Sử dụng tro bay trong sản xuất clanhke xi măng - Lợi ích kép (P3)

>> Sử dụng tro bay trong sản xuất clanhke xi măng - Lợi ích kép (P2)

>> Sử dụng tro bay trong sản xuất clanhke xi măng - Lợi ích kép (P1)

3. Những nghiên cứu sử dụng tro xỉ nhiệt điện thay sét để sản xuất clanhke xi măng

3.1. Nghiên cứu tro bay nhiệt điện làm nguyên liệu sản xuất clanhke xi măng trên thế giới

Việc sử dụng tro bay nhiệt điện làm phụ gia khoáng cho xi măng và làm nguyên liệu trong sản xuất clanhke xi măng trên thế giới đã được nghiên cứu từ những năm 70 của thế kỹ trước. Theo một số nhà nghiên cứu về sử dụng tro bay thay thế sét như: Miller (1976), Chatterjee (1979), Weise (1980) và Idorn (1987), ngoài việc tro bay là nguồn cung cấp ô xít silic (SiO₂), ô xít nhôm (Al₂O₃) trong phối liệu xi măng nó cũng mang lại giá trị về nhiệt đối với tro bay có hàm lượng các bon cao. Theo báo cáo của Miller (1976), sử dụng thay thế 15% tro bay có 15% các bon trong phối liệu xi măng sẽ tiết kiệm được 638 Mj/tấn clk đối với lò quay phương pháp ướt. Đối với lò quay phương pháp khô, việc thay thế 10% tro bay có 15% các bon trong phối liệu sẽ tiết kiệm được gần 10% tổng năng lượng. Tro bay đã được sử dụng như một thành phần chính trong phối liệu cấp lò. Ở Nhật bản, 67% lượng tro bay do các nhà máy nhiệt điện thải ra trong nước Nhật được sử dụng làm nguyên liệu thay thế sét để sản xuất xi măng.

3.2. Nghiên cứu sử dụng tro bay nhiệt điện thay thế sét để sản xuất clanhke xi măng ở Việt Nam

3.2.1. Kết quả nghiên cứu năm năm 1994 – 1996

Việc nghiên cứu sử dụng FA thay thế sét để sản xuất clanhke xi măng đã được thực hiện tại Việt Nam từ năm 1994. Khi đó, FA được nghiên cứu thay thế sét để sản xuất xi măng bằng lò đứng. Các kết quả nghiên cứu chính như sau:

- Các nguyên liệu dùng cho nghiên cứu bao gồm: Đá vôi, sét, nguyên liệu giàu Fe₂O₃, nguyên liệu giàu SiO₂, tro bay của nhà máy nhiệt điện đốt theo công nghệ PC. Thành phần hoá của nguyên liệu được nêu trong bảng 3.
 
- Clanhke được thiết kế với các hệ số công nghệ chế tạo như sau: KH = 0.88; Ms = 2.20; Ma = 1.40.  Có 10 công thức chế tạo được thử nghiệm, trong đó sử dụng FA thay thế sét từ 0% đến 100%. Phối liệu được nung ở nhiệt độ 1400^oC và lưu ở nhiệt độ này 30 phút.

- Kết quả nghiên cứu như sau: Các mẫu đều tạo clanhke tốt, hàm lượng CaO_td của tất cả các mẫu đều nhỏ hơn 0,3%. Các mẫu clanhke có sử dụng FA thay thế sét có hàm lượng CaO_td thấp hơn, các tinh thể C₃S có hình dáng hoàn chỉnh hơn (qua ảnh SEM). 

- Các kết quả nghiên cứu đã được sử dụng để sản xuất thử 500 tấn clanhke tại một nhà máy sản xuất xi măng lò đứng cơ giới hoá, công suất 300 tấn clanhke/ngày vào năm 1996. Trong đợt sản xuất này đã sử dụng FA thay thế cho 60% sét. Kết quả sản xuất cho thấy clanhke có chất lượng tốt, hoạt tính cường độ sau 3 ngày đạt 24.50 Mpa, sau 28 ngày đạt 50 Mpa. 

Các kết quả nghiên cứu giai đoạn 1994 – 1996 không được triển khai phổ biến vào ngành công nghiệp xi măng vì khi đó tổng lượng xi măng tiêu thụ của Việt Nam mới đạt 8,1 triệu tấn/năm; lượng FA do các nhà máy nhiệt điện thải ra cung rất nhỏ, chưa gây các tác động đến môi trường.
(Còn nữa)