Xi Mang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

KHOA HÓA

BÁO CÁO TIỂU LUẬNĐề tài: XI MĂNG

Nhóm thực hiện: 08Lớp: Sư phạm Hóa học K35

Quy Nhơn, tháng 09/2015

DANH SÁCH THÀNH VIÊN NHÓM 08

1. Bùi Hữu Kim Tuyên (nhóm trưởng)2. Nguyễn Thị Oanh3. Quảng Thùy Trang4. Lê Thị Bích Trâm5. Hoàng Minh Trí6. Nguyễn Thị Ngọc Trinh

PHẦN 1: LỊCH SỬ, SƠ LƯỢC VỀ TÌNH HÌNH VÀ CÁC CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG

1. Lịch sử xi măng

Xi măng là chất kết dính thủy lực, là một trong những thành phần cơ bản của bê tông, vữa. Hoạt động như một loại hồ giúp cát và sỏi kết dính lại với nhau.

Từ xa xưa, con người đã biết dùng những vật liệu đơn sơ như đất sét, đất bùn nhào rác, dăm gỗ, cỏ khô băm …để làm gạch, đắp tường, dựng vách cho chỗ trú ngụ của mình.

Xi măng được sử dụng lần đầu tiên bởi những người Ai Cập và sau đó là người La Mã. Đến đầu thế kỷ 19, xi măng được khám phá như một vật liệu trong xây dựng.

Năm mươi thế kỷ trước, người Ai cập đã dùng rơm trộn với đất sét để tạo ra những

viên gạch khô và sử dụng vữa vôi với thạch cao làm chất kết dính để xây dựng các Kim

tự tháp. Đến thế kỷ XII, người La Mã đã phát minh ra ximăng La Mã để xây dựng các

đấu trường, các đền thờ các vị thần ở Rome mà đến nay vẫn còn làm thế giới kinh ngạc.

Vào giữa thế kỷ XVIII, John Smeaton (người Anh) đã tìm ra ximăng thuỷ lực để xây

dựng Hải đăng Eddystone nổi tiếng và đến giữa thế kỷ XIX Joseph Aspdin (cũng là

người Anh) đã phát minh ra quá trình công nghệ sản xuất ximăng Pooclăng mà nhờ đó

các công trình xây dựng ngày càng phát triển hơn, bền vững hơn.

Nhờ có ximăng Pooclăng mà ở thế kỷ XX người ta có thể tạo nên các kết cấu xây

dựng lớn và vĩ đại như nhà hát Champs Elise ở Paris, đập nước lớn Hoover Dam ở bang

Nevada – Mỹ, đập Itaipu ở giữa Brazil – Paraguay – Achentina, đập thuỷ điện Tam Hiệp lớn

nhất thế giới ở Trung Quốc và tháp đôi Petronas (cao 458 mét) ở Malaisia. Công trình xây

dựng là biểu tượng cho sự phát triển công nghệ của loài người và nó gợi lại giá trị của nền

văn minh nhân loại.

2. Tình hình sản xuất:

- Trong nước:

Ở Việt Nam, công nghiệp ximăng đã hình thành và phát triển hơn 100 năm, bắt

đầu từ năm 1899 bằng việc xây dựng nhà máy ximăng lò đứng đầu tiên tại Hải Phòng. Từ

năm 1924 đến năm 1930 đã xây thêm 3 dây chuyền lò quay phương pháp ướt theo công

BÁO CÁO TIỂU LUẬN XI MĂNG Trang 1

nghệ của Pháp. Sau ngày hoà bình lập lại, Nhà nước ta đã đầu tư tại nhà máy ximăng Hải

Phòng thêm 6 dây chuyền lò quay sản xuất theo phương pháp ướt với thiết bị của

F.S.Smidth (Đan Mạch) và công nghệ của Rumani cung cấp. Ở miền Nam năm 1964, nhà

máy ximăng Hà Tiên được xây dựng với 2 lò quay phương pháp ướt do hãng Venot- pic

của Pháp cung cấp.

Ngay từ năm 1975 sau khi thống nhất, để đáp ứng nhu cầu xây dựng tái thiết và

phát triển đất nước, Chính phủ đã quyết định xây dựng thêm các nhà máy ximăng mới có

công suất lớn, đầu tiên là nhà máy ximăng Bỉm Sơn (Thanh Hoá) có công suất 1,2 triệu

tấn/năm với 2 dây chuyền thiết bị lò quay phương pháp ướt của Liên Xô, sau đó là nhà

máy ximăng Hoàng Thạch (Hải Dương) công suất 1,1 triệu tấn/năm với 1 dây chuyền lò

quay phương pháp khô hiện đại, thiết bị do Đan Mạch cung cấp. Từ năm 1986 đến nay,

công cuộc đổi mới đã tạo đà cho sự phát triển nhanh chóng và mạnh mẽ của đất nước,

nhu cầu xây dựng ngày càng tăng đòi hỏi ngành công nghiệp ximăng phải tiếp tục đầu tư và

phát triển. Hàng loạt nhà máy ximăng lò quay phương pháp khô hiện đại đã được xây dựng và

đi vào sản xuất như nhà máy ximăng Chinfon (Hải Phòng) 1,4 triệu tấn/năm, ximăng Bút Sơn

(Hà Nam) 1,4 triệu tấn/năm, ximăng Nghi Sơn (Thanh Hoá) 2,15 triệu tấn/năm, ximăng

Hoàng Mai (Nghệ An) 2 triệu tấn/năm, ximăng Vân Xá (Huế) 0,5 triệu tấn/năm, ximăng Sao

Mai (Hà Tiên) 1,76 triệu tấn/năm và 55 cơ sở sản xuất ximăng lò đứng ở khắp cả nước với

tổng công suất hơn 3 triệu tấn/năm. Bên cạnh đó, các nhà máy cũ cũng được đầu tư mở rộng

hoặc cải tạo nâng cấp như ximăng Hoàng Thạch 2 (1,4 triệu tấn/năm), ximăng Bỉm Sơn 2 (1,4

triệu tấn/năm). Sự phát triển của ngành ximăng đã đáp ứng nhu cầu xây dựng ngày càng nhiều

của đất nước và đập thuỷ điện Hoà Bình – “công trình thế kỷ”, cầu Thăng Long, cầu Mỹ

Thuận, sân vận động quốc gia Mỹ Đình... đã trở thành niềm tự hào của nhân dân ta.

Với sự phát triển trên 100 năm, lịch sử của ngành công nghiệp ximăng Việt Nam

đã được đánh dấu bằng những sự đổi mới và phát triển rất nhanh cả về quy mô đầu tư,

phương thức đầu tư, trình độ công nghệ sản xuất và đáp ứng kịp thời nhu cầu xây dựng

và phát triển đất nước theo từng thời kỳ lịch sử. Cũng trong tiến trình phát triển này, việc

ứng dụng tiến bộ về khoa học và công nghệ, tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm tài nguyên và


bảo vệ môi trường, môi sinh luôn được quan tâm; đồng thời việc đào tạo nguồn nhân lực

có đủ trình độ kỹ thuật, quản lý để nhanh chóng tiếp nhận, làm chủ công nghệ tiên tiến,

hiện đại của công nghiệp ximăng trên thế giới cũng được chú trọng

- Quốc tế:

Hiện nay trên thế giới đang sử dụng các công nghệ sản xuất xi măng rất hiện đại, có khả năng tự đông hóa rất cao. Có các chủng loại xi măng phổ biến sau: Portland thông dụng (PC), Portland hỗn hợp (PBC), Porland-puzolan, Portland – xì lò cao, Portland bền sunphat , Portland mac cao, Portland đóng rắn nhanh, Portland giãn nở, Portland dành cho xeo tấm lợp uốn sóng amiang – xi măng, Porland giãn nở, Porland cho bê tông mặt đường bộ và sân bay, xi amwng alumin , xi măng chống phóng xạ , xi măng chịu axit , xi măng chịu lửa, …

Vào năm 2010, sản lượng ximăng của thế giới là 3,3 tỉ tấn. Ba nước sản xuất ximăng nhiều nhất thế giới cũng chính là 3 quốc gia đông dân nhất hành tinh: CHND Trung Hoa (1,8 tỉ), Ấn Độ (220 triệu) và Hoa Kỳ (63,5 triệu), chiếm hơn một nửa tổng sản lượng ximăng thế giới. Đối với trữ lượng ximăng, 3 nước này cũng đứng đầu thế giới với tổng trữ lượng gần bằng một nửa tổng trữ lượng trên thế giới.

3. Sơ lược các công nghệ sản xuất xi măng.

Xi măng là chất kết dính thủy lực rất quan trọng hiện nay, được sử dụng rộng rãi trong các ngành xây dựng. Thành phần của xi măng cơ bản gồm có: Cao: 59-67%, SiO 2: 16-26%, Al2O3: 4-9%, Fe2O3 : 2-6%, MgO: 0,3-3%.

Tùy vào từng chủng loại xi măng và nhu cầu sử dụng mà ta thay đổi thành phần khoáng của clanke hoặc phụ gia.

Hiện nay có khoảng 20 loại xi măng khác nhau đang được sản xuất và được chia thành 2 loại chính:

+ Xi măng Portland chỉ gồm thành phần chính là clinker và phụ gia thạch cao. Ví dụ: PC 30, PC 40, PC 50.

+ Xi măng Portland hỗn hợp vẫn với thành phần chính là Clinker và thạch cao, ngoài ra còn một số thành phần phụ gia khác như đá pudolan, xì lò. Ở thị trường các loại xi măng này có tên gọi như PCB30, PCB 40.

Muốn có xi măng Porland bền sunphat ta cần giữ trong thành phần khoáng của

clanke hàm lượng C3A≤5%, C3S≤ 58 %, đối với xi măng bền sunphat thường và C3A≤3% ,


http://vi.wikipedia.org/wiki/Hoa_K%E1%BB%B3

http://vi.wikipedia.org/wiki/%E1%BA%A4n_%C4%90%E1%BB%99

http://vi.wikipedia.org/wiki/C%E1%BB%99ng_h%C3%B2a_Nh%C3%A2n_d%C3%A2n_Trung_Hoa

http://vi.wikipedia.org/wiki/C%E1%BB%99ng_h%C3%B2a_Nh%C3%A2n_d%C3%A2n_Trung_Hoa

http://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BA%A5n

C3S≤ 50 % đối với xi măng bền sunphat loại cao. Ta cần thiết kế và tính toán tốt bài phối

liệu sống , hơn thế nữa , cần phải chọn lựa loại nguyên liệu để hàm lượng Al2O3 trong sét

hoặc trong hỗn hợp sét không vượt quá 14-16% thì mới phối liệu được thành phần hóa

của liệu sống và clanke. Riêng việc hạn chế hàm lượng kiềm trong xi măng bền sunphat

các loại trên cũng đòi hỏi có sự lựa chọn nguyên liệu sét và loại than mà tro của nó ít

kiềm (K2O + Na2O).

Nói chung thì từ trước tới nay có các CNSX xi măng chủ yếu là CNSX xi măng lò

đứng, lò quay khô, lò quay ướt. Nhưng các phương pháp lò đứng đã lạc hậu mà chủ yếu

là dùng lò quay khô. Các công nghệ trình bày ở bảng dưới

Chỉ tiêu CN CN lò đứng CN lò quay ướt CN lò quay khô

1. Nguyên lý làm

việc .

- Làm việc gián

đoạn.

- Phối liệu được cấp

vào theo từng mẻ, đi

từ trên xuống.

-Quá trình tạo

khoáng diễn ra theo

chiều cao của lò và

trong từng viên phối

liệu.

- Làm việc liên tục.

- Phối liệu được nạp

từ đầu cao của lò,

đão trộn đều theo

vòng quay của lò.

- Quá trình tạo

khoáng được diễn ra

theo chiều dài lò.

- Công suất lớn (có

thể đạt 3000-58000

tấn clinke / ngày).

- Làm việc liên tục.

- Tương tự lò quay

ướt.

- Tương tư lò quay

ướt.


ướt.

2. Phối liệu. - Đá vôi, đất sét,

phụ gia, xi pirit.

- Thêm phụ gia

khoáng hóa

photphorit ở dạng

viên, độ ẩm 14%

trộn lẫn vào nhau.

- Tương tự công

nghệ lò đứng.

- Phối liệu dạng bùn,

độ ẩm 40%, phối

liệu không trộn lẫn

than.

- Tương tự công

nghệ lò đứng.

- Phối liệu đưa vào

dạng bột mịn, độ ẩm

1-2% và không trộn

lẫn nhau.


3. Nhiên liệu. - Chỉ dùng nhiên

liệu rắn (than).

- Tiêu tốn nhiều

nhiên liệu trên 1 đơn

vị sản phẩm lớn.

- Có thể dùng than

hoặc dầu khí.

- Tiêu tốn nhiên liệu

trên 1 đơn vị sản

phầm là lớn nhất.


ướt.

- Tiêu tốn nhiên liệu

trên 1 đơn vị sản

phẩm là nhỏ nhất.

4. Quá trình nung. - Sử dụng lò đứng.

- Phải trải qua gia

đoạn sấy giảm độ

ẩm từ 40% xuống

2%.

- Sử dụng lò quay.

- Tương tự lò đứng.

- Sử dụng lò quay

- Lò quay khô có hệ

thống trao đổi nhiệt,

tháp xyclon.

5. Nhiệt độ và chất

lượng

- Nhiệt độ lò rất khó

đạt tới 1450oC.

- Chất lượng không

tốt và ổn định.

- Nhiệt độ nung

1450oC.

- Chất lượng sản

phẩm tốt và ổn định.


ướt.

- Chất lượng tốt và

ổn định.

6. Mức độ gây ô

nhiễm

- Lượng khí thải gây

ô nhiễm lớn.

- Đặc biệt công nghệ

này thải ra 1 lượng

HF – chất khí này

rất độc hại, cần công

nghệ xử lý hiện đại

và chi phí cao.


ô nhiễm là lớn nhất

do sử dụng nhiều

nhiên liệu.


ô nhiễm là nhỏ nhất.

PHẦN 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG PORLAND

A. CÁC NGUYÊN LIỆU CHÍNH TRONG SẢN XUẤT XI MĂNG.

1. ĐÁ VÔI

Đá vôi là loại đá canxit, tức là loại đá các canxi cacbonat (CaCO3). Đá này thường

lẫn các tạp khoáng dolomit – muối kép cacbonat canxi và magie (MgO.CaO.(CO2)2), đá


sét, đá silic, và rất ít các quặng sắt, photphorit kiềm và các muối clorua.Yêu cầu kỹ thuật

cho sản xuất xi măng PC là đá vôi có lẫn ít tạp chất, tức là thành phần hóa trung bình (%)

phải thỏa mãn các chỉ số trong bảng sau đây.

MKN CaO MgO Al2O3 Fe3O3 SiO2 R2O SO3 P2O5 Cl-

≥ 42 ≥ 52 ≤ 2,5 < 0,5 < 0,3 ≤ 2 < 0,5 < 0,3 < 0,3 < 0,1

Trong đó: MKN: Mất khi nung, tức là khi nung ở nhiệt độ 10000C trở lên thì đá

vôi bị phân huỷ ra khí CO2 bay vào không khí, còn lại là oxit canxi – CaO và một số oxit

khác.

Theo TCVN 6072-1996 đã quy định hàm lượng CaCO3 > 85% và MgCO3 ≤ 5%

tức là tương đương ≥ 47,6% CaO và < 2,4% MgO là để tránh lãng phí nguyên liệu trong

đánh giá trữ lượng đá vôi. Người ta còn đưa thêm chỉ tiêu về độ cứng của đá vôi phải ≤ 5

theo thang độ cứng của Mohs để có thể đập, nghiền được. Song song với thành phần hóa

và độ cứng nêu trên còn có yêu cầu lựa chọn các loại đá vôi kết tinh thô, xốp để độ hoạt

tính phân hủy cacbonat của nó đạt được 100% trong khoảng nhiệt độ 820-950oC nhằm

thực hiện tốt các phản ứng tạo khoáng trong quá trình nung luyện clinker.

Đá vôi là nguyên liệu chiếm khoảng 80% trong hỗn hợp các nguyên liệu sản xuất

xi măng.

2. ĐÁ/ĐẤT SÉT.

Đất sét là nguyên liệu lớn thứ 2 cần có để sản xuất xi măng. Đất sét ở Việt Nam

thường có độ ẩm trung bình là 18%. Định mức đất sét cho sản xuất 1 tấn xi măng PC

thường là 0,3% tấn.

Đất hoặc đất sét dùng cho sản xuất PC cung phải thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật riêng

của nó về chất lượng và về trữ lượng, cụ thể như sau:

- Về thành phần: trung bình được đánh giá trong bảng dưới

TP

Loại

MKN SiO2 Al2O3 CaO MgO TiO2 R2O SO3 Cl- Fe2O3 ∑❑


Chọn trữ

lượng mỏ4-8

55-

7212-22 ≤ 1,5 ≤ 1 ≤ 1 ≤ 2,5 ≤ 0,3 ≤0,3 4-8 100

Trung bình

của mỏ6± 1 66± 1 16± 1 1±0,5 ≤1 <1 ≤2 ≤ 0,3 ≤ 0,1 7± 1 100

Chỉ tiêu quan trọng nhất của đất sét là hàm lượng oxit Silic (SiO2) và và oxit nhôm.

- Trị số modun silic: Modun silic được biểu thị bẳng công thức :

Ms = SiO 2%

( Al 2O 3+Fe 2 O3 ) %

Trong tính toán trữ lượng của mỏ đất sét , lấy trị số Ms= 2,4 – 3,6 nhưng khi đánh

giá chất lượng của toàn mỏ sét người ta chọn trung bình Ms = 3 + 0,3.

Như quy định trong bảng trên, phải hạn chế MgO, TiO, R2O và ion Cl- là để đảm

bảo chất lượng của xi măng vừa đảm bảo ổn định công nghệ sản xuất và độ bền chống ăn

mòn thiết bị.

- Độ cứng: Độ cứng của đá sét càng nhỏ thì chất lượng của sét càng tốt. Để không

phải sử dụng máy đập sét người ta quy định độ cứng của đá sét ≤ 3 thang Mohs.

- Độ ẩm: Với khả năng cấp nhiệt của máy nghiền nguyên liệu sống hiện nay cho

phép độ ẩm tối đa của đất sét là 20%. Tuy nhiên chất lượng sét tốt là sét có độ ẩm 12 –

16%.

3. CÁC PHỤ GIA ĐIỀU CHỈNH.

Tùy thuộc vào mục tiêu điều chỉnh mà người ta sử dụng các loại phụ gia khác

nhau. Ví dụ nếu điều chỉnh modun silic người ta sử dụng sét cao silic hoặc cát mịn thạch

anh. Nếu điều chỉnh modun alumin thì sử dụng sét cao nhôm hoặc sử dụng quặng sắt.

Thạch cao là loại phụ gia điều chỉnh thời gian đông kết của xi măng. Hiện nay

nguồn nguyên liệu này vẫn chưa tìm thấy ở Việt Nam, nên các công ty xi măng phải nhập

từ Lào, Thái Lan và Trung Quốc.

Quặng sắt tự nhiên có nhiều dạng khoáng: Loại quặng getit (Fe2O3.H2O) hoặc loại

quặng limonit (Fe2O3.nH2O). Loại có hàm lượng Fe2O3 ít nhất (25 – 45%) ở dạng sỏi đỏ

lẩn sét và thạch anh là quặng latenit.


Quặng nhân tạo có xì pinit Lâm Thao. Loại xì nay ở dạng bột mịn màu nâu đen,

hàm lượng Fe2O3 = 56 – 68%, nhưng có khả năng cung cấp không nhiều , độ ẩm gặp mưa

nhiều khi vượt quá 10% nên khó pha chế chính xác. Để khắc phục độ ẩm cao , cần có trữ

lượng lớn, nhưng nguồn cung cấp nhiều lúc không ổn định.

B. NHIÊN LIỆU CHÍNH TRONG SẢN XUẤT XI MĂNG PC.

Nhiên liệu tốt nhất là khí thiên nhiên (chứa chủ yếu là khí metan) vì dễ cháy, thiết

bị đốt đơn giản, nhiệt lượng cao và không có tro. Nhiên liệu tốt thứ hai là nhiên liệu lỏng

(thường dùng là dầu FO) cũng có nhiệt lượng cao và không có tro, nhưng thiết bị đốt

phức tạp hơn. Nhiên liệu không có được những ưu điểm trên nhưng được dùng nhiều

nhất là nhiên liêu rắn (thường dùng than antraxit có chứa 78 – 85% C, có nhiệt lượng

6000 – 7000 kcal/kg).

Ở Việt Nam trước năm 1995 sử dụng hỗn hợp than nâu Trung Quốc hoặc than mỡ

Autralia với than Antraxit Quảng Ninh tại nhà máy xi măng Hải Phòng, hỗn hợp than

cám 3 Quảng Ninh với than Na Dương Lào Cai tại nhà máy xi măng Bỉm Sơn, dầu FO tại

nhà máy xi măng Hà Tiên…

Từ sau năm 1995, các nhà máy xi măng ở Việt Nam đều sử dụng chủ yếu là than

cám 4 Quảng Ninh. Có một số nhà máy xi măng lò đứng thuộc tỉnh Thái Nguyên và các

tỉnh lân cận sử dụng than cám 4 mỏ Khánh Hòa. Còn dầu FO chỉ sử dụng trong các lò

quay trước khi nhiệt độ bắt cháy của than mịn antraxit.

C. QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG PC.

Quá trình sản xuất xi măng PC được bắt đầu từ công đoạn khai thác, vận chuyển,

đập nhỏ và đồng nhất sơ bộ các nguyên liệu cho đến nghiền và xuất sản phẩm cuối cùng

cho khách hàng. Sau đây là sơ đồ tóm tắt quá trình sản xuất xi măng.


Sơ đồ tóm tắt quá trình sản xuất xi măng.

1. CÔNG ĐOẠN KHAI THÁC VẬN TẢI, ĐẬP NHỎ VÀ ĐỒNG NHẤT SƠ BỘ

CÁC NGUYÊN LIỆU.

Trước khi khai thác mỏ nguyên liệu cần được thăm dò tỉ mỉ, ít nhất phải có 20%

tổng trữ lượng đá vôi cả mỏ. Yêu cầu kĩ thuật đối với công đoạn này là làm thế nào để đá

vôi, đất sét, quặng sắt… từ các mỏ nguyên trạng về đến kho nhà máy có độ chênh lệch về

thành phần hóa học ít nhất so với độ chênh lệch vốn có tại mỏ, có kích thước cỡ cục cấp

được cho nhà máy nghiền bột sống phối liệu với giá thành thấp nhất của sản phẩm công

đoạn này và với khối lượng dự trữ cần thiết để đảm bảo cho sản xuất liên tục ở các công

đoạn sau.


Đối với đá vôi, chỉ phân tích tit carbonat hoặc chính xác hơn là CaO. Đối với đất

sét thì có thể phân tích SiO2 hoặc Al2O3 tùy theo yêu cầu cụ thể. Đối với quặng sắt thì

phân tích Fe2O3. Đối với than chì có thể thử nhiệt năng hoặc hàm lượng tro,…

Đất hoặc đá sét từ mỏ khảo sát thăm dò tỉ mỉ cũng được khai thác theo phương

pháp lựa chọn. Nếu đất sét ruộng hoặc sét đồi nhưng độ cứng không cao và sét mềm, tơi

mịn không lẫn sỏi sạn thì sử dụng thiết bị xúc – cào chắn theo chiều ngang để kết hợp

đồng nhất sơ bộ tải mỏ. Phương pháp khai thác này đang được sử dụng ở nhà máy xi

măng Hà Tiên II. Nếu sét đồi có độ cứng lớn hơn thang 3 Morth thì được khai thác bằng

gàu xúc ngoạm cỡ lớn ở nhiều vỉa khác nhau, đập nhỏ ngay ở mỏ đến cỡ cục < 50mm rồi

được băng tải đưa về rải theo lớp trong kho dài. Phương pháp khai thác này đang được sử

dụng ở nhà máy Xi măng Hoàng Thạch.

Quặng sắt dạng bã thải công

nghiệp sản xuất sunfuric thì ở dạng bột nên không phải qua máy đập nhưng phải qua máy

tách kim loại trước khi rút đi cấp cho máy nghiền nguyên liệu. Trường hợp quặng sắt tự

nhiên thì cũng phải cho qua máy đập và đánh đống để đồng nhất sơ bộ.

Các phụ gia điều chỉnh modun silic (Ms) hoặc modun alumin (Ma) cũng phải thực

hiện như quặng sắt tự nhiên. Trường hợp các loại phụ gia điều chỉnh kể cả quặng sắt nếu

kích thước lớn cũng đều phải đưa vào máy đánh đống đồng nhất sơ bộ.

2. CÔNG ĐOẠN NGHIỀN VÀ ĐỒNG NHẤT BỘT SỐNG.


Yêu cầu của công đoạn này là đảm bảo thành phần hóa học và ổn định độ mịn của

bột sống phối liệu cấp cho lò nung clinker.

Đá vôi, đá sét và phụ gia điều chỉnh được cấp vào máy nghiền qua hệ thống cân

DOSIMAT và cân bằng điện tử. Máy nghiền nguyên liệu sử dụng hệ thống nghiền bi sấy,

nghiền liên hợp có phân ly trung gian. Các bộ điều khiển tự động chống chế tỷ lệ % của

đá vôi, đá sét, bô xít và quặng sắt cấp vào nghiền được điều khiển bằng máy tính điện tử

thông qua các số liệu phân tích, đảm bảo khống chế các hệ số chế tạo theo yêu cầu. Bột

liệu sau máy nghiền được vận chuyển đến các silô đồng nhất, bằng hệ thống gầu nâng,

máng khí động.

3. CÔNG ĐOẠN NUNG LUYỆN LÒ CLINKER XI MĂNG PC

Công đoạn này là công đoạn lớn nhất và chủ yếu nhất của mọi nhà máy sản xuất xi măng.

Công đoạn này bao gồm các công đoạn nhỏ sau:

3.1 Cấp liệu cho lò nung: yêu cầu công nghệ của công đoạn này là rút bột liệu sống

từ đáy silo đồng nhất cấp đều đặn và ổn định năng suất theo kế hoạch vận hành lò nung

thông qua cân băng định lượng kèm theo van điều tốc rút liệu, băng tải cao su, hệ thống

gàu nâng kèm theo các mang khí động tải bột cấp cho lò quay phương pháp khô, hệ thống

máng khí động hồi lưu bột quay lại silo đồng nhất trong trường hợp lò có sự cố kỹ thuật

phải giảm năng suất hoặc dừng lò.

3.2 Nghiền than mịn, dầu nặng cho lò nung: nhiệm vụ của phần này là giữ vững

chất lượng, khối lượng than mịn hoặc dầu hoặc than – dầu cấp cho cả hai đầu lò nung.

Yêu cầu chất lượng của than mịn cấp cho lò nung là ổn định độ mịn để than cháy

hết và dễ bắt cháy, ổn định độ ẩm (<0,5%) để đề phòng nổ than trong silo chứa than mịn

và vận tải trên đường ống từ máy nghiền tới silo và từ silo tới vòi đốt của lò, ổn định

nhiệt năng để vận hành lò đốt và ổn định chất lượng clinker.

Nhiệt độ bốc cháy của than phụ thuộc vào chính hàm lượng chất bốc của nó. Hàm

lượng chất bốc càng nhiều thì nhiệt độ bắt cháy càng thấp, ngọn lửa càng dài, quá trình


đốt càng dễ dàng. Hàm lượng chất bốc của than antraxit Quảng Ninh là 6% nên nhiệt độ

bốc cháy của nó là khoảng 550-600oC. Vì vậy nhiên liệu trong đốt lò là dầu nặng FO

hoặc DO. Riêng dầu nặng FO hay DO tuy nhiệt độ cháy <1000cC nhưng vẫn phải hâm

nóng đến 90-95oC mới có thể chuyển tới vòi đốt được, vì độ nhớt của dầu ở nhiệt độ này

thường khá lớn không bơm được. Để hâm nóng dầu người ta cho hơi nước này đi qua ống

ngoài bọc ống tải bên trong. Nhưng công nghệ này đòi hỏi phải trang bị nồi hơi cồng

kềnh, chiếm thể tích. Ngày nay người ta sử dụng hâm dầu bằng điện tạo ra nhiệt mắc

trong ống sứ bọc ngoài ống dầu nên vừa gọn nhẹ lại rút gọn diện tích nhà máy và công

nhân vận hành.

3.3 Công đoạn lò nung:

Phối liệu từ khi vào lò tới khi ra lò (trải qua quá trình tăng nhiệt độ từ nhiệt độ

bình thường tới khi đạt nhiệt độ kết khối, rồi sau đó nguội dần tới nhiệt độ bình thường)

có nhiều biến đổi hóa lý phức tạp qua nhiều giai đoạn. Có thể chia các giai đoạn phản

ứng một cách tương đối như sau:

- Giai đoạn nung nóng và sấy khô phối liệu

Khi nhiệt độ của phối liệu được nâng dần từ nhiệt bình thường tới khoảng 250 -

3000C là quá trình khử nước lý học, nung nóng phối liệu và lúc này có thể xảy ra một vài

loại phản ứng hóa học nhưng không ảnh hưởng lớn tới quá trình tạo khoáng clinker sau

này.

Trong công nghệ sản xuất clinker bằng lò quay phương pháp khô có hệ thống tháp

trao đổi nhiệt xyclon, giai đoạn này xảy ra ở xyclon cấp I, tại đó bột phối liệu được trộn

lẫn với dòng khí nóng có nhiệt độ 450 – 5000C từ dưới đi lên và

truyền nhiệt cho bột phối liệu. Sau đó bột phối liệu nóng

được tách ra khỏi dòng khí (nhờ lực ly tâm) và chảy xuống

xyclon cấp II.


Hệ thống trao đổi nhiệt xyclon

- Giai đoạn phân hủy các khoáng sét

Khi nhiệt độ tăng dần, các loại khoáng sét như caolinit, montmorilonit, ilit…trong

đó chủ yếu là caolinit (Al2O3.2SiO2.2H2O) sẽ bị phân hủy. Nhiệt độ khử nước của caolinit

chủ yếu phụ thuộc vào cấu trúc tự nhiên của nó: caolinit cấu trúc phân tán mịn dễ dàng

khử nước ở 300 - 4200C, loại caolinit tinh thể thô phải nâng cao nhiệt độ tới 475 - 5050C.

Khi nhiệt độ lên đến 500 - 6000C thì caolinit không còn nước kết tinh, chuyển sang meta

caolinit, nếu tăng thêm nhiệt độ thì một phần phân hủy thành dạng vô định hình Al 2O3 và

SiO2 có hoạt tính:

Trong công nghệ sản xuất clinker bằng lò quay phương pháp khô, giai đoạn này

xảy ra ở xyclon cấp II và cấp III, tại đó bột phối liệu được trộn lẫn với dòng khí nóng có

nhiệt độ 500 – 9000C từ dưới đi lên và truyền nhiệt cho bột liệu. Quá trình này tương tự

như ở xyclon cấp I, bột liệu được nâng nhiệt dần và xảy ra các phản ứng phân huỷ

khoáng sét và một phần khoáng cacbonat, được tách ra khỏi dòng khí (nhờ lực ly tâm) và

chảy xuống xyclon cấp IV hoặc vào thiết bị tiền nung.

- Giai đoạn phân hủy cacbonat

Khi nung phối liệu ximăng, đá vôi (thành phần khoáng là canxi cacbonat CaCO3)

bị phân hủy nhiệt theo phản ứng:


Đây là phản ứng dị thể thuận nghịch, nếu khống chế tốt các điều kiện, phản ứng có

thể xảy ra hoàn toàn. Theo lý thuyết, CaCO3 bắt đầu phân hủy ở 6000C, mạnh nhất ở

9000C. Trong thực tế nhiệt độ bắt đầu phân hủy CaCO3 trên 6000C nhưng rất chậm, phân

hủy mạnh ở 750 - 9000C và mãnh liệt trên 9000C. Một số yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ

phân giải của CaCO3 là:

+ Nhiệt độ tăng cao, tốc độ phản ứng nhanh.

+ Giảm áp lực riêng phần CO2 sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho phân hủy CaCO3.

+ Khoáng canxi kết tinh thô, hạt to, thì tốc độ phân giải chậm và ngược lại.

- Giai đoạn phản ứng ở pha rắn

Trong quá trình sét và đá vôi phân hủy, các oxit mới sinh lập tức phản ứng với

nhau hình thành khoáng clinker. Trước hết là sự hình thành canxi aluminat (CA) ở nhiệt độ

khoảng 7000C, sau đó CA kết hợp với CaO ở 900 - 10000C để chuyển thành C5A3 và cuối

cùng tạo thành C3A ở 12000C.

Sự tạo thành ferit có nhiều ý kiến khác nhau, nhưng đa số cho rằng ở khoảng nhiệt

độ trên 7000C đã có phản ứng giữa CaO và Fe2O3 tạo thành C2F, sau đó kết hợp thêm

CaO và Al2O3 hình thành C4AF. Nhiều công trình nghiên cứu cho rằng các khoáng ferit

tạo thành một dãy dung dịch rắn C6A2F - C4AF - C6AF2, mà công thức khoáng đại diện

của nó là C4AF (tetracanxi alumo ferit).

Từ trên 7000C bắt đầu phản ứng của CaO với SiO2 tạo thành đicanxi silicat (C2S).

Quá trình trên có thể đơn giản hóa bằng các phương trình phản ứng như sau:

Từ nhiệt độ 10000C tới 1200 – 12500C C3A và C4AF tiếp tục được tạo thành và C2S đạt

tới hàm lượng lớn nhất, trước khi C2S tham gia phản ứng với CaO của giai đoạn tiếp theo.


Giai đoạn phản ứng pha rắn thực tế đã bắt đầu ngay trong hệ thống trao đổi nhiệt

xyclon, trong thiết bị tiền nung và tiếp tục xảy ra trong lò quay.

- Giai đoạn phản ứng tạo khoáng C3S khi xuất hiện pha lỏng

Phản ứng giữa SiO2 và CaO trước hết tạo thành C2S rồi sau đó kết hợp tiếp với

CaO mới sinh để chuyển thành C3S, là một khoáng clinker chính tạo cho đá ximăng có

cường độ ban đầu cao và phát triển cường độ nhanh. Điều kiện để phản ứng C2S kết hợp

với CaO thành C3S là sự xuất hiện của pha lỏng. Khi pha lỏng xuất hiện thì C2S, CaO bắt

đầu hòa tan vào pha lỏng và kết hợp với nhau thành C3S theo phản ứng sau:

Lượng pha lỏng và độ nhớt của pha lỏng ảnh hưởng rất lớn đến sự tạo thành C 3S.

Các cation có tác dụng làm giảm độ nhớt của pha lỏng được sắp xếp theo thứ tự:

K+ < Na+ < Ba2+ < Sr2+ < Ca2+ < Mg2+ < Fe2+ < Mn2+

Như vậy, các cation Fe2+ và Mn2+ có tác dụng làm giảm độ nhớt nhiều nhất. Vì thế

trong phối liệu clinker ximăng Portland nếu thiếu Fe2O3 người ta phải sử dụng phụ gia

giàu sắt để điều chỉnh. Trên thực tế ở Việt Nam, nguồn nguyên liệu của tất cả các nhà

máy ximăng đều thiếu Fe2O3, vì vậy phụ gia giàu sắt (quặng sắt hoặc xỉ pyrit, laterit) là

phụ gia không thể thiếu trong sản xuất clinker ximăng Portland.

Trong lò quay nung clinker ximăng, giai đoạn phản ứng pha lỏng để tạo khoáng

C3S xảy ra ở nhiệt độ cao nhất (1350 – 1500oC) và tại đó được gọi là dôn nung. Quá trình

này cần khoảng thời gian từ 25 – 30 phút để tất cả CaO trong bột liệu có thể liên kết hết

thành C3S, vì vậy dôn nung của lò quay thường có chiều dài khoảng 20 – 30 m.

4. CÔNG ĐOẠN LÀM NGUỘI CLINKER

Mục tiêu của công đoạn này là làm tăng hoạt tính của các khoáng clinker, thu hồi

nhiệt thải để cấp khí nóng cho vòi đốt nhiên liệu và máy nghiền than, cũng như tải clinker

đến máy đập nhỏ rồi đưa lên đổ vào 1 silô hoặc các silô chứa. Tốc độ làm nguội clinker

ảnh hưởng rất lớn tới hình thái cấu trúc của khoáng clinker và tính chất của clinker. Để


giữ được các khoáng clinker đã tạo thành khi nung ở nhiệt độ kết khối thì việc làm nguội

nhanh clinker là cần thiết để hạn chế sự phân hủy các khoáng đó, đặc biệt để ngăn cản sự

biến đổi thù hình của C2S từ dạng - C2S sang dạng - C2S.

Khi làm nguội nhanh, đồng thời với sự đông cứng đột ngột của pha thủy tinh, các

tinh thể C3S sẽ kết tinh dạng hạt mịn làm tăng hoạt tính của chúng khi thủy hóa.

Khi làm nguội nhanh, clinker dễ nghiền hơn do có ứng suất nội lớn.

Giai đoạn làm nguội clinker xảy ra ngay ở cuối dôn nung chuyển sang dôn làm

nguội, khi đó nhiệt độ của clinker giảm nhanh từ 1450oC xuống 1100 – 1200oC và được

đưa ra khỏi lò quay. Quá trình làm nguội tiếp theo được thực hiện trong thiết bị làm

nguội. Trong công nghệ sản xuất clinker ximăng có các dạng thiết bị làm nguội khác

nhau như làm nguội kiểu ống quay và làm lạnh kiểu ghi, trong đó thiết bị làm nguội kiểu

ghi có hiệu suất làm nguội nhanh nhất. Nguyên tắc làm việc của máy làm nguội clinker

kiểu ghi thép là clinker từ phểu rót clinker xuống trải rộng khắp trên diện tích ghi với

chiều dày 250-300 mm. Ghi thép chịu nhiệt được lắp thành hàng ngang buồng máy, cứ

một hàng ghi tĩnh xem một hàng ghi động. Chức năng của hàng ghi động là tải clinker đi

dọc theo lò tunel về phía trước. Còn chức năng của hàng ghi tĩnh là cho không khí lạnh từ

các quạt áp lực chui qua các khe hở chưa ghi quạt mát và lấy nhiệt lớp clinker rồi thoát ra

theo đường thu hồi khí nóng đến cấp cho vòi phun của buồng phân hủy carbonat.

5. CÔNG ĐOẠN NGHIỀN, ĐỒNG NHẤT VÀ ĐÓNG BAO XI MĂNG PC.

Đây là công đoạn cuối cùng của quá trình sản xuất xi măng. Yêu cầu của công

đoạn này là chọn

lựa tỷ lệ các

cỡ hạt một các

hợp lý nhất của

xi măng bột

nhằm đạt được

cường độ lớn

nhất trên cơ sở


chất lượng đã có của clinker với thành phần khoáng và các chỉ tiêu chế tạo của nó đã dày

công thực hiện trong các công đoạn khác trước đó, còn công việc bao gói và xuất xưởng

thì chủ yếu nặng hơn về mặt bán hàng.

Clinker từ các silo, thạch cao và phụ gia từ kho chứa tổng hợp được vận chuyển

lên két máy nghiền bằng hệ thống băng tải và gầu nâng, từ két máy nghiền clinker, thạch

cao, phụ gia cấp vào máy nghiền được định lượng bằng hệ thống cân DOSIMAS. Máy

nghiền xi măng đều làm việc theo chu trình kín. Xi măng ra khỏi máy nghiền được vận

chuyển tới silo chứa xi măng bột bằng hệ thống băng tải, máng khí động.


Ở công đoạn này từ đáy các silo chứa qua hệ thống cửa tháo liệu xi măng được

vận chuyển tới các két chứa của máy đóng bao, hoặc các bộ phận xuất xi măng rời đường

bộ. Các bao xi măng sau khi được đóng xong qua hệ thống băng tải sẽ được vận chuyển

đến các máng xuất đường bộ, đường sắt và đường thủy.

D. NHỮNG ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ

1. ƯU ĐIỂM:

Chất lượng xi măng sản xuất ra đảm bảo được đầy đủ các tiêu chuẩn kỹ thuật. Sản

phẩm được sử dụng rộng rãi trong đời sống như dùng để đổ bê tông khối lớn cho các đê,

đập thủy lợi, thủy điện trong các công trình ngầm với mạch nước ngầm và có ion sunphat

lớn hơn 200mg/l.

Với việc sử dụng các công nghệ hiện đại trong việc sản xuất đã giảm thiểu được bớt phần

nào sự tác động xấu đến môi trường và tận dụng tối đa các nguyên liệu giảm hao phí

trong sản xuất. Công nghệ sản xuất xi măng PC đã sản xuất ra 1 lượng lớn sản phẩm đáp

ứng nhu cầu tiêu dùng trong cuộc sống, xây dựng ở các quốc gia.

2. NHƯỢC ĐIỂM:

Tuy có ứng dụng rộng rãi trong đời sống nhưng xi măng PC vẫn có 1 số hạn chế

trong việc sử dụng như không thể sử dụng xi măng PC trong các công trình tiếp xúc với

nước biển, các công trình tiếp xúc với hóa chất, thực phẩm, có độ kiềm cao, không sử

dụng cho các loại bê tông chịu nhiệt, bê tông tiếp xúc với các loại phóng xạ.


Việc phải vận chuyển nguyên liệu từ các mỏ về không những gây tốn kém về kinh

phí mà còn gây ra việc ô nhiễm môi trường từ các xe chở vật liệu. Trong sản xuất việc sử

dụng nhiều đá vôi đã thải ra môi trường một lượng lớn khí thải CO2 một trong những

nguyên nhân gây ra hiệu ứng làm trái đất nóng lên.

Trong điều kiện hiện nay với lượng ẩm trong không khí là tương đối cao nên việc

bảo quản xi măng được lâu là rất khó khăn, ví dụ như trong điều kiện khí hậu nước ta, xi

măng PC 30 sau 2 tháng bảo quản thì cường độ nén đã giảm trung bình 14%, sau 3 tháng

thì giảm 23%, sau 4 tháng giảm 26%.

Để đảm bảo an toàn, xi măng xuất xưởng phải có hệ số dư mác không nhỏ hơn

20% và chỉ lưu kho không quá 2 tháng. Như vậy đặt ra thách thức không nhỏ là xi măng

sản xuất ra cần tiêu thụ ngay.

PHẦN 3: VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC PHƯƠNG HƯỚNG XỬ LÝ:

Nhằm đáp ứng như cầu ngày càng tăng của dân số thế giới, các ngành công nghiệp

cần phải cải tiến phương thức sản xuất để sử dụng tốt nguồn nguyên liệu đồng thời tái

chế nguyên liệu, năng lượng và chất thải. Ngành công nghiệp xi măng cũng không ngoại

lệ. Sản xuất xi măng cần một lượng lớn nguyên liệu và nhiên liệu, đồng thời thải ra một

lượng khí carbon dioxit gây hiệu ứng nhà kính và làm tổn thất một lượng lớn tài nguyên

thiên nhiên.

1. CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM:

Trong quá trình sản xuất xi măng, có nhiều công đoạn gây ra ô nhiễm, tác động

lớn tới môi trường trong nhà máy, tới tự nhiên và con người xung quanh nhà máy.

1.1 Nguồn ô nhiễm tiếng ồn và rung động:

Tiếng ồn chủ yếu phát sinh ở các phân xưởng đập, nghiền nguyên liệu.

Tiếng ồn chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến công nhân làm việc. Ngoài ra còn từ các xe

vận chuyển nguyên liệu và thành phẩm. Tác động đối với môi trường xung quanh và dân

cư không nhiều do khu sản xuất thường được xây dựng xa khu dân cư đông người .

1.2 Nguồn gây ô nhiễm môi trường nước:


Nước thải từ các quá trình làm nguội thiết bị có một lượng nhất định cặn lơ lửng.

Theo nguyên tắc, loại nước thải này được làm nguội, lắng sơ bộ sau đó đưa vào chu trình

cấp nước tuần hoàn.

Nước thải rửa thiết bị, vệ sinh…có hàm lượng dầu, cặn lơ lửng, COD lớn, lượng

nước thải này nhỏ song các chất độc hại ở đây có thể ảnh hưởng đáng kể đến hệ sinh thái

các khu vực nước nhỏ.

Nước thải rửa sân, tưới sân khửi bụi,… chứa nhiều tạp chất rắn và các loại chất

bẩn khác. Đặc trưng của nước thải trong quá trình này là hàm lượng cặn lơ lửng lớn (500-

1000mg/l). Ngoài ra, trong nước thải còn chứa một lượng dầu mỡ rơi vãi, rò rỉ,…

Nước thải sinh hoạt của nhà máy có hàm lượng cặn lơ lửng, BOD, nitơ amôn cao.

Trong nước thải còn có thể có các loại vi khuẩn gây bệnh đặc trưng bằng chỉ số Coliform

và Feacal coliform lớn.

Nước mưa chảy tràn qua khu vực nhà máy.

1.3 Nguồn chất thải rắn:

Trong quá trình hoạt động của nhà máy, chất thải rắn công nghiệp chủ yếu là bao

bì, giấy phế thải, nguyên vật liệu, clanke rơi vải trong quá trình vận chuyển. Tuy các chất

thải rắn hữu cơ có thể tái sử dụng , các chất thải vô cơ bền vững ít độc hại.

1.4 Nguồn gây ô nhiễm không khí:

Đây là nguồn gây ô nhiễm nặng trong các nhà máy xi măng:

Các phương tiện nguyên vật liệu và thành phần ra vào bằng xà lan, ô tô xe tải, các

động cơ , cần cẩu,… vận chuyển tại nhà máy xi măng phát sinh một lượng khí thải gây ô

nhiễm như bụi, khí độc ( SO2, CO, NOx, hydrocacbon, Pb…)

Nguồn phát sinh khí thải lớn nhất là trong quá trình sản xuất: công nghệ sản xuất

xi măng gồm các nguyên liệu chủ yếu là đá vôi (CaCO3) đất sét, phụ gia quặng sắt và

nhiên liệu chủ yếu là than đá, dầu DO (hoặc FO) để nhóm lò và dùng cho buồng đốt phụ.

Bản chất của công nghệ sản xuất xi măng là phân hủy đá vôi (CaCO3) và các chất chứa

trong nguyên nhiên liệu ở nhiệt độ cao. Quá trình nung luyện clinker và sản xuất 1 tấn xi

măng pooc lăng, cần thải ra môi trường 1 lượng khí lớn CO2. Ngoài lượng khí CO2 trong

quá trình nung luyện clinker các nguyên tố C, S, O, H, F có trong nguyên ,nhiên liệu và


phụ gia sẽ tác dụng với O2 tạo thành cá khí CO, CO2, SO2, NOx, HF thoát ra ngoài gây ô

nhiễm môi trường, một lượng bụi từ các công đoạn nghiền, đập đá.

Khí CO và CO2 sinh ra chủ yếu 2 nguồn sau đây:

+ Bản chất của công nghệ sản xuất xi măng là phân hủy đá vôi (CaCO3) và

các chất chứa trong nguyên, nhiên liệu ở nhiệt độ cao. Để phân hủy 1 tấn đá vôi sạch, thì

giải phóng 440kg khí CO2. Với các định mức tiêu hao nguyên, nhiên liệu bình quân hiện

nay ở các nhà máy sản xấu xi măng theo phương pháp khô, để sản xuất 1 tấn xi măng

pooc – lăng 9 (TCVN 2682:1992), thải ra môi trường một lượng khí CO2 là 730kg (chưa

tính đến lương CO2 do các phương tiện vận tải nguyên, nhiên liệu và xi măng thải ra).

Như vậy, tại thời điểm 2015. Khi nhu cầu xi măng vào khoảng 76 triệu tấn/ năm. Giả dụ

sản phẩm đều là xin măng pooc – lăng, và ngành công nghiệp xi măng sẽ thải ra môi

trường một lượng CO2 là 55,5 triệu tấn. Đây là một con số đán để chúng ta suy nghĩ và

tìm các biện pháp giảm thiểu.

+ Những công nghệ phát thải nhiều CO2: Căn cứ các ngườn phát thải CO2

trên, có thể thấy những công nghệ sản xuất xi măng phát thải nhiều khí CO2

Công nghệ tiêu tốn nhiều nhiên liệu (tỷ lệ tiêu hao nhiên liệu trong một đơn vị sản

phẩm cao) gồm: công nghệ sản xuất xi măng lò quay theo phương pháp ướt, công nghệ xi

măng lò đứng, công nghệ không sản xuất được clinker chất lượng cao.

Trong quá trình tiêu thụ nhiên liệu: hằng năm các nhà máy sản xuất xi măng tiêu

thụ rất nhiều xăng dầu, dầu mỡ bôi trơn. Lượng nhiên liệu này chủ yếu cho các hoạt động

giao thông vận tải và bảo dưỡng các thiết bị của nhà máy. Nguồn ô nhiễm gây ra do đốt

nhiên liệu trong hoạt động giao thông vận tỉa là nguồn phát tán, nên trong khuôn viên nhà

máy không đáng kể.

Bên cạnh đó là lượng lớn khí bụi thoát ra trong quá trình sản xuất. Nó có ảnh

hưởng rất lớn tới sức khỏe của con người.

2. Các phương án giải quyết:

2.1 Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm tiếng ồn và rung động.

- Sử dụng đệm chống ồn được lắp tại chân của các thiết bị và quạt gió.


- Kiểm tra sự cân bằng của máy khi lắp đặt. Kiểm tra độ mòn chi tiết và bôi trơn

thường kỳ.

- Khống chế độ rung.

- Đúc móng máy đủ khối lượng (bê tông mác cao), tăng chiều sâu móng, đào rãnh

đổ cắt khô để tránh rung theo mặt nền.

- Lặp đặt đệm cao su và lò chổng rung đối với một số thiết bị có nguy cơ gây ồn

lớn.

2.2 Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước.

- Giảm ô nhiễm nước mưa chảy tràn trong khu vực:

- Trong nước mưa chảy tràn có chưa cá chất ô nhiễm nhưng với nồng độ không cao

vì thế có thể tách nước mưa trước khi chảy ra nguồn tiếp nhận bằng cách cho đi vào hệ

thống thoát nước mưa trước nước chung của nhà máy có song chắn rác để tách các tạp

chất và các cặn rác có kích thước lớn. Có các hệ thống bể tự hoại, bãi trồng cây ngập

nước phía dưới để xử lý nước thải.

- Xử lý nước thải sản xuất:

- Xây dựng hệ thống thoát nước: Nước mưa chảy theo các máng xây, đậy tấm đan ,

độ dốc trung bình khoảng 0,3%. Do vậy các tuyến ống được bố trí ngắn, sau các trận mưa

cần mở tấm đan để kiểm tra, nạo vét lại cống và máng, và xây dựng các thu hồi làm mát,

lắng, lọc sơ bộ để sử dụng lại trong vòng cấp nước tuần hoàn.

- Xử lý nước thải nhiễm dầu :

Đối với nước thải nhiễm dầu, tùy thuộc vào hàm lượng dầu và tính chất cũng như

dạng phân tán của dầu, chất béo có trong nước thải mà có thể áp dụng loại bỏ dầu mỡ

bằng bể tách dầu có hoặc không có sục khí hoặc tuyển nổi.

- Xử lý nước thải tập trung:

Nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt được xử lý chung tại trạm xử lý nước

thải tập trung bằng phương pháp sinh học trước khi xả ra mương máng thoát nước để

chảy ra môi trường.

2.3. Biện pháp thu gom và xử lý chất thải rắn


- Chất thải rắn công nghiêp: chủ yếu gồm xi than, bụi từ các hệ thống lọc bụi, cặn

dầu, giẻ lau. Phương án xử lý từng loại chất rắn tại nhà máy như sau:

- Đối với bụi: lượng bụi thu hồi được hệ thống lọc bụi sẽ được tái sử dụng.

- Đối với xi than: được thu gom và bán cho các cơ sở tái sử dụng vào mục đích

khác.

- Đối với các bao bì hỏng cũng được tái sử dụng lại.

2.4 Giảm ô nhiễm không khí:

- Trong trong quá trình vận chuyển

Ở các nhà máy sản xuất xi măng, việc vận chuyển nguyên liệu và thành phẩm vẫn

chủ yếu bằng các xe tải lớn nên lượng bụi phân tán vào không khí còn khá lớn gây ảnh

hưởng tới môi trường xung quanh. Hệ thống vận chuyển nguyên liêu được bao bọc kín và

lắp đặt các lọc bụi túi. Hiện nay các nhà máy đang khép kín hệ thống vận chuyển nguyên

liệu từ nơi khai thác về nhà máy bằng hệ tống băng tải. Như ở nhà máy xi măng ở Cẩm

Phả, Quảng Ninh, đá vôi sau khi khai thác được vấn đề trạm đạp đặt tại khu mỏ, sau đó

được vận chuyển bằng băng tải về kho chứa có mái che tại mặt bằng nhà máy. Các loại

nguyên liệu khác khi vận chuyển về nhà máy đều được qua các máy rút và hệ thống

chuyển tải bằng băng tải.

- Trong quá trình sản xuất:

Đây là nguồn phát sinh ô nhiễm chủ yếu trong các nhà máy sản xuất xi măng nên

cần đặc biệt chú trọng.

Để khắc phục và hạn chế những tác động trên các nhà máy cần làm kín các nguồn

phát sinh bụi, làm kín các thiết bị vận chuyển, trang bị cá thiết bị lọc bụi túi, tĩnh điện tại

cá nguồn phát sinh bụi để giảm thiểu nồng độ bụi trong khí thải nhỏ hơn 50mg/Nm 3; tính

toán, lựa chọn chiều cao các ống khói, ống xả hợp lý để nồng độ phát tán bụi, khí độc ra

môi trường xung quanh đáp ứng các quy định của tiêu chuẩn bảo vệ môi trường: lựa chọn

công nghệ sản xuất xi măng theo phương pháp khô tiên tiến, kết hợp với việc lựa chọn

phụ gia hợp lý để lượng khí SO2 được hấp thụ và cân bằng trong quá trình nung sấy, giảm

thiểu phát tán ra môi trường.


Để khắc phục lượng bụi phát sinh trong quá trình sản xuất từ các công đoạn như

nghiền nguyên liệu than, lò nung, máy làm lạnh clinker của dây chuyền mới được hạn

chế đến mức tối đa. Khí thải được thải ra ống khói; Quá trình nung và làm nguội clinker

được dẫn đến lọc bụi tĩnh điện để khử bụi; Quá trình nghiền sấy than đượ hoạt động theo

chu trình kín. Các vị trí công đoạn sản xuất có phát sinh bụi đều được công ty lắp đặt hệ

thống lọc bụi xyclon, lọc bụi túi, lọc bụi tĩnh điện khử bụi trước khi thải ra môi trường.

Nghiên cứu sản xuất clinker mác cao để tăng lượng phụ gia trong xi măng. Nghiên cứu

các công nghệ tiết kiệm nguyên liệu CaCO3. Chuyển đổi công nghệ lò quay phương pháp

ướt, lò đứng sang công nghệ khô hiện đại.

Ngành công nghiệp xi măng có trách nhiệm giảm phát thải khí CO2 do ngành này

sản sinh 5% tổng số phát thải CO2 trên thế giới. Một nửa trong số đó liên quan đến quá

trình hóa học chuyển hóa đã vôi thành clinker: 40% là kết quả của nhiên liệu đốt, 10%

còn lại là của năng lượng điện và vận chuyển. Ba biện pháp kĩ thuật chủ yếu áp dụng cho

công nghiệp xi măng để giảm tổng phát thải và lượng phát thải tính trên một tấn sản

phẩm:

+ Tăng tối đa hiệu quả của các thiết bị công nghệ chế tạo để sử dụng nhiên liệu và

nguyên liệu hiệu quả hơn.

+ Giảm lượng nhiên liệu hóa thạch trong sản xuất xi măng bằng cách thay thế một

phần sinh khối và phế thải có khả năng cung cấp nhiệt lượng và các vật liệu có hàm

lượng cacbon thấp.

+ Thay thế một phần clinker xi măng bằng các phụ gia mà không đòi hỏi gia công

nhiệt, giảm thải khí CO2 trên một tấn sản phẩm.

3. NHỮNG ANH HƯỞNG ĐẾN TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN.

3.1 Những tác động đến thiên nhiên:

Phấn lớn các nhiên nguyên liệu và các phụ gia truyền thống dùng trong chế tạo xi

măng được khai thác ở mỏ. Phần lớn các nguyên liệu hóa thạch không thể tái tạo. Việc

khai tuyển và vận chuyển các vật liệu này có ảnh hưởng đáng kể đến môi trường, đặc biệt

là cảnh quan.


Việc khai thác nguồn tài nguyên đá vôi một nguồn tài nguyên khối tái tạo một

cách ồ ạt đã có tác động không nhỏ đến tự nhiên. Các mỏ đá vôi bị khai thác hết công

suất của các nhà máy điều đó dẫn đến các núi đã vôi dần biến mất kèm theo đó là rừng

cây bị chựt phá dẫn đến các thảm hóa, thiên tai như lở đất, lũ quét, các loài động thực vật

ngày càng bị thu hẹp không gian sống… Việc khai thác đá, đất sét trên các vùng đất hay

các khu vực đồi núi đã làm bào mòn lớp đất bề mặt và sau khi khai thác các khu vùng đất

trở nên cằn cỗi thực vật không thể sinh sống được

3.2 Những phương hướng khắc phục:

Sử dụng tài nguyên hiệu quả là bước chủ yếu tiến tới tạo dựng một xã hội bền

vững hơn. Hiệu quả sinh thái có nghĩa là sản xuất nhiều hơn với phế thải ô nhiễm và tài

nguyên ít hơn. Điều đó không những giúp cho nhà sản xuất giải quyết được mẫu thuẫn

giữa phát triển kinh tế và hủy hoại môi trường, mà còn giúp hoàn thiện khả năng kinh tế

do phải chi ít hơn nguyên liệu và quản lý ô nhiễm môi trường. Các nhà sản xuất xi măng

có thể đạt tới hiệu quả sinh thái qua một số cách như sau:

+ Tối ưu hóa các quá trình sản xuất: Giảm nhiên liệu và vật liệu sử dụng, giảm ô

nhiễm môi trường bằng cách tăng liên tục tính hiệu quả của các thiết bị công nghệ và các

quá trình công nghệ.

+ Sử dụng phế thải: Sử dụng của các ngành công nghiệp làm nhiên liệu hay nguyên

liệu, tạo cách sử dụng tài nguyên khép kín.

+ Đổi mới xu hướng sinh thái: sử dụng kiến thức và công nghệ mới để chế tạo xi

măng tăng tính hiệu quả tài nguyên trong sản xuất và sử dụng xi măng.

Ngành xi măng tập trung vào việc tiết kiệm tài nguyên, nhiên liệu từ việc sử dụng

các phế thải từ ngành công nghiệp khác. Lò nung xi măng có thể được dùng để tiết kiệm

năng lượng do vậy tăng hiệu quả sử dụng tài nguyên và giảm giá thành. Thực tiễn này

cùng đem lại cho xã hội sự lựa chọn cho việc quản lý chất thải có hiệu quả kinh tế và thân

thiện với môi trường so với việc chôn lấp, xử lý hay đốt khác.

Cùng với việc tăng hiệu quả tài nguyên, việc tận dụng phế thải sẽ làm giảm lượng

phế thải đưa chôn lấp và cho phép giảm phế thải khí CO2, cũng như giảm nhu cầu khai


thác tài nguyên thiên nhiên. Đây là cách tiếp cận của công nghiệp sinh thái, trong đó phế

thải của ngành này là nguyên nhiên liệu của ngành khác.

Ngành công nghiệp xi măng có nhiều cơ hội thay thế một phần nguyên liệu tự

nhiên nguyên sinh bằng phế thải của ngành khác. Đó có thể sử dụng như nhiên nguyên

liệu của ngành xi măng.

MỤC LỤC


PHẦN 1: LỊCH SỬ, SƠ LƯỢC VỀ TÌNH HÌNH VÀ CÁC CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG

1. Lịch sử xi măng ................................................................................................12. Tình hình sản xuất ............................................................................................13. Sơ lược các công nghệ sản xuất xi măng ........................................................3

PHẦN 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG PORLAND

A. CÁC NGUYÊN LIỆU CHÍNH TRONG SẢN XUẤT XI MĂNG

1. ĐÁ VÔI .................................................................................................................5

2. ĐÁ/ĐẤT SÉT........................................................................................................6

3. CÁC PHỤ GIA ĐIỀU CHỈNH ..........................................................................7

B. NHIÊN LIỆU CHÍNH TRONG SẢN XUẤT XI MĂNG PC...................................8

C. QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG PC

1. CÔNG ĐOẠN KHAI THÁC VẬN TẢI, ĐẬP NHỎ VÀ ĐỒNG NHẤT SƠ BỘ

CÁC NGUYÊN LIỆU .........................................................................................9

2. CÔNG ĐOẠN NGHIỀN VÀ ĐỒNG NHẤT BỘT SỐNG..............................11

3. CÔNG ĐOẠN NUNG LUYỆN LÒ CLINKER XI MĂNG PC .....................11

4. CÔNG ĐOẠN LÀM NGUỘI CLINKER ........................................................15

5. CÔNG ĐOẠN NGHIỀN, ĐỒNG NHẤT VÀ ĐÓNG BAO XI MĂNG PC....16

D. NHỮNG ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ

1. ƯU ĐIỂM ...........................................................................................................18

2. NHƯỢC ĐIỂM ..................................................................................................19

PHẦN 3: VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC PHƯƠNG HƯỚNG XỬ LÝ

1. CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM ...............................................................................19

2. CÁC PHƯƠNG ÁN GIẢI QUYẾT..........................................................................22

3. NHỮNG ANH HƯỞNG ĐẾN TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN ...........................24

CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO


1. PGS, TS.Hoàng Văn Phong, Công nghệ chế tạo xi măng, bê tông, bê tông cốt thép và vữa xây dựng, NXB Giáo dục, 2008.

2. PGS, TS.Hoàng Văn Phong, 20 chủng loại xi măng và công nghệ sản xuất, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2006.


Documents

Xi Mang