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Chimie Ind. Inorg PPT

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UNIVERSITE TECHNIQUE KATUMBA MWANKE
Faculté polytechniques
Département de chimie industrielle
Travail pratique sur:
les industries de la chaux et du ciment
Présenté par:
NDALA KIBANGASASE David
Promotion :G3/chimie industrielle
Encadreur: Ass.Ir Kennedy KALENGA
Juin 2019
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Groupe 3: industries de silicates
Présenté par:
NDALA KIBANGASASE David-Samuel
NKULU KATEBE Thierry
NGOYI LUSA DIAMINDA Berry
G3/ Chimie industrielle
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a) Industrie du ciment
1. Introduction
Le ciment est le matériau de base pour la
construction d’ouvrages de bâtiment et de
génie civil. La production de l’industrie
cimentière est directement liée à l’activité du
secteur de la construction en général et est
donc étroitement tributaire de la conjoncture
économique générale.
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2. Matière première
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Les composants principaux du ciment en
termes d’oxydes de métal sont le CaO , Le
SiO2 ,Al2O3 et le Fe2O3. Habituellement, le Ca
provient de la castine, le Si du sable ou de la
cendre volante, l’Al de la cendre volante ou
de l’argile et le Fe du minerai de fer ou de la
scorie.
Le composant principal du ciment classique
est le clinker. Il est obtenu à partir de la
cuisson d’un mélange de calcaire (environ
80 %) et d’argile (environ 20 %) appelé
“cru”.
3. Procédé de fabrication
1. Carrières (calcaire,
argile)
9. Cuisson
2. Extraction des matières 10. Refroidissement
premières
3. Acheminement
11. Stockage du clinker
4. Concassage
12. Ajouts
5. Pré-homogénéisation
13. Broyage du
ciment
6. Broyage du cru
14. Stockage dans des
silos à ciment
7. Filtrage
15. Expédition
8. Préchauffage
16. Analyses des
prélèvements
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4. Etapes de la fabrication du ciment
Étape 1 : L’extraction des matières premières
.
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Étape 2 : La préparation du cru
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Composant du cru
Proportion
Carbonate de calcium
(CaCO3)
Silice (SiO2)
77 à 83 %
Alumine (Al2O3)
2 à 10 %
Oxyde de fer (Fe2O3)
1,5 à 5 %
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13 à 14 %
Le cru peut également être obtenu avec
d’autres matières comme les laitiers. Le
recours à ce matière alternative aide à
préserver les ressources naturelles.
Étape 3 : La cuisson
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Le cru pénètre ensuite dans un four à
calcination. Ce mode de cuisson permet
d’acheminer progressivement la matière à
contre-courant des gaz chauds grâce à une
lente rotation de 1 à 3 tour/min. Le temps de
parcours de la matière peut varier entre 20
minutes et 1 heure, selon les techniques de
production employées. L’intérieur des fours est
en général revêtu de briques réfractaires, ce
qui permet d’atteindre une température de
1450°C et de déclencher un phénomène
physico-chimique appelée la “clinkérisation”
(des différents oxydes).
Étape 4 : Le refroidissement
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Étape 5 : Les ajouts
Cette étape consiste à doser les différents
constituants du ciment. Ainsi, plusieurs types de
ciment peuvent être créés selon les produits
ajoutés, appelés “adjuvants”.
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En général, une petite quantité de plâtre (3 à 5 %)
et de gypse sont ajoutées au clinker afin de réguler les
caractéristiques de prise du ciment. Si le clinker constitue
en général l’élément de base du produit fini, notamment
pour les ciments Portland, il peut néanmoins être
mélangé et broyé avec d’autres minéraux industrielles ou
naturelles :
– le laitier de haut-fourneau (pour obtenir un ciment
écologique),
– des cendres volantes de centrales électriques au
charbon (aux propriétés pouzzolaniques),
– des fillers (matières souvent très fines généralement à
base de calcaire),
– différentes formes de sulfate de calcium (gypse,
anhydrite) qui peuvent être utilisés pour réguler le temps
de prise du ciment.
Étape 6 : Le broyage
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Étape 7 : L’expédition
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Étape 8 : Le contrôle qualité
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Les méthodes de fabrication du ciment
Il existe quatre méthodes de production de
ciment différentes, selon la technique employée
lors du mélange du cru :
La fabrication du ciment par voie humide
Le calcaire et l’argile sont broyés finement et
malaxé avec une grande quantité d’eau de
façon à former une pâte assez liquide (28 à 42
% d’eau). On brasse énergiquement cette pâte
dans des bassins de 8 à 10 m de diamètre. Le
cru peut être corrigé chimiquement avec des
additions appropriées de calcaire ou d’argile
notamment.
Une fois homogénéisée, cette pâte est ensuite
introduite à l’entrée d’un four rotatif, chauffé à
son extrémité par une flamme intérieure pouvant
atteindre les 2000°C. Ce procédé consomme
beaucoup de combustible pour évaporer l’eau
excédentaire ; c’est la raison pour laquelle on lui
préfère d’autres méthodes de fabrication.
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La fabrication du ciment par voie semihumide
La fabrication du ciment par voie semi-humide est
une dérivée de la voie humide. Elle commence
comme la précédente, mais avant d’être introduite
dans le four, la pâte est débarrassée d’une partie de
son eau grâce à des filtres-presses.
La fabrication du ciment par voie sèche
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Le cru est d’abord homogénéisé et éventuellement
corrigé chimiquement par l’apport de bauxite, oxyde de
fer ou autres matériaux fournissant le complément
d’alumine et de silice requis.
Puis, il est séché et finement broyé de sorte à obtenir
une poudre. Cette dernière est ensuite acheminée
depuis le silo d’homogénéisation, vers l’étape de
préchauffage et jusqu’au four proprement dit.
La fabrication du ciment par voie semi-sèche
Cette méthode de fabrication est une dérivée de la voie
sèche. Sa particularité réside dans une manipulation
supplémentaire : la poudre est transformée en
“granules” par humidification dans de grandes assiettes
rotatives inclinées avant d’être introduite dans le four
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b) Industrie de la chaux
1. Introduction
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La chaux est utilisée il y a 8000 ans au Proche
Orient. Il a également été prouvé que, dans la
construction, l’usage de la chaux vive (CaO) et de
la chaux hydratée (Ca(OH)2) était courant dès l’an
mille avant J-C. La chaux est employée dans un
large éventail de produits et d’applications, chacun
correspondant à des exigences particulières du
marché. Par exemple, la chaux et ses dérivés
servent de fondant pour l’affinage de l’acier, de
liant dans le bâtiment et la construction et, dans le
traitement de l’eau, pour précipiter les impuretés
2. Procédé de fabrication
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La matière première pour la fabrication de la
chaux est le calcaire (pierre à chaux) ou, dans une
moindre mesure, la dolomie ou le calcaire
dolomitique. Le calcaire représente 10 % du
volume total des roches sédimentaires de notre
planète. les étapes élémentaires du procédé
général de fabrication de la chaux:
extraction des matières premières à partir des
gisements de calcaire,
stockage et préparation du calcaire,
calcination du calcaire,
hydratation et extinction de la chaux vive,
broyage de la chaux vive,
autres traitements de la chaux,
stockage, manutention et transport.
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Le procédé de fabrication de la chaux consiste
à brûler des carbonates de calcium ou de
magnésium à des températures comprises entre
900 et 1200 °C qui sont suffisamment élevées
pour libérer le dioxyde de carbone et obtenir
l’oxyde dérivé (CaCO3 → CaO + CO2). L'oxyde de
calcium produit par le four est habituellement
concassé, broyé et/ou tamisé avant d'être
transporté vers le stockage en silo. De là, la
chaux calcinée est soit livrée à l’utilisateur final
pour servir sous la forme de chaux vive, soit
transférée vers une station d’hydratation où elle
entre en réaction avec de l’eau afin de produire
de la chaux hydratée ou éteinte.
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c) Conclusion
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Le ciment est un matériau de base dans les
secteurs du bâtiment et du génie civil. La
chaux est employée dans un large éventail de
produits et d’applications, chacun
correspondant à des exigences particulières du
marché. Par exemple, la chaux et ses dérivés
servent de fondant pour l’affinage de l’acier, de
liant dans le bâtiment et la construction et,
dans le traitement de l’eau, pour précipiter les
impuretés. Elle est également largement
utilisée pour la neutralisation des constituants
acides des effluents industriels et des gaz de
carneau.
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Merci de votre
attention
!!!
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