silicat tinh toan phoi lieu

1. TÍNH PHOÁI LIEÄU
CLINKER XI MAÊNG
PORTLAND
1

2. 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.
2

3.  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.
3

4. 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.
4

5. 1 – H eä soá baõo hoøa voâi KH
theo Kind (heä soá baõo hoøa):
(%CaO − %CaOtudo ) − (1,65 Al 2 O3 + 0,35 Fe2 O3 + 0,7 SO3 )
KH =
2,8.(% SiO2 − % SiO2tudo )
 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.
5

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

7. 6 – 2 – Modul silicaùMs (coø goï laø
t n i modul silíc)
% SiO2
MS = ( hoaë coù kí hieä laø , thöôøg M S = 1,9–
c theå u n n
% Al 2 O3 + % Fe2 O3
3,2)
Toánhaálaø S trong giôùhaï 2,2 – 2,6.
t t M i n
M S caøg cao (coù 3 – 5) löôï g SiO2 nhieà, XM coù ng ñoä
n theå n u cöôø cao, chò aê
u n
moø toá nhöng nhieäñoä
n t, t nung caà taêg do löôï g pha loûg giaû .
n n n n m
Giaùtrò M S cuõg coùtheåthaá hôn chæ – 2, löôï g pha loûg nhieà, thuaä
n p 1,5 n n u n
lôï cho quaù
i trình keákhoáclinker, nhöng daã tôùtaï voøg trong loø
t i n i o n nung.
7

8. IV – 6 – 3 – Modul nhoâ MA (modul alumin) :
m
% Al 2 O3
MA = (hoaë coù kí hieä laø thöôøg M A = 1,5 – 2,5)
c theå u p, n
% Fe2 O3
Modul M A coù tròxaù ñò löôï g pha loûg trong clinker.
giaù c nh n n
8

9. IV – 6 – 4 – Modul thuû löï :
y c
%CaO
M= (thöôøg M = 1,7 – 2,3)
n
%SiO2 + % Al 2 O3 + % Fe2 O3
XM toá coùM = 2. Khi M < 1,7: XM khoâg ñuûcöôøg ñoäkhi M = 2,4 XM
t n n ;
coùtheåtích khoâg oå ñònh.
n n
Treâ ñaâ laø c modul phoåbieá duøg hieä nay. Ngoaøra, do caù modul laø
n y caù n n n i c
nhöõg tyûsoáthöïc nghieä , neâ coùtheåcoø moäsoámodul khaù nöõ.
n m n n t c a
Vieä tính toaù modul nhö moäñieà kieä caà ñeå mbaû chaálöôï g clinker
c n t u n n ñaû o t n
XMP.
9

10. Chemical criteria for mix porpotion
Criteria
MgO
Range for clinker
Max. 5% (6%)
Formula, remarks
For all cements
of raw materials
SO3 (for cement) 3.0 to 4.5 % Depending on cement type
100CaO
LSt (techn. cond.) 90 to 100% LSt =
2.80 SiO2 + 1.2 Al 2 O2 + 0.65 Fe 2 O3
SiO 2
Index of activity 2.5 to 3.5 AI =
Al 2 O3
CaO
Hydraulic ratio 2.0 to 2.4 HR =
SiO2 + Al2O3 + Fe2O3
SO3
Sulphatisation 90 to 110% SD = ⋅ 100
1.29 Na 2 O + 0.85 K 2 O
SiO 2
Silica ratio 1.8 to 3.4 SR =
Al 2 O3 + Fe 2 O3
Al 2 O3
Alumina ratio 0.7 to 3.5 AR =
Fe 2 O3
Total alkali < 0.60% Na2O + 0.66K2O low alkali clinker
C3S 50 to 60 Except for ASTM type iV
C3A < 3% BS, < 5.0% ASTM For sulphate resisting cement
10

11. Bài tập
Cho nguyên liệu đá vôi và đất sét có thành
phần % về khối lượng như bảng sau:
Tên SiO2 Al2O3 Fe2 O3 CaO MgO SO3 MKN Tổng
Đất sét 61,73 15,83 10,22 1,81 1,21 0,47 8,7 100%
(x1) (a11) (a12) (a13) (a14)
Đá vôi 1,38 1,55 0,35 52,8 0,46 0,19 43,18 100%
(x2) (a21) (a22) (a23) (a24)
Tính đơn phối liệu xi măng có hệ số bão hòa
KH = 0,85.
Tính thành phần khoáng clinke. 11

12. Trình tự tính toán
 Chọn hệ số modul
(Số các hệ số modul < số nguyên liệu ban đầu)
Lập phương trình tính toán ( coi như các khoáng
không còn CaO và SiO2 tự do)
Chuyển về thành phần clinker, kiểm tra các hệ số
modul có nằm trong giới hạn cho phép không.
12

13. Giải bài tập
 Ta có hệ:
x1 + x2 = 1
a11x1 + a21x2 = a01
a12x1 + a22x2 = a02
a13x1 + a23x2 = a03
a14x1 + a24x2 = a04
a04 – (1,65a02 + 0,35a03) = 0,85
2,8 a01
=> x1 = 78,87%, x2 = 21,13%
13

14. Ta có bảng thành phần hóa của phối liệu như sau:
Tính thành phần khoáng của xi măng
14

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
15

16. 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 cho16
pheùp

17. 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.
17

18. 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:
Teân SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 MKN Toåg (% )
n
Ñaù i (1)
voâ 1,38 1,55 0,35 52,8 0,46 0,19 43,18 100
Ñaáseù(2)
t t 61,73 15,83 10,22 1,81 1,21 0,47 8,7 100
Tính ñôn phoái lieäu cho loaïi XM coù heä soá baõo
hoøa KH = 0,85.
Tính thaønh phaàn khoaùng cuûa clinker?
18

19. Tính heä 2, 3 caáu töû coù laãn tro
nhieân lieäu:
Tro nhieâ lieä laã vaø phoá lieä tuø thuoä vaø phöông phaù saû xuaá tuø
n u n o i u y â o
c p n t, y
thuoä vaø loaï loø
c o i nung vaø
kích thöôù loø
c nung.
Haø löôï g tro laã vaø trong phoálieä:
m n n o i u
(%)
p: löôï g nhieâ lieä tieâ toá rieâg (kg nhieâ lieä/100 kg clinker)
n n u u n n n u
A: haø löôï g tro coù
m n trong nhieâ lieä (%)
n u
n: haø löôï g tro laã vaø phoá lieä so vôù toåg haø löôï g tro coùtrong nhieâ
m n n o i u i n m n n
lieä, noù y thuoä vaø phöông phaù saû xuaá loaï loø kích thöôù loø
u tuø c o p n t, i vaø c nung.
Ví duï nhieâ lieä laøthan caù coùñoätro 10%, löôï g tieâ toá nhieâ lieä laø
: n u m n u n n u
25kg/100kg clinker, 80% tro nhieâ lieä ñoï g laï trong loø
n u n i nung:
Haø löôï g tro laã vaø trong phoálieä:
m n n o i u
19

20. 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 1
y% phaàn khoái löôïng caáu töû 2
q% phaàn khoái löôïng tro nhieân
lieäu.
Vaäy: x + y + q =100
Hay : x + y = 100 – q
20

21. 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 modul
4 Xaùc ñònh haøm löôïng tro laãn vaøo trong phoái lieäu
5 Laäp phöông trình tính toaùn, tìm tæ leä thaønh phaàn
nguyeân lieäu daïng ñaõ nung, quy ñoåi veà thaønh 21