõo hoøa KH = 0,85.

Tính thaønh phaàn khoaùng cuûa clinker?

Teân SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 MKN Toång (%) Ñaù voâi (1) 1,38 1,55 0,35 52,8 0,46 0,19 43,18 100 Ñaát seùt (2) 61,73 15,83 10,22 1,81 1,21 0,47 8,7 100

Page 19: Tinh phoi lieu

1919

Tính heä 2, 3 caáu töû coù laãn tro nhieân lieäu:

Tro nhieân lieäu laãn vaøo phoái lieäu tuøy thuoäâc vaøo phöông phaùp saûn xuaát, tuøy

thuoäc vaøo loaïi loø nung vaø kích thöôùc loø nung.

Haøm löôïng tro laãn vaøo trong phoái lieäu:

100100

nAp

q (%)

p: löôïng nhieân lieäu tieâu toán rieâng (kg nhieân lieäu/100 kg clinker)

A: haøm löôïng tro coù trong nhieân lieäu (%)

n: haøm löôïng tro laãn vaøo phoái lieäu so vôùi toång haøm löôïng tro coù trong nhieân lieäu, noù tuøy thuoäc vaøo phöông phaùp saûn xuaát, loaïi loø vaø kích thöôùc loø nung.

Ví duï: nhieân lieäu laø than caùm coù ñoä tro 10%, löôïng tieâu toán nhieân lieäu laø 25kg/100kg clinker, 80% tro nhieân lieäu ñoïng laïi trong loø nung:

Haøm löôïng tro laãn vaøo trong phoái lieäu: %2100100

801025

q

Page 20: Tinh phoi lieu

2020

Tính heä 2, 3 caáu töû coù laãn tro nhieân lieäu:

Tính heä 2 caáu töû coù laãn tro nhieân lieäu:

Cöù 100 phaàn khoái löôïng phoái lieäu ñaõ nung(clinker)

Coù x% phaàn khoái löôïng caáu töû 1y% phaàn khoái löôïng caáu töû 2q% phaàn khoái löôïng tro nhieân lieäu.

Vaäy: x + y + q =100Hay : x + y = 100 – q

Page 21: Tinh phoi lieu

2121

Tính heä 2, 3 caáu töû coù laãn tro nhieân lieäu:

Trình töï tính phoái lieäu:1 Qui ñoåi thaønh phaàn hoùa cuûa nguyeân lieäu veà 100%.

(ñieåm caàn chuù yù: laø thaønh phaàn hoùa caùc nguyeân lieäu khaùc nhö ñaát seùt, ñaù voâi… ôû daïng vaät lieäu chöa nung, coøn thaønh phaàn hoùa cuûa tro ôû daïng vaät lieäu ñaõ nung)

2 Tieáp tuïc qui ñoåi töø 100% vaät lieäu chöa nung veà vaät lieäu ñaõ nung

3 Aán ñònh caùc heä soá modul4 Xaùc ñònh haøm löôïng tro laãn vaøo trong phoái lieäu5 Laäp phöông trình tính toaùn, tìm tæ leä thaønh phaàn nguyeân

lieäu daïng ñaõ nung, quy ñoåi veà thaønh phaàn vl chöa nung (khi caân phoái lieäu coøn phaûi tính ñeán ñoä aûm).

6 Tính kieåm tra caùc heä soá modul, thaønh phaàn khoaùng clinker.