Производство цемента
Процесс изготовления цемента является довольно дорогой процедурой, поскольку сопряжен с технологиями, требующими колоссальные энергетические затраты. Этот процесс происходит на цементных заводах, которые часто располагают в местах добычи минералов, которые используются в качестве исходного сырья.
Весь технологический процесс производства можно разделить на две части. Первая – это выполнение работ по получению клинкера, вторая – выполнение работ по получению цемента. В свою очередь первую часть можно разделить на несколько стадий.
Это процесс добывания сырьевых компонентов, транспортирование их на завод, дробление и измельчение сырья, составление смеси сырьевых компонентов и последующая ее корректировка. Затем происходит непосредственно получение клинкера путем высокотемпературного обжига смеси. Первая часть работ, которая подразумевает собой получение клинкера, является самой энергоемкой, сложной и дорогостоящей. Клинкер – наиболее дорогая часть цемента, составляющая от его цены 80%.
Вторая часть технологического процесса, целью которой является получение готового цемента из клинкера, также делится на несколько стадий. Первым делом осуществляется процесс дробления кусков клинкера поступающих из печи.
Затем осуществляется сушка необходимых сырьевых компонентов, процесс дробления гипсовых камней, и наконец, результирующая стадия – тонкий помол клинкера, гипса и минеральных добавок, в результате чего получается цементный порошок, незамедлительно отправляемый в силосные склады.
Первая стадия получения клинкера – добыча сырьевых компонентов, ведется преимущественно в известняковых месторождениях. Месторождение разрабатывают сносом, т.е. несколькими мелкими взрывами сносят небольшую часть горы и при этом открывается путь к залежам известняка. Наибольший слой его находится на глубине 10 м, и по толщине составляет около 0,7 м. Полученный материал доставляют на завод, где происходит стадия дробления материала, помола, смешивания с другими минералами с целью образования смеси. Затем смесь обжигают, в результате чего получается клинкер.
Очень важно осознать, что существуют различные виды сырья с присущими каждому виду характеристиками. Поэтому для каждого вида сырья применяется наиболее подходящий способ обработки. Выбор оптимального способа значительно улучшает экономические показатели производства, поскольку в данном случае оптимизированы все процессы, проходящие над сырьем.
При этом достигается наиболее тонкий помол и качественное перемешивание минеральных компонентов смеси при наименьших энергозатратах. Поэтому существует несколько способов производства клинкера, которые отличаются технологическими процессами при подготовке смеси сырьевых компонентов.
- Различают мокрый, сухой, комбинированный и полусухой способы производства.
Суть мокрого способа заключается в осуществлении стандартных процедур, таких как помол сырья, смешивание и корректировка состава, в присутствии некоторого количества воды. Принцип сухого способа – в осуществлении этих операций без доступа воды. Полусухой способ заключается в гранулировании сырьевых компонентов с добавлением ограниченного небольшого количества воды.
Каждый способ подготовки смеси имеет свои недостатки и преимущества. К примеру, расход энергии для обжига сырьевой смеси существенно больше при мокром способе, но при присутствии воды в стандартных процедурах обработки смеси улучшает измельчение и смешиваемость компонентов. При этом для сухого способа требуются печи гораздо меньшего объема, т.е.
при одинаковых печах завод, работающий по принципу сухого способа, будет производительней завода, использующего мокрый способ, как минимум в два раза. Комбинированный способ, как понятно из названия, совмещает в себе лучшие преимущества основных способов. Его суть в приготовлении смеси компонентов по мокрому способу, а затем в усиленном осушении и обжиге в печах уже в полусухом состоянии.
Выбор наиболее выгодного со всех точек зрения способа происходит при учете некоторых факторов различного характера. Определяющим среди них является влажность сырьевых компонентов. При влажности сырья, составляющей около 8-10%, оптимальным решением является выбор мокрого способа. Этот способ также выбирают при необходимости обработки мягких компонентов, которые хорошо смешаются в водной среде, например, мел и глина.
При влажности сырья не превышающей 8%, при однородном сырье целесообразно использовать сухой способ. Полусухой приемлем для сырьевых компонентов пластичного типа, которые хорошо образуют гранулы. Комбинированный способ очень уместен при легкой фильтруемости сырьевых материалов.
В России 80% заводов работает по мокрому способу производства цемента, однако большинство развитых стран отдало предпочтение более выгодному в экономическом плане сухому способу. Анализируя возможные ситуации, руководство большинства ведущих российских заводов приняло решение о внедрении сухого способа производства, поэтому цементная промышленность России в скором времени осуществит скачок в развитии.
