процессы цемента

Главные процессы и подпроцессы
Существует четыре главных технологических способа производства - сухой, полусухой, полувлажный и мокрый процесс.
Обычно все эти процессы включают в себя следующие подпроцессы:

• Карьерные работы
• Подготовка сырья
• Подготовка топлива
• Горение клинкера
• Подготовка минеральных добавок
• Размол цемента
• Отправка цемента

Карьерные работы
Природное ("первичное") сырье, например, известняк/мел, известковая глина и глина/сланец добываются в карьерах, которые, в большинстве случаев, расположены поблизости от цементного завода. После добычи сырье дробится непосредственно в карьере и транспортируется на цементный завод для промежуточного хранения, гомогенизации и дальнейшей переработки.
"Корректирующие" материалы, такие как глинозем, железная руда или песок могут быть необходимы в химическом составе сырьевой смеси в соответствии с требованиями процесса и технических требований к продукту. Количество корректирующих материалов обычно очень мало по сравнению с общими объемами основного сырья.
В ограниченных объемах используется "вторичное" (или "альтернативное") сырье, получаемое от индустриальных источников, чтобы заменить природное сырье и коррективы. Таким же образом как традиционное сырье, они могут подаваться на дробилку карьера или непосредственно в процессе подготовки сырья на цементном заводе.
На сегодняшний день, современные методы обработки на компьютере позволяют оценить сырье и оптимизировать долгосрочные и краткосрочные производственные планы.
Подготовка сырья
После промежуточного хранения и догомогенизации сырье сушится и перетирается в определенных и хорошо контролируемых пропорциях в мельницах, в результате чего получается сырьевая мука для сухого (и полусухого) процесса. При влажном (и полувлажном) процессе сырье – катализированная суспензия, измельчается с определенным количеством воды для получения жидкого цементного теста.
В зависимости от технологического процесса может быть применена дополнительная ступень, например, подготовка "гранул" из сырьевой смеси – сухого тонко размолотого вещества (полусухой процесс), или получение "фильтрационного осадка" в процессе осушения жидкого раствора в фильтрующем прессе (полувлажный процесс).
Получающийся промежуточный продукт - то есть сырьевая мука или жидкое цементное тесто (или их производные) - сохраняется и далее гомогенизируется в бункерах сырьевой смеси или шламовых бассейнах, в результате чего достигается и поддерживается необходимый однородный химический состав перед отправлением в печь.
Как правило, приблизительно необходимо 1.5 - 1.6 тонны (сухого) сырья для производства одной тонны спекшегося материала - клинкера.
Подготовка топлива
Обычное (ископаемое) топливо, используемые в европейской цементной промышленности - главным образом уголь (гумат и каменный уголь), топливный мазут (продукт, получаемый в результате очистки сырой нефти) и необработанная нефть (“бункер C”). Природный газ редко используется из-за его высокой стоимости.
"Альтернативные" виды топлива - неорганические топлива, производимые из индустриальных отходов - широко используются в наши дни вместо традиционных видов ископаемого топлива.
Подготовка топлив - то есть измельчение, высыхание, размол, и гомогенизация – обычно производится на месте. Для этого нужны угольные мельницы, бункеры и помещения для хранения твердого топлива, резервуары для жидкого топлива и соответствующий транспорт и системы подачи к печам.
Потребление топлива в значительной степени зависит от основного технологического процесса, применяемого при спекании цементного клинкера.
Спекание цементного клинкера
Готовое сырье поступает в печи, где подвергается процессу тепловой обработки, состоящему из последовательных ступеней высыхания/подогрева, прокаливания (например при получении CO2 из известняка), и спекания (или “клинкеризации”, например при минерализации клинкера при температуре до 1450 ° C). Спекшийся продукт "клинкер" охлаждается потоком воздуха до 100-200 ° C и транспортируется к месту хранении.
Обычно применяются барабанные печи с или без так называемых циклонных теплообменников ( в более современных системах - "декарбонизатор") в зависимости от основного процесса избранного проекта. Сама барабанная печь представляет собой наклонную стальную трубу с соотношением длины и диаметра 10 х 40. Небольшой наклон (от 2.5 до 4.5 %) вместе с медленным вращением (0.5 - 4.5 оборотов в минуту), позволяют перемещать обрабатываемые материалы достаточно долго для достижения термической конверсии требуемых процессов.
Высокая температура в печи используется для сушки сырья, твердого горючего или минеральных добавок в мельнице. Отработанные газы проходят через электростатические осадители или системы мешочных фильтров прежде, чем выпускаются в атмосферу.
Размол цемента
Портландцемент производится путем совместного размола клинкерного цемента с небольшим количеством природного или индустриального гипса (или ангидрита) на цементном заводе. Цементы с добавками (или "смешанный" цемент) содержат другие элементы, например, раздробленный доменный шлак, природный или индустриальный туф (например, вулканические туфы или зола – отходы от тепловых электростанций), или инертные наполнители, такие как известняк.
Минеральные добавки вводятся при дроблении вместе с клинкером или размалываются отдельно и смешиваются с портландцементом.
Размалывающие установки могут быть расположены отдаленно от производства клинкера.
Различные типы цемента должны храниться отдельно в цементных бункерах до укладывания в мешки и отправки потребителю.
Подготовка минеральных добавок
Минеральные добавки из природных или индустриальных источников, которые будут использованы в цементе с добавками, должны быть вначале высушены, раздроблены или перетерты в отдельных сооружениях на месте. Отдельные “перемалывающие заводы”, где производятся минеральные добавки, могут быть расположены далеко от места производства клинкера.
Отправка цемента
Цемент может быть отправлен или насыпью, или упакованный в мешки и уложенный в штабеля для отправки. Использование видов транспортировки (то есть дорог, железных дорог, водных путей) зависит от местных условий и требований.