Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Tải bản đầy đủ - 0trang

LƯỢNG ĐÁ VƠI TRÊN SÀNG 45 µm

40.00



Hàm lượng (%)



35.00

30.00

25.00

20.00

15.00

10.00

5.00

0.00

20s



30s



40s



50s



Thời gian nghiền (s)

ĐV 4



ĐV 5



ĐV 6



Hình 11 – Biểu đồ quan hệ thời gian nghiền và lượng trên sàng 45 µm của đá vơi

Hình 11là biểu đồ quan hệ thời gian nghiền và lượng trên sàng 45µm của đá vơi.

Hàm lượng trên sàng 45µm của các loại đá vơi ĐV4, ĐV5, ĐV6 dao động từ 19,99%

đến 37,05%với thời gian nghiền từ 20s, đến 50s.Từ kết quả trên cho thấy, đá vôi có

hàm lượng MgO cao hơn thì dễ nghiền mịn hơn.

Khi khảo sát qua sàng 45µm, đá vơi có hàm lượng MgO cao hơn thì dễ nghiền

mịn hơn. ĐV6 có độ mịn qua sàng 45µm là 19,99 đến 30,96% với thời gian nghiền từ

20s đến 50s. Còn ĐV5 cùng thời gian nghiền như trên có độ mịn qua sàng 45 µm là

22,14% đến 35,10%. ĐV4 là khó nghiền mịn nhất, cùng thời gian nghiền như trên có

độ mịn qua sàng 45 µm là 23,63% đến 37,05%. Như vậy, mức độ phân tán của MgO

trong đá vơi có hàm lượng MgO càng cao là càng khó. Điều này được giải thích là do

sự tồn tại của MgCO3hoặc Ca(MgCO3)2tạo ra các vùng khuyết tật dễ bị phá huỷtrong

cấu trúc đá vôi, càng nhiều MgCO3hoặc Ca(MgCO3)2thì càng nhiều khuyết tật cấu trúc

vàđá càng dễ nghiền mịn hơn.

50



3.1.2.



Thành phần MgO trong các cặn đá vôitrên sàng 45µm

Bảng 14 là chi tiết thành phần canxi oxit và magie oxit của các mẫu đá vôi gốc,



và cặn đá vơi trên sàng 45µm. Trong đó hầu hết trong các mẫu, hàm lượng MgO trong

cặn đá vôi cao hơn trong thành phần các mẫu đá vôi gốc khoảng từ 0,5% đến 2,3% tùy

theo từng loại đá vơi có hàm lượng MgO khác nhau.

Bảng 14 – Thành phần hóa học của cặn đá vơi trên sàng45µm

Tên mẫu



Trên sàng 45µm

C%



M%



% M so với khối lượng ban đầu



Mẫu gốc



47,70



4,00



-



ĐV 4-20



47,62



4,50



1,67



ĐV 4-30



47,80



4,80



1,44



ĐV 4-40



47,07



4,99



1,28



ĐV 4-50



46,78



5,33



1,26



Mẫu gốc



47,00



5,25



-



ĐV 5-20



46,86



5,81



2,04



ĐV 5-30



45,12



6,28



1,79



ĐV 5-40



45,27



6,70



1,56



ĐV 5-50



45,37



6,90



1,53



ĐV 6



Mẫu gốc



45,60



6,45



-



ĐV 6



ĐV 6-20



44,20



7,63



2,36



ĐV 6-30



43,59



8,56



2,09



ĐV 6-40



43,30



8,35



1,83



ĐV 6-50



42,93



8,81



1,76



ĐV 4



ĐV 4



ĐV 5



ĐV 5



Hình 12, là đồ thị vẽ mối quan hệ của hàm lượng MgO trong thành phần các cặn

đá vôi với thời gian nghiền từ 20 giây đến 50 giây, nhằm dễ dàng thấy xu hướng magie

oxit nằm lại trong cặn khi thời gian nghiền khác nhau.

51



HÀM L ƯỢNG MgO TRONG CẶN ĐÁ VÔI TRÊN SÀNG 45µm



Hàm lượng MgO (%)



9.00

8.00

7.00

6.00

5.00

4.00

3.00

20s



30s



40s



50s



T hời gian nghiền (s)

ĐV 5



ĐV 6



ĐV 4



Hình 12– Đồ thị quan hệ %M trong cặn đá vơi trên sàng 45 µm với thời gian nghiền

Trên cơ sở tỷ lệ % MgO trong cặn so với khối lượng mẫu đem nghiền, có thể

thấy rằng trong tất cả các mẫu ĐV4, ĐV5, ĐV6 hàm lượng MgO thô càng giảm khi

thời gian nghiền càng tăng với lượng sót trên sàng 45µm của tất cả các mẫu.

Đối với thành phần cặn đá vơi trên sàng 45µm, khi càng nghiền mịn (thời gian

nghiền càng lớn), % MgO trong cặn trên sàng càng tăng. Khi % MgO trong ĐV càng

lớn, thì % MgO trong cặn càng cao. Điều này chứng tỏ MgCO3hoặc Ca(MgCO3)2trong

cấu trúc đá vơi khó nghiền hơn CaCO3. Dựa vào đặc tính khống học của đá vơi,

MgCO3 có độ cứng theo thang Mohrs là 4[27]; hoặc Ca(MgCO3)2có độ cứng theo

thang Mohrs là 3,5 đến 4[28], còn CaCO3 có độ cứng theo thang Mohrs là 3[29]. Sự

gia tăng % MgO trên sàng 45µm khi tăng thời gian nghiền chứng tỏ MgCO3 phân bố

không đồng nhất trong cấu trúc đá vôi.



3.2.



Ảnh hưởng của độ mịn phối liệu đến khả năng nung và vôi tự do:



52



3.2.1.



Ảnh hưởng của độ mịn phối liệu và nhiệt độ nung đến hàm lượng vôi tự do

trong clanhker:

Bảng 15 là kết quả phân tích thành phần hóa học canxi oxit, magie oxit, canxi



oxit tự do, magie oxit tự do và các modul LSF, SR, AR của các mẫu clanhker thí

nghiệm M4, M5, M6 nung ở các nhiệt độ 1400, 1450, 1500ºC với phối liệu có sót sàng

là 4% (lượng sót trên sàng 90µm là 4%). Hàm lượng vôi tự do đa số mẫu nhỏ hơn 1%,

và tất cả mẫu hàm lượng vôi tự do thấp 1,5%, đạt theo yêu cầu của tiêu chuẩn về

clanhker pooc lăng thương phẩm TCVN 7024:2013.

Bảng 15– Thành phần hóa học của mẫu nung clanhker với độ sót sàng bột

phối liệu là 4% ở nhiệt độ 1400, 1450, 1500ºC

Vật liệu



C



Ctd Mtd



M4 (tính tốn)



64,20



-



M4 (thực tế)



64,17



-



M



LSF



SR



AR



M/F



-



4,15



95,50



2,33



1,97



1,35



-



4,18



95,60



2,33



1,97



1,36



M4-4-1400



64,32 0,77 1,43



4,79



95,22



2,60



1,80



1,60



M4-4-1450



63,93 0,83 0,96



4,78



96,91



2,45



1,87



1,60



M4-4-1500



64,43 0,83 0,90



4,46



95,81



2,54



2,09



1,63



M5 (tính tốn)



63,47



5,08



95,50



2,31



1,53



1,35



M5 (thực tế)



63,43



5,20



95,95



2,28



1,39



1,35



M5-4-1400



63,39 1,22 2,00



5,54



94,11



2,37



1,51



1,53



M5-4-1450



63,31 1,00 1,52



5,66



94,97



2,40



1,54



1,62



M5-4-1500



64,00 0,77 1,38



5,33



96,11



2,25



1,69



1,53



M6 (tính tốn)



62,24



6,11



95,50



2,01



1,24



1,35



M6 (thực tế)



61,47



6,34



92,90



2,00



1,22



1,36



M6-4-1400



61,98 1,38 4,01



6,67



93,27



2,24



1,52



1,78



M6-4-1450



62,34 0,83 3,80



6,54



92,48



2,34



1,46



1,75



M6-4-1500



62,36 1,00 3,40



6,42



90,25



2,30



1,63



1,77



-



-



-



-



53



Bảng 16 là kết quả phân tích thành phần hóa học canxi oxit, magie oxit, canxi

oxit tự do, magie oxit tự do và các modul LSF, SR, AR của các mẫu clanhker thí

nghiệm M4, M5, M6 nung ở các nhiệt độ 1400, 1450, 1500ºC với phối liệu có sót sàng

là 12%. Hàm lượng vôi tự do của các mẫu từ 0,80% đến 1,77%.

Bảng 16 – Thành phần hóa học của mẫu nung clanhker với độ sót sàng bột

phối liệu là 12% ở nhiệt độ 1400, 1450, 1500ºC

C



Ctd



Mtd



M



LSF



SR



AR



M/F



M4 (tính tốn)



64,20



-



-



4,15



95,50



2,33



1,97



1,35



M4 (thực tế)



64,17



-



-



4,18



95,60



2,33



1,97



1,36



M4-12-1400



64,06



1,55



1,63



4,18



97,12



2,48



2,10



1,53



M4-12-1450



64,10



0,88



0,95



4,41



97,34



2,50



2,07



1,61



M4-12-1500



64,34



0,80



1,12



4,98



96,74



2,58



2,30



1,99



M5 (tính tốn)



63,47



-



-



5,08



95,50



2,31



1,53



1,35



M5 (thực tế)



63,43



5,20



95,95



2,28



1,39



1,35



M5-12-1400



63,60



1,71



2,52



5,16



96,05



2,36



1,56



1,48



M5-12-1450



63,41



1,05



1,96



5,54



95,43



2,28



1,65



1,59



M5-12-1500



63,2



0,83



1,42



5,64



95,67



2,36



1,46



1,56



M6 (tính tốn)



62,24



-



-



6,11



95,50



2,01



1,24



1,35



M6 (thực tế)



61,47



6,34



92,90



2,00



1,22



1,36



M6-12-1400



62,05



1,50



4,32



6,30



95,09



2,21



1,50



1,68



M6-12-1450



62,06



0,88



3,92



6,55



90,35



2,39



1,46



1,75



M6-12-1500



62,28



1,77



4,02



6,74



88,63



2,45



1,55



1,86



Các số liệu về vơi tự do từ Bảng 15 và Bảng 16 được biểu thị trên Hình 13 cho

thấy mối tương quan giống nhau của các mẫu nghiên cứu, về mối quan hệ giữa hàm

lượng vôi tự do trong clanhker và hàm lượng MgO trong phối liệu khi cùng ở nhiệt độ

nung giống nhau, và khơng tn theo quy luật tuyến tính.

54



Khi nung ở nhiệt độ 1450oC, các mẫu clanhker từ bột liệu có độ mịn 12% trên

sàng 45µm đều có vơi tự do cao hơn các mẫu clanhker từ bột liệu có độ mịn 4% trên

sàng 45µm (Hình 13(a)). Mức độ chênh lệch vơi tự do trên tất cả các mẫu có cùng

thành phần hoá nhưng khác độ mịn đều là 0,05%. Điều này phù hợp về mặt lý thuyết vì

bột liệu thơ hơn thường có xu hướng tạo nhiều vơi tự do hơn.

Một đặc điểm khác quan sát thấy trên Hình 13(a) là vơi tự do của nhóm mẫu M5

cao hơn 0,17% so với vơi tự do của hai nhóm mẫu còn lại. Sự khác biệt này chủ yếu là

do hệ số bão hồ vơi thực tế của nhóm mẫu M5 cao hơn so với tính tốn phối liệu và

cao hơn nhiều so với mẫu M6 (Bảng 15).

(a)



(b)



Hình 13 – Quan hệ giữa hàm lượng vôi tự do trong clanhker và hàm lượng MgO

trong phối liệu của các mẫu M4, M5, M6



Khi nung ở nhiệt độ 1500ºC thì khơng quan sát được xu hướng diễn biến tương

tự như khi nung ở 1450oC. Vôi tự do của các mẫu M4 và M5, ở cả hai độ mịn, nằm

trong khoảng 0,77 đến 0,83%, tức là mức độ chênh lệch vôi tự do theo hàm lượng

MgO và độ mịn không lớn. Tuy nhiên, ở mẫu M6 quan sát thấy sự khác biệt rất rõ nét.

55



Ở mẫu M6 có độ mịn 4% trên sàng 45µm (M6-4), vơi tự do là 1%, còn mẫu M6 có độ

mịn 12% trên sàng 45µm (M6-12), vơi tự do là 1,77%. Điều này cho thấy, phối liệu có

hàm lượng MgO lớn hơn 5% thì vơi tăng cao. Đồng thời, phối liệu mịn hơn thì hàm

lượng vơi tự do thấp hơn. Như vậy, rất có khả năng MgO hồ tan nhiều hơn vào các

khống chính trong clanhker khi nhiệt độ nung tăng lên, các nguyên tử Mg thế chỗcác

nguyên tử Catrong cấu trúc của các khống này, và khiến cho vơi tự do củaclanhker

tăng cao hơn.

3.2.2.



Ảnh hưởng của độ mịn và hàm lượng MgO trong phối liệuđến khả năng nung

Bảng 17 là chỉ số khả năng nung của các mẫu nghiên cứu, được tính tốn theo



cơng thức trình bày ở 2.5.5. Các số liệu này được trình bày dưới dạng đồ thị trên Hình

14. Các mẫu nghiên cứu đều khá dễ nung với chỉ số khả năng nung từ 35,06 đến 60,80.

Bảng 17- Kết quả khả năng nung của phối liệu

Khả năng nung BI

M4-4

35,06

M5-4

40,16

M6-4

44,25



Khả năng nung BI

M4-12

42,30

M5-12

46,59

M6-12

60,80



Hai xu hướng chung có thể dễ dàng nhận thấy trên đồ thị này, đó là phối liệu

khó nung hơn khi giảm độ mịn và/hoặc tăng MgO.

Ở nhóm mẫu có độ mịn 4% trên sàng 45µm, mức độ gia tăng chỉ số khả năng

nung gần như là tuyến tính theo hàm lượng MgO: cứ mỗi 1% MgO tăng lên trong phối

liệu thì chỉ số khả năng nung tăng khoảng 4-5 đơn vị. Xu hướng này không thể hiện

trên nhóm mẫu có độ mịn 12% trên sàng 45µm. Trên nhóm mẫu này, khi hàm lượng

MgO trong phối liệu tăng từ 4,18% đến 5,20%thì chỉ số khả năng nung tăng 4,29 đơn

vị. Tuy nhiên khi MgO tăng đến 6,34% thì chỉ số khả năng nung tăng vọt, cao hơn

14,21 đơn vị so vớimẫu M5-12. Điều này phần nào có thể dựđốn được thơng qua vơi

tự do của M6-12 nung ở 1500oC.

56



KHẢ NĂNG NUNG CỦA CÁC CẤP PHỐI

70.00

62.05

60.00

50.00

40.00



40.16



46.59



44.25



42.30



35.06



M4

M5

M6



30.00

20.00

10.00

0.00



Độ sót sàng 4%



Độ sót sàng 12%



Hình 14 – Khả năng nung của các mẫu M4, M5, M6



Những xu hướng diễn biến trên có thể được giải thích trên cơ sở hố lý của quá

trình tổng hợpclanhker. Về mặt lý thuyết, MgO trong clanhker tồn tạiở ba trạng thái vật

chất: trong pha thuỷ tinh, trong dung dịch rắn của các khống chính củaclanhker, vàở

trạng thái tự do dưới dạng tinh thể periclase. Ngồi ra, sự tồn tại của MgO còn làm gia

tăng lượng pha lỏng tạo thành khi nung clanhker. Như vậy, khi tăng MgO trên phối liệu

thì pha lỏng được tạo ra nhiều hơn, xúc tiến q trình kết khối có mặt pha lỏng, song

MgO cũng tham gia nhiều hơn vào dung dịch rắn của các khoáng, chiếm chỗ của CaO,

khiến vơi tự do tăng cao, do đó chỉ số khả năng nung cũng tăng lên, tức là phối liệu

khónung hơn. Đây cũng là vấn đề thực tế quan sát được khi nung phối liệu cao MgO

tại Nhà máy Xi măng FiCO Tây Ninh: vê viên không tốt, clanhker xốp và vôi tự do

cao.



57



Những số liệu trên gợiý cần điều chỉnh tăng độ mịn của phối liệu khi sử dụngđá

vôi cao MgO làm nguyên liệu sản xuất clanhker.



3.3.



Ảnh hưởng của độ mịn phối liệu đến hàm lượng MgO tổng trong

clanhker:

Hình 15 biểu diễn mối quan hệ của hàm lượng MgO khi nung ở các nhiệt độ



1400, 1450, 1500ºC, cho các mẫu M4, M5, M6 ở sót sàng 4% và 12%.

T HÀNH PHẦN MgO T RONG CLANHKER- ĐỘ MỊN 4%

7.00

6.50



%M



6.00

5.50

5.00

4.50

4.00

1400



1450



1500



Hình 15- Thành phần M trong clanhker với phối liệu có độ sót sàng là 4%, và

12% qua sàng 90µm

Nhìn chung, các mẫu clanhker nghiên cứu được nung ở nhiệt độ 1400ºC,

1450ºC, 1500ºC với cùng thời gian lưu là 30 phút, thì thành phần hàm lượng MgO tổng

thay đổi khá lớn. Với phối liệu có độ sót sàng 4%, thì hàm lượng MgO trong clanhker

có xu hướng giảm khi tăng nhiệt độ nung. Tuy nhiên xu hướng này ngược lại đối với

58



phối liệu nung có độ sót sàng là 12%. Điều này có thể được giải thích rằng, khi phối

liệu đủ mịn, thì M dễ dàng tham gia tạo khoáng (Mg2+ sẽ thay thế Fe3+, Al3+, Si4+ trong

cấu trúc của alit, belit, celit,…) và nằm trong pha thủy tinh, phương pháp phân tích hóa

học theo TCVN 141:2008 có thể khơng nhận biết được MgO hết; nhưng khi phối liệu

nung thơ, thì MgO khó tham gia tạo khống, nên phương pháp phân tích hóa học dễ

dàng nhận biết được hàm lượng MgO trong clanhker.



3.4.



Ảnh hưởng của độ mịn phối liệu đến hàm lượng periclase trong

clanhker:



3.4.1.



Dựa vào số liệu phân tích hóa học theo MgO tự do theo 2.5.2

Trong hình 16biểu diễn mối quan hệ của hàm lượng periclase trong clanhker



nungtại các nhiệt độ 1400, 1450, 1500ºCvà hàm lượng MgO trong các mẫu bột liệu

M4, M5, M6.

Đối với phối liệu có sót sàng 4%, thì khi hàm lượng MgO trong bột liệu nhỏ hơn

5,20%, hàm lượng periclase ở khoảng nhỏ hơn 1,5% và dao động không lớn. Khi MgO

trong bột liệu tăng từ 5,20% lên 6,34%, thì periclase tăng nhanh từ 1,5% đến 4%. Điều

này giải thích qua vai trò khống hóa của MgO, khi hàm lượng nhỏ, từ khoảng 5% trở

xuống, Mg2+ tham gia vào q trình tạo khống, nên MgO tự do ít. Khi hàm lượng

MgO lớn hơn, thì trở nên dư, hay hàm lượng MgO tự do tăng. Và khi nhiệt độ nung tại

1500ºC, thì hàm lượng periclase thấp hơn so với cùng phối liệu ở nhiệt độ nung

1450ºC.



59



Hình 16 – Quan hệ giữa hàm lượng periclase (MgO tự do) và MgO trong phối liệu

ở 1450 và 1500ºC



Đối với phối liệu thô hơn, có sót sàng 12%, thì khi hàm lượng MgO trong bột

liệu nhỏ hơn 5,20%, hàm lượng periclase ở khoảng nhỏ hơn 1,96% và dao động không

lớn. Khi MgO trong bột liệu tăng từ 5,20% lên 6,34%, thì periclase tăng nhanh từ

1,96% đến 4,02%. Điều này giải thích tương tự như phối liệu có sót sàng 4%. Khi nung

ở nhiệt độ 1500ºC, mẫu bột liệu M4, M6 có hàm lượng periclase cao hơn so với nung

tại nhiệt độ 1450ºC, điều này cho thấy rằng, với hàm lượng và nhiệt độ nung phù hợp,

thì MgO sẽ thể hiện tốt vai trò chất khống hóa trong clanhker.

Hơn nữa, ta thấy rõ xu hướng phối liệu mịn hơn thì hàm lượng periclase thấp

hơn tuy nhiên không nhiều. Và mối quan hệ hàm lượng periclase và hàm lượng MgO

trong bột liệu không phải là tuyến tính. Khi MgO trong bột liệu lớn hơn 5%, thì hàm

lượng periclase tăng nhiều lần so với khi hàm lượng MgO trong bột liệu nhỏ hơn 5%.



60



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×