THAO LUAN HOA HOC và CUỘC SỐNG

CHỦ ĐỀ: PHÂN TÍCH CÁC QUÁ TRÌNH XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH LUYỆN CLANHKE VÀ NẤU THỦY TINH. Clanhke xi măng là sản phẩm nung thiêu kết ở 1450 độ C của đá vôi  đất sét và một số phụ gia điều chỉnh hệ số như quặng sắt, boxit, cát.... Clanhke có dạng cục sỏi nhỏ kích thước 1050mm II. Quá trình nung luyện clanhke Khi nung, đất sét bị mất nước, đá vôi bị phân hủy tạo thành oxit hoặc những hợp chất có hoạt tính cao, phản ứng được với nhau. Ở nhiệt độ nhỏ hơn 600℃, đất sét mất nước lí học và hóa học. Đá vôi chưa phân hủy. Ở Khoảng 600 – 800 ℃: Đất sét bắt đầu phân hủy thành Al_2 O_3 và SiO_2. Đá vôi phân hủy tạo ra CaO.

Nhóm 3

CHỦ ĐỀ: PHÂN TÍCH CÁC QUÁ TRÌNH XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH LUYỆN CLANHKE VÀ NẤU THỦY TINH.

I ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN

 Thành phần oxit kim loại

 CaO: là thành phần chủ yếu (58%-67%), phải liên kết với SiO2, Al2O3, Fe2O3 tạo thành khoáng

 SiO2: là thành phần quan trọng, kết hợp với CaO tạo ra khoáng kết dính và chịu nước.

Al2O3: kết hợp với CaO tạo khoáng rắn nhanh nhưng độ bền nước, nhiệt, môi trường sunfat kém.

 Fe2O3 : hạ thấp nhiệt độ xuất hiện pha lỏng.

 Thành phần clanhke có thể đặc trưng bằng thành phần các oxit, thành phần các khoáng hoặc tỉ lệ các oxit chính.

Thành phần pha của CLANHKE?

- Nguyên liệu được pha trộn theo tỉ lệ thích hợp rồi đem nung ở nhiệt độ cao khoảng 1450 - 1455nhằm tạo hợp chất chứa các thành phần pha cần thiết

- Các oxit phản ứng tạo thành các khoáng cần thiết Một phần nguyên liệu không phản ứng nằm trong pha thủy tinh hoặc

ở dạng tự do Ngoài clanhke còn chứa các khoáng do tạp chất phản ứng tạo nên trong quá trình nung

II Quá trình nung luyện clanhke

- Khi nung, đất sét bị mất nước, đá vôi bị phân hủy tạo thành oxit hoặc những hợp chất có hoạt tính cao, phản ứng được với nhau.

- Ở nhiệt độ nhỏ hơn 600, đất sét mất nước lí học và hóa học Đá vôi chưa phân hủy.

- Ở Khoảng 600 – 800 : Đất sét bắt đầu phân hủy thành Đá vôi phân hủy tạo ra CaO.

• Khoảng 800 - 1000 tác dụng với CaO tạo ra CaO Tăng dần nhiệt độ sẽ tạo thành các khoáng A.

- Vào khoảng 900oC,Fe2O3 (do đất sét phân hủy hoặc có trong phối liệu) tác dụng

với CaO tạo thành C2F

- Ở 1250oC, C2F tham gia phản ứng với aluminat (C3A) canxi tạo thành

alumo-pherit canxi (C4AF).

•  

- Phản ứng của CaO với SiO2 bắt đầu ở nhiệt độ khoảng 800 – 900 oC tạo thành C 2S

⇒ Như vậy, các khoáng chính như C3A, C5A3, C2S, C4AF hầu hết được tạo thành ở vùng

nhiệt độ dưới 1300oC và các phản ứng xảy ra ở pha rắn

⇒ Khoáng quan trọng nhất là C3S do tác dụng của C2S với CaO ở trạng thái rắn xảy ra rất

chậm C3S chủ yếu tạo thành trong clanhke khi hỗn hợp phản ứng có mặt pha lỏng.

- Tới khu vực nhiệt độ cao nhất của lò 1450oC, các canxi aluminat, alumo pherit canxi nóng chảy thành pha lỏng, nhờ đó C2S và CaO khuếch tán vào pha lỏng, tiến hành phản ứng với nhau tạo thành khoáng C3S

Yếu tố quan trọng để tạo ra Clanhke có chât lượng tốt là

gì?

Yếu tố quan trọng để tạo ra Clanhke có chât lượng tốt là

gì?

Những yếu tố quan trọng để tạo ra clanhke có chất lượng tốt.

- Nhiệt độ nung.

- Thành phần hóa học nguyên liệu

- Độ mịn phối liệu

- Lượng pha lỏng tạo thành khi nung

- Tốc độ nạp nguyên liệu vào lò, phương pháp nung và làm lạnh clanhke…

Click to edit Master text styles

Second level

Third level

Fourth level

Fifth level

 Thủy tinh dùng trong xây dựng

 Thủy tinh dân dụng

 Thủy tinh bền hóa, bền nhiệt

 Thủy tinh quang học

c Công thức hóa học

•  

Một số vật liệu thủy tinh

II Nguyên liệu

a, Nguyên liệu chính

 Cát: thành phần chủ yếu, chiếm 60-70% lượng phối liệu, cung cấp

 Thạch tràng: cung cấp chủ yếu , làm tăng đọ bền nhiệt, bền cơ, bền hóa cho thủy tinh

 Đá vôi và đolomi : cung cấp CaO và MgO, làm tăng độ bền hóa và hạ thấp nhiệt độ của thủy tinh

 Hàn the(borac): cung cấp và một phần oxit kiềm, tăng tính bền nhiệt, bền hóa cho thủy tinh

 Xođa(): hay , cung cấp oxit kiềm, hạ thấp nhiệt độ nấu của thủy tinh

 Mảnh thủy tinh vỡ : dùng tới 15-30%, bổ sung thêm chất chảy, chất bị oxi hóa, bay hơi…nhưng thủy tinh bị vân

vì độ nhớt lớn

•  

 Nguyên liệu phụ: làm thay đổi tính chất nào đó của thủy tinh, rút ngắn thời gian nấu.

Bao gồm : Chất khử bọt

Chất khử màuChất nhuộm màuChất làm gây đục Chất tăng nhanh quá trình nấu

b, Sơ đồ nấu thủy tinh

+ Phối liệu được đưa vào lò theo cửa (1) Khi được nung nóng lên tới 250 – 300oC, chúng bắt đầu hình thành các cacbonat kép,

+ Khi lên tới khoảng 900oC, bắt đầu quá trình tạo silicat và giải phóng khí CO2 và O2

+Khi nhiệt độ đạt tới 1200 – 1400oC ở vùng nấu thuỷ tinh (4), khối vật chất nóng chảy tạo thành silicat đồng thể Để đồng nhất dung dịch nóng chảy ở vùng tạo pha thuỷ tinh đồng nhất (5), người ta thường phải tăng nhiệt độ lên trên 1500oC

+Sau khi tạo được pha đồng nhất, muốn đem tạo hình thì lại phải hạ nhiệt độ xuống dưới 1200oC mới

đủ độ dẻo để gia công tạo hình, quá trình này xảy ra ở vùng lấy thuỷ tinh ra (6) Thuỷ tinh lấy ra để gia công từ cửa (3).

III Các giai đoạn nấu

 Người ta chia làm 5 giai đoạn :

 Giai đoạn tạo silicat: nhiệt đọ từ 900-1100°C Phần lớn khí trong phối liệu bay đi Cuối quá trình hợp chất silicat không còn từng cấu tử riêng biệt

 Giai đoạn tạo thủy tinh: nhiệt độ khoảng 1150-1300°C Toàn bộ vật chất đã lỏng, khôi thủy tinh đã trong nhưng vẫn còn vân và bong bóng

 Giai đoạn khử bọt :nhiệt đọ khoảng 1400-1500°C , độ nhớt thủy tinh bé, cuối giai đoạn khí đã thoát ra không nhìn thấy được bằng mắt thường Cân bằng giữa pha khí và pha lỏng Khối thủy tinh trong suốt

 Giai đoạn đồng nhất: khối thủy tinh không còn vân và bọt nữa Cả khối thủy tinh đã thống nhất

 Giai đoạn làm lạnh: giảm nhiệt độ của khối thủy tinh lỏng xuống 1100 - 1300°C , độ nhớt đảm bảo để

tạo sản phẩm.

IV Các phản ứng khi nấu thủy tinh

 Phản ứng hỗn hợp hai cấu tử :

 Chủ yếu tạo ta hỗn hợp silicat

- Theo nghiên cứu, hỗn hợp và bắt đầu phản ứng ở 720°C

- Hỗn hợp và bắt đầu phản ứng ở 1120°C, mãnh liệt ở 1400°C

- Hỗn hợp và bắt đầu phản ứng ở 800°C, mãnh liệt ở 1100°C - 1250°C.

•  

 Ở nhiệt độ cao hơn

 813°C : nóng chảy

 855°C : nóng chảy

 912°C : phân hủy thành CaO +

 960°C cacbonat kep phân huy thành các oxit:

c Các yếu tố ảnh hưởng đến qua trình nấu

 Nhiệt độ : nhiệt độ nấu cao thì thời gian ngắn đi.

 Thành phần phối liêu: tăng oxit kim loại kiềm và kiềm thổ thì dễ nấu nhưng chất lượng thủy tinh kém.

 Điều kiện nạp liệu vào lò: Phương pháp nạp liệu và chiều dày lớp phối liệu ảnh hưởng lớn đến tốc độ nấu

và chất lượng thủy tinh

 Chất rút ngắn quá trình nấu

d Lò nấu thủy tinh

Lò gián đoạn :

Lò nồi :dùng để truyền nhiệt trực tiếp trên bè mặt thủy tinh hoặc dùng nhiệt đối gián tiếp qua thành nồi

Lò bể: để giải quyết vấn đề năng suất lò nồi được thay bằng lò bể, dung tích từ 1-5 tấn/ 1 mẻ nấu

Lò liên tục : năng suất cao, phối hiệu thủy tinh cho vào và lấy ra liên tục.

Thank you for listening