Способы производства цемента

Цемент относится к категории гидравлических вяжущих компонентов. Считается самым востребованным строительным материалом. Получается при помоле цементного клинкера, получаемого обжигом природного или искусственного сырья. Так как в природе редко встречаются породы подходящего состава, большинство производителей использует смесь карбонатного щебня и глины.

Качество портландцемента зависит от содержания оксидов кальция, не менее 60-68 %, кварца 19-25 %, алюминия 4-8 %, железа 2-6%. Наличие повышенного содержания сернистого ангидрида, более 3,5 % или окиси магния более 4,5 %, может привести к усадке цементного камня при твердении. Для улучшения качественных показателей готового продукта, в клинкер при помоле добавляют активные минеральные добавки в виде доменного шлака, измельченных вулканических пород.

Добыча и первичная обработка сырья

В качестве основного сырья используется известняк желтого или зеленоватого оттенка. Добывается в карьерах глубиной до 10 км открытым способом. Залегает неравномерными пластами, количество которых не более 4-х. Известняк, прошедший 3-х разовое дробление в карьере, транспортируется на производство автомобильным или ж-д транспортом.

После предварительной сушки на складе под навесом, проводится первичный помол шихты с добавлением специальных добавок, корректирующих качественный состав. Для этого используются следующие способы приготовления цементного клинкера:

Мокрый

Поступившая из карьера глина, предварительно измельчается в валковых дробилках и перерабатывается в жидкую фазу. Затем точно взвешенные сырьевые компоненты, состоящие из молотого известняка, мела, жидкой глины, измельчаются и перемешиваются в сырьевой мельнице при добавлении воды.

В результате получается сырьевой шлам с влажностью 32-45 %. С помощью гидравлических насосов он перекачивается в вертикальные резервуары, где выдерживается и корректируется до заданного количественного, химического состава. Готовая смесь из резервуаров поступает в горизонтальные шламбассейны, где хранится до начала обжига, который осуществляется в длинных вращающихся печах.

Полученный цементный клинкер из печи поступает в специальный холодильник, после чего, пройдя предварительное дробление вместе с гипсом, поступает на герметичный бункерный склад. Для окончательного дробления используются шаровые мельницы. Они обеспечивают необходимую тонкость помола, от которой зависит активность цемента.

Этот способ производства цемента используется в том случае, если известковый мергель имеет значительные отклонения от требуемого химического состава, а в глине присутствуют посторонние примеси. Кроме того значительно уменьшается загрязнение окружающей среды. Однако на стоимость конечного продукта влияет большой расход топлива при обжиге.

Сухой

После предварительного дробления, сушки, известняк и глина загружается в сепараторную мельницу, где сырье размалывается и одновременно сушится до влажности 1-2 %. Готовая минеральная мука подается в специальные силосы для создания запаса, корректировки количественного и химического состава. После этого направляется в ступенчатые циклонные теплообменники для окончательной сушки, дегидратации, декарбонизации во взвешенном состоянии.

Из циклонов подготовленный состав муки подается в наклонную печь, в которой сырье обжигается, перемещаясь навстречу горючим газам сгоревшего топлива. Спекшийся клинкер пересыпается в холодильник и поступает на склад. После охлаждения, выдержки, перемалывается с помощью шаровой мельницы. Готовый цемент перекачивается в герметичные емкости для хранения и отправки потребителям. Этот способ производства наиболее распространен, так как считается более экономичным.

Комбинированный

Шлам влажностью 32-45 %, полученный по мокрой технологии, после выдержки в вертикальных резервуарах фильтруется в вакуум-прессах до влажности 15-20%. Затем смешивается с цементной пылью, гранулируется и поступает в печь для обжига. Далее следует последовательность операций идентичная предыдущим способам производства.

Вывод

Технология производства цемента подбирается в зависимости от качества сырья, его химического состава, физического состояния, наличия ближайших источников топлива, населённых пунктов, экологических требований.