Hồ chứa bùn đỏ (ảnh minh họa – nguồn Internet)
Đặc điểm thành phần các clanhke thực nghiệm
Trong sản xuất clanhke xi măng hiện đại, giá trị hệ số bão hòa (KH) có xu hứơng tăng đồng thời giá trị modul n của oxide silic SiO2 và p của oxide nhôm Al2O3 có xu hướng giảm. Nếu việc tăng giá trị số hệ số bão hòa cho phép chế tạo xi măng có chất lượng cao hơn, thì việc giảm giá trị modul oxide nhôm làm giảm độ nhớt pha lỏng clanhke, dẫn đến cải thiện các tính chất công nghệ của vật liệu nung.
Khi tăng hàm lượng canxi alumoferrit thì tính chất của xi măng tốt hơn: giảm tiêu hao năng lượng khi nung và nghiền, tăng độ bền xâm thực sulfat, giảm nhiệt thủy hóa. Cần lưu ý rằng, việc tăng đáng kể đường kính các lò quay nung hiện đại và sử dụng nhiên liệu khí đốt đã loại bỏ các khó khăn liên quan đến sự hình thành cola và vón cục clanhke khi phối liệu có các giá trị modul thấp.
Kết quả nghiên cứu trước đây đã cho thấy xi măng công nghiệp có tỷ lệ mol của nhôm oxide và sắt oxide bằng 1 có các tính chất tốt khi chế tạo công nghiệp, do vậy trong nghiên cứu chọn giá trị modul nhôm oxide p = 0,64 sẽ bảo đảm tỷ lệ mol nêu trên.
Sử dụng giá trị p=0,64 sẽ làm tăng hàm lượng bùn đỏ trong phối liệu lên 14%, thay vì 3-4% khi sử dụng hệ số p thông thường, do đó làm tăng hiệu quả sử dụng bùn đỏ.
Hai nhóm phối liệu đã được sử dụng trong nghiên cứu: nhóm phối liệu I chứa thành phần nguyên liệu là bùn đỏ, và nhóm phối liệu II (đối chứng) được chế tạo từ các nguyên liệu thông thường. Trong mỗi nhóm đã chế tạo 4 phối liệu có các giá trị hệ số bão hòa KH khác nhau.
Clanhke của tất cả các phối liệu thuộc khoáng alumoferrit do hàm lượng C4AF trong chúng hơn 18% và C3A thấp hơn 2%. Theo giá trị hệ số bão hòa của clanhke có thể phân ra thành các loại: clanke có KH = 0,95 thuộc về cao alit (hàm lượng C3S hơn 60%); clanhke với KH = 0,9 thuộc về alit (hàm lượng C3S hơn 50%); clanhke với KH = 0,8 thuộc về belit-alit; và phối liệu có với KH = 0,75 thuộc về belit (hàm lượng C2S hơn 35%).
Thành phần hóa của các nguyên liệu thí nghiệm:
Nguyên liệu | Hàm lượng các oxide, % khối lượng |
SiO2 | TiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | Na2O | P2O5 | V2O5 | MKN | Tổng |
Đá vôi | 0,53 | - | 0,97 | 0,04 | 51,53 | 2,29 | 0,52 | - | - | - | 44,14 | 100,00 |
Sét | 60,50 | 0,55 | 12,70 | 6,12 | 7,12 | 2,71 | 0,88 | - | - | - | 9,38 | 99,96 |
Bùn đỏ | 11,17 | 4,80 | 18,16 | 39,10 | 10,08 | - | - | 6,52 | 0,24 | 0,23 | 9,44 | 99,74 |
Xỉ pirit | 13,51 | - | 1,08 | 73,52 | 2,42 | 0,54 | 4,00 | - | - | - | 5,20 | 100,27 |
Cát | 97,57 | - | 1,03 | - | 1,00 | - | - | - | - | - | 0,40 | 100,00 |
Thành phần phối liệu, % khối lượng:
Nguyên liệu | Nhóm và thành phần |
I | II |
1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | 4 |
Đá vôi | 76,07 | 75,23 | 74,40 | 72,15 | 75,77 | 74,95 | 74,00 | 71,88 |
Bùn đỏ | 12,59 | 12,86 | 13,07 | 13,97 | - | - | - | - |
Sét | 0,36 | 0,73 | 1,13 | 2,02 | 19,07 | 19,77 | 20,60 | 22,40 |
Xỉ pirit | - | - | - | - | 5,16 | 5,27 | 5,40 | 5,72 |
Cát | 10,97 | 11,18 | 11,40 | 11,86 | - | - | - | - |
Thành phần hóa của phối liệu theo tính toán và hệ số công nghệ chế tạo clanhke:
Tính chất bùn phối liệu xi măng
Bùn phối liệu xi măng là pha mịn và đa khoáng, ở thể huyền phù, có các tính chất cơ-lý xác định và nhiều tính chất khác, phụ thuộc vào bản chất và cấu trúc các cấu tử. Nhìn chung, các loại bùn sét-đá vôi có thể được mô tả như tập hợp của các hạt hydrat hóa hình thành từ các nhân rắn – hạt thạch anh, đá vôi hay sét và lớp khuyếc tán có chiều dày khác nhau.
Tính ổn định của hệ được xác định bởi đại lượng và các tính chất của lớp vỏ khuếc tán. Trong cấu trúc bùn đồng nhất, pha sét mịn hút bám hoàn toàn lên các hạt lớn hơn, làm tăng đáng kể chiều dày lớp vỏ khuếc tán và kết quả là làm ổn định hệ.
Việc thiếu thành phần sét mịn, ví dụ như trong các bùn phối liệu xỉ hay nefelin dẫn đến sự phân lớp và lắng. Mặt khác, độ mịn cao của các hạt pha sét (đặc biệt ở độ mịn thể keo) làm giảm đáng kể tính chảy của huyền phù, ngay cả bùn phối liệu xi măng.
Do vậy việc giảm hàm lượng nước của bùn phối liệu là một trong những vấn đề quan trọng nhất trong sản xuất xi măng phương pháp ướt. Vì thế cần quan tâm xác định ảnh hưởng của bùn đỏ giống như một cấu tử có độ mịn cao đến các tính chất lưu biến của của huyền phù bùn phối liệu và làm sáng tỏ khả năng điều khiển các tính chất này bằng các phụ gia hoạt tính bề mặt.
Tính chất lưu biến của bùn phối liệu
Đối tượng nghiên cứu là huyền phù phối liệu I.1 (Bảng 2.3) với trị số KH = 0,95. Để chế tạo huyền phù phối liệu, đã sử dụng nước cất (15-20% khối lượng) và nghiền trong cối đến khi hình thành bột nhão, tiếp đó làm loãng và trộn đều khoảng 20-25 phút để tạo thành huyền phù đạt nồng độ theo yêu cầu. Các tính chất lưu biến của huyền phù được xác định gồm: độ nhớt, ứng suất dịch chuyển tại các tốc độ không lớn của biến dạng, độ linh động. Độ ẩm của huyền phù ở điều kiện bảo đảm độ linh động quy định là 27,1%. So sánh các tính chất lưu biến của bùn phối liệu xi măng nghiên cứu và thực tế cho thấy, trong điều kiện giữ nguyên độ linh động quy định thì hàm lượng ẩm của bùn phối liệu nghiên cứu thấp hơn đáng kể so với bùn nguyên liệu của nhà máy.
>> Sử dụng bùn đỏ để chế tạo xi măng - Phần 1
>> Sử dụng bùn đỏ để chế tạo xi măng - Phần 2
>> Sử dụng bùn đỏ để chế tạo xi măng - Phần 3
Trung tâm Thông tin (Lược dich theo Ximăng mới/Tài liệu của Nga)