7.1 Nguyên liệu sản xuất các sản phẩm silicat
7.1.1 Nguyên liệu chính
Đá vôi – CaCO3 chủ yếu
Phân huỷ 6000C, mãnh liệt 9000C
12000C gọi là vôi già
Đất sét, cao lanh
Cung cấp Al2O3 và SiO2
Tính dẻo, hydrat hoá tăng lượng nước hút vào dễ tạo hình
Đốt nóng → mất nước → co lại
Khi nung với đá vôi ở 9000C → phân huỷ thành oxit → khoáng
Khi nung gốm sứ, vật liệu chịu lửa, tạo thành mulit, oxit silic kết tinh
Thạch anh: khoáng chứa SiO2
Nguyên liệu chính để nấu thủy tinh
Tràng thạch (penat)
Cung cấp Al2O3, SiO2 và (KNa)O
Chất trợ dung cho sứ
Hoạt thạch (đá tan)
Khoáng mềm, chứa Mg3[Si4O10](OH)2
Dùng làm phối liệu cho thủy tinh
Đolomit:
Đá vôi chứa nhiều MgCO3
Nguyên liệu gạch chịu lửa đolomit, chất kết dính, phối liệu thủy tinh, gốm sứ
Thạch cao thiên nhiên và anhydrit
CaSO4.2H2O, mềm
CaSO4 anhydrit, cứng
Phụ gia điều chỉnh ximăng, thạch cao
Phế thải công nghiệp
Xỉ lò cao, xỉ nhiệt điện, bã thải công nghiệp nhôm
Dùng thay thế nguyên liệu khoáng, phế liệu
Hóa chất hoặc vật liệu nhân tạo
Bổ sung khoáng còn thiếu
Nguyên tố hiếm uí
7.1.2 Nguyên liệu phụ
Cho thêm vào làm tốt thêm tính chất của sản phẩm
Tạo điều kiện thay đổi ui trình công nghệ
7.2 Sản xuất chất kết dính
7.2.1 Sản xuất vôi
Nguyên liệu
A: 95% CaCO3 25% MgCO3 25% tạp chất
B: 82% CaCO3 10% MgCO3 8% tạp chất
C: 50% CaCO3 40% MgCO3 8% tạp chất
Nung vôi
CaCO3 ⇋ CaO + CO2 – 180KJ
T0 = 6000C phân hủy, 9000C phân hủy mãnh liệt
12000C tạo khoáng vôi chất lượng kém
Kích thước nguyên liệu tối ưu 60 – 200 mm
nLò nung
Lò nung thủ công: 150m3, kích thước nguyên liệu 150 – 300mm, chu kỳ 12 – 20 ngày, nung 5 – 9 ngày. Tiêu tốn 16800 KJ/Kg CaO
Lò đứng: liên tục hoặc nửa liên tục, nhiên liệu rắn, khí hoặc bán khí, đường kính lò: 1 – 4m, cao 8 – 10m, nguyên liệu 60 – 80 mm, tiêu tốn 4180 – 6400 KJ/kg CaO
nSự đóng rắn của vôi
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O
Đóng rắn chậm
Trộn thêm cát và xỉ để chống co
Trộn thêm rỉ đường, bột giấy, mùn cưa…
7.2.2 Công nghệ sản xuất ximăng Pooclang
Nguyên liệu đá vôi và đất sét
ui trình gồm 3 công đoạn:
Chuẩn bị nguyên liệu và phế liệu
Nung 14500C, làm lạnh đột ngột 6750C
Nghiền, trộn phụ gia, đóng bao
Nung ximăng bằng lò đứng hoặc lò uay
Lò đứng: chiều cao 3,4 – 4 lần đường kính
chia làm 3 vùng: sấy, nung, làm lạnh
Lò uay: lò nằm nghiêng, nung khô hoặc ướt
Lò đặt nghiêng 1 góc 3 – 50. Tỷ số chiều cao/đường kính = 30 – 40 lần
Lò làm việc theo nguyên tắc ngược chiều
Chia làm 6 vùng:
Vùng sấy và đốt nóng: 50 – 60% chiều dài
Vùng phân hủy: 20 – 23%
Vùng tỏa nhiệt: 5 – 7%
Kết khối: 10 – 15%
Làm lạnh: 2 – 4%
Ra khỏi lò nung làm nguội nhanh đến 100 – 2000C
Ủ tiếp 10 – 15 ngày
Nghiền độ mịn 8 – 10% còn lại trên sàng số 85 (4900 lỗ/cm2)
Trộn phụ gia CaSO4.2H2O
Đóng bao
7.3 Công nghệ sản xuất thủy tinh
7.3.1 Nguyên liệu và phối liệu
Nguyên liệu chính
Cát cung cấp SiO2 tạp chất Fe2O3 có hại < 0,1 – 0,25%
Tràng thạch cung cấp Al2O3
Đá vôi và đolomit cung cấp CaO và MgO
Hàn the Na2B4O7.10H2O cung cấp B2O3 và oxit kiềm
Xôđa hoặc Na2SO4, K2CO3
Thủy tinh vỡ 15 – 30%
Nguyên liệu phụ
Chất khử bọt: oxit asen, oxit antimon
Chất khử màu
Chất nhuộm màu
Chất làm gợn đục
Phối liệu
Cỡ hạt tốt nhất 0,7mm
Độ ẩm 3 – 5%
Hàm lượng khí để khuấy trộn
Độ đồng nhất
Chuẩn bị phối liệu
Làm giàu cát: tách oxit sắt và hợp chất hữu cơ
Sấy nguyên liệu đá: 4000C, cát: 900 – 10000C
Đập, nghiền, sàng
Đóng bánh
7.3.2 Giaiđoạn nấu
1.Giai đoạn tạo silicat 900 – 11000C
2.Giai đoạn tạo thủy tinh 1150 – 13000C
3.Giai đoạn khử bọt 1400 – 15000C
4.Giai đoạn đồng nhất lưu ở nhiệt độ khử bọt
5.Giai đoạn làm lạnh 1100 – 13000C
nLò nấu thủy tinh
Lò gián đoạn: lò vôi dung tích 100 – 200kg; lò bể dung tích 1 – 5 tấn/bể
Lò liên tục rộng 2 – 5m, dài 8 – 10m, năng suất 5 – 100 tấn/ ngày
7.3.3 Tạo hình và gia công sản phẩm thủy tinh
Tạo hình
Ép ở nhiệt độ thủy tinh còn mềm
Thổi dùng cho sản phẩm rỗng
Kéo dùng tạo thanh, vừa kéo vừa thổi để tạo ống
Dát dùng cho sản phẩm có bề dày, diện tích lớn
Chắp nối dùng cho sản phẩm có sản phẩm phức tạp và cùng loại thủy tinh
Gia công
Hấp hay ủ làm cho sản phẩm bền thường 400 – 6000C
Tôi làm cho sản phẩm bền cơ
Mài dùng cho sản phẩm chính xác hoặc nhám
Dùng HF để khắc lên thủy tinh
Dùng ete silicon etylic [Si(OC2H5)4] tráng lên thủy tinh
Vẽ men màu lên thủy tinh
Tráng bạc, tráng nhôm lên thủy tinh
7.4 Công nghệ sản xuất gốm sứ
7.4.1 Nguyên liệu
Đất sét thêm phụ gia để giảm độ cao
Phụ gia cát, thạch anh, cao lanh…
Chất trợ dung tràng thạch
Phụ gia cháy như than mùn cưa
7.4.2 Phương pháp sản xuất gốm
Phương pháp dẻo dùng cho đất sét độ ẩm cao
Phương pháp bán khô dùng cho đất sét có độ ẩm trung bình
Phương pháp đúc rót dùng cho sản phẩm mỏng, hình dáng phức tạp
7.4.3 Nung sản phẩm gốm thô
Sấy khô 100 – 2000C
Đốt nóng 200 – 9000C
Nung cao lửa 900 – 10500C
Giai đoạn làm nguội
1050 – 6000C làm lạnh nhanh
600 – 5000C làm lạnh từ từ
500 – 400C làm lạnh nhanh
7.4.4 Sản xuất gốm mịn – sứ
Nguyên liệu giống như gốm nhưng thêm thạch anh, cao lanh, tràng thạch
Nung sứ: trước khi nung cần sấy đến độ ẩm 1 – 2%
7.4.5 Tráng men và trang hoàng sản phẩm
Men là lớp thủy tinh mỏng 0,1 – 0,3mm
Có 2 loại men:
Men dễ chảy có oxit kim loại kiềm, kiềm thổ, chì, nhiệt độ nóng chảy 950 – 11800C
Men khó chảy chứa oxit silic ở nhiệt độ 1180 – 13500C
Tráng men có thể nhúng, phun, dội, lăn
Có thể tráng sau khi sấy rồi nung
Tráng lên sản phẩm đã nung phải nung lại
Có thể trang trí bằng các men màu
Có 2 loại màu
Màu trên men sau khi nung người ta dính màu rồi nung lần 2 ở 600 – 8500C
Màu dưới men người ta dính màu rồi tráng men
Chất màu có 2 phần
Chất màu gồm các oxit màu
Chất mồi chảy thủy tinh dễ chảy