Bạn đã bao giờ thắc mắc ” Xi măng được sản xuất như thế nào?” chưa? Xi măng là một vật liệu không thể thiếu trong các công trình hiện đại, nó có tác dụng kết dính các vật liệu khác như cát, đá, sỏi…Bài viết dưới đây sẽ chia sẻ các bước cơ bản để sản xuất ra xi măng.
Xi măng là một loại chất kết dính thủy lực, được dùng làm vật liệu xây dựng. Xi măng được tạo thành bằng cách nghiền mịn clinker, thạch cao thiên nhiên và phụ gia. Khi tiếp xúc với nước thì xảy ra các phản ứng thủy hóa và tạo thành một dạng hồ gọi là hồ xi măng. Tiếp đó, do sự hình thành của các sản phẩm thủy hóa, hồ xi măng bắt đầu quá trình ninh kết sau đó là quá trình hóa cứng để cuối cùng nhận được một dạng vật liệu có cường độ và độ ổn định nhất định.
6 giai đoạn chính để sản xuất xi măng:
• Tách chiết nguyên liệu thô
• Nghiền, phân chia theo tỉ lệ, và trộn lẫn
• Giai đoạn trước khi cho vào lò
• Giai đoạn trong lò
• Giai đoạn làm mát và giai đoạn nghiền hoàn chỉnh
• Đóng bao và vận chuyển
Giai đoạn 1: Tách chiết nguyên liệu thô
Sản xuất xi măng sẽ sử dụng các nguyên liệu thô là: canxi, silic, sắt, và nhôm. Những thành phần này lấy trong đá vôi, đất sét và cát. Xi măng có hỗn hợp cát và đất sét với tỉ lệ nhỏ. Và đương nhiên trong cát và đất sét thì có thể đáp ứng nhu cầu về silic, sắt và nhôm.
Đá vôi: Đá vôi được khai thác bằng phương pháp khoan nổ, cắt tầng theo đúng quy trình và quy hoạch khai thác, sau đó đá vôi được xúc và vận chuyển tới máy đập búa bằng các thiết bị vận chuyển có trọng tải lớn, tại đây đá vôi được đập nhỏ thành đá dăm cỡ 25 x 25 và vận chuyển bằng băng tải về kho đồng nhất sơ bộ rải thành 2 đống riêng biệt, mỗi đống khoảng 15.000 tấn.
Đá sét: Đá sét được khai thác bằng phương pháp cày ủi hoặc khoan nổ mìn và bốc xúc vận chuyển bằng các thiết bị vận tải có trọng tải lớn về máy đập búa. Đá sét được đập bằng máy đập búa xuống kích thước 75 mm (đập lần 1) và đập bằng máy cán trục xuống kích thước 25 mm (đập lần 2). Sau đập đá sét được vận chuyển về rải thành 2 đống riêng biệt trong kho đồng nhất sơ bộ, mỗi đống khoảng 6.600 tấn.
Phụ gia điều chỉnh: Để đảm bảo chất lượng Clanh-ke, Công ty kiểm soát quá trình gia công và chế biến hỗn hợp phối liệu theo đúng các Modun, hệ số được xác định. Do đó ngoài đá vôi và đá sét còn có các nguyên liệu điều chỉnh là quặng sắt (giàu hàm lượng ô xít Fe2O3), quặng bôxit (giàu hàm lượng ô xít Al2O3) và đá Silíc ( giàu hàm lượng SiO2).
Chúng ta thường thấy các nhà máy sản xuất xi măng đều được đặt ở khu vực gần các núi đá vôi để tiết kiệm chi phí vận chuyển nguyên liệu và giúp giảm giá thành của xi măng. Nguyên liệu thô được tách chiết từ các núi đá vôi sau đó được vận chuyển trực tiếp đến các nhà máy.
Giai đoạn 2: Phân chia tỉ lệ, trộn lẫn và nghiền
Nguyên liệu thô từ quặng sẽ được chuyển đến phòng thí nghiệm của nhà máy, ở đây sẽ giúp nhà máy phân tích, phân chia tỉ lệ chính xác giữa đá vôi và đất sét trước khi bắt đầu nghiền.Theo tỉ lệ thông thường thì 80% là đá vôi và 20% là đất sét.
Và tiếp theo mới đến nhiệm vụ của nhà máy đó là nghiền hỗn hợp nhờ vào các con lăn quay và bàn xoay. Bàn xoay quay liên tục dưới con lăn và con lăn tiếp xúc trực tiếp với hỗn hợp. Con lăn sẽ nghiền hỗn hợp thành bột mịn và khi đó thì con lăn đã hoàn thành nhiệm vụ. Hỗn hợp nguyên liệu thô sẽ được dự trữ trong đường ống sau khi đã nghiền hỗn hợp thành bột mịn.
Giai đoạn 3: Trước khi nung
Sau khi được nghiền hoàn chỉnh, nguyên liệu được đưa và buồng trước khi nung. Buồng này chứa một chuỗi các buồng xoáy trục đứng, nguyên liệu thô đi qua đây và vào trong lò nung. Buồng trước nung này tận dụng nhiệt tỏa ra từ lò, việc làm này sẽ giúp tiết kiệm năng lượng và khiến cho nhà máy thân thiện với môi trường hơn.
Giai đoạn 4: Giai đoạn trong lò
Lò khá lớn và có thể xoay được và nó cũng được coi là phần quan trọng nhất của quá trình sản xuất xi măng. Trong lò nhiệt độ có thể lên tới 14500C. Nhiệt độ này đạt được là bắt nguồn từ phản ứng hóa học gọi là phản ứng khử Cacbon và phản ứng này còn thải ra khí CO2. Nhiệt độ cao trong lò làm cho nguyên liệu nhão ra.
Chuỗi phản ứng hóa học giữa Ca và SiO2 tạo ra thành phần chính trong xi măng (CaSiO3). Lò nhận nhiệt từ bên ngoài nhờ khí tự nhiên hoặc than đá. Khi nguyên liệu ở phần thấp nhất của lò nung thì nó sẽ hình thành lên xỉ khô.
Giai đoạn 5: Làm mát và nghiền thành phẩm
Sau khi ra khỏi lò, xỉ sẽ được làm mát nhờ vào khí cưỡng bức, xỉ sẽ tỏa ra lượng nhiệt hấp thụ được là từ từ giảm nhiệt, lượng nhiệt mà xỉ tỏa ra sẽ được thu lại quay trở vào lò, việc làm này giúp tiết kiệm được năng lượng. Tiếp đến là giai đoạn nghiền hoàn chỉnh, nó chính là các viên bi sắt, giúp nghiền bột mịn ra, và loại bột mịn mà chúng ta nhìn thấy và đang sử dụng chính là xi măng.
Giai đoạn 6: Đóng bao và vận chuyển
Sau khi nghiền thành bột chúng được đóng bao với trọng lượng từ 20-50 kg/ túi, sau đó chúng được đi phân phối tới các của hàng rồi đến tay người tiêu dùng.
