IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Цемент давно зарекомендовал себя как надежный, простой в использовании и недорогой материал, который нашел себе применение в разнообразных видах строительства. В связи с широкой востребованностью этого продукта, производство его в РФ  постоянно растет, о чем свидетельствует диаграмма. [1]

По данным Федеральной службы статистики Росстат по итогам января- июля 2011 года объем производства цемента составил 30,7 млн. тонн. В то время как в 2010 году за этот же период было произведено лишь 27,1 млн. тонн. За весь 2009 год было произведено 44,3 млн. т., а за 2008 - 43,4 млн. т. готового цемента. [2] Таким образом, становится понятным, что потребность в этом продукте с каждым годом лишь растет. 

Однако при производстве цементов расходуется огромное количество ресурсов Земли: необходимо не только добыть сырье для изготовления смеси, но и обжечь ее, а это около 3500 кДж на кг готового продукта.[3] По этому, для снижения уровня энергозатратности производства было разработано несколько новых технологий.

Для  снижения энергоемкости традиционной технологии производства цемента, многие предприятия сконцентрировали свое внимание на альтернативных видах топлива. К примеру в Австрии, на одном из цементных заводов таким топливом стал глицерин. [4] Глицерин - побочный продукт производства биодизеля. Выгода в основном заключается в низком энергопотреблении глицерина, который при достаточно низких температурах достигает вязкости, необходимой для поддержания огня в горелке.

Помимо глицерина, эффективным оказывается использование в качестве вторичного топлива метанола, этанола, а так же водорода. Все эти вещества не синтезируются специально, а являются лишь побочными продуктами различных химических реакций. Замена традиционных видов топлива, таких как уголь, нефть, газ на альтернативные источники энергии позволяют существенно снижать не только себестоимость цемента, но и беречь ресурсы.

Для частичного или полного устранения негативных моментов, связанных с традиционным процессом производства цемента, была разработана альтернативная технология производства  так называемого бесклинкерного цемента. [5] При таком способе производства из технологического процесса полностью исключается стадия высокотемпературной прокалки клинкера (сырьевой смеси). Это позволяет в несколько раз снизить себестоимость продукта и сократить потребление энергоносителей. При этом свойства бесклинкерного цемента нисколько не отличаются от свойств традиционных видов.

 Бесклинкерный цемент - это шлако-щелочный цемент, основой которого  является шлак. В качестве сырья на выбор могут быть использованы:

- зольная пыль, вулканический пепел, пуццолана;
- известняк, известковая глина, карбонат кальция или доломитизированный известняк;
- песок, глина содержащая песок или известь содержащая песок;

- минеральные отходы, содержащие кальций, алюминий, кремний;
- готовый доменный шлак, полученный в процессе производства чугуна.

При производстве цемента традиционным способом сырье обычно добывается из земли в больших количествах, используются только лишь чистые минералы и оксиды. При производстве бесклинкерных цементов можно использовать продукты, получаемые в качестве отходов на других заводах различных отраслей. Отсутствие необходимости в нагреве и спекании сырьевой смеси помогают избегать вредных выбросов в атмосферу мелких частиц веществ, которые в процессе обжига попадают в воздух.

Не менее важным направлением в снижении энергоемкости производства цемента является общая модернизация предприятий. Необходимо не только изменять технологию изготовления продукта, но и добиваться повышения качества используемых в производстве механизмов, машин и агрегатов. В Германии давно используют аппараты по измерению качества помола сырья, и в соответствии  с данными компьютера выбирается режим работы мельницы. [6] В России же качество цемента до сих пор измеряется по остатку смеси на сите, режим работы мельницы не изменяем, а значит в некоторых случаях расход энергии больше чем требуется.

Постепенно происходит переход на сухую технологию производства цемента. [7] Такой способ обработки целесообразен при влажности сырья до 12 % и явной однородности сырья. Если раньше поступившее влажное сырье проходило полный цикл высушивания в печах, то теперь смесь нагревают в циклонных теплообменниках, что так же позволяет существенно экономить ресурсы, используемые  обычно для работы печей. При сухом способе производства цемента на обжиг клинкера расходуется от 750 до 1200 ккал/кг клинкера, при мокром способе производства-от 1200 до 1600 и выше ккал/кг клинкера.

Таким образом, разработка новых технологий в производстве цемента позволяет существенно экономить ресурсы, энергию, а так же беречь природу, минимизируя выбросы вредных веществ в воздух. Не менее важным так же оказывается тот факт, что производители заинтересованы в таких модернизациях, ведь уменьшение затрат на сырье и топливо, ведет к уменьшению себестоимости готового продукта, оставляя его конкурентоспособным.

Список литературы:

1.Независимый строительный портал. Производство цемента в России 2005-2011гг. Режим доступа:http://www.nsp.su/news/2010-05/5402/

2. Федеральная служба статистики Росстат. Объемы производства цемента. 2008, 2009, 2010 гг.Режим доступа: http://www.gks.ru/

3. Бабич М.В., Киряева Э.Е. Цемент в строительстве. Приоритетные свойства.Режим доступа: http://ceprocem.com.ua/public_5.htm

4.Аналитический портал химической промышленности. Снижение энергозатрат в цементном производстве.Режим доступа: http://www.newchemistry.ru/letter.php?n_id=7460

5.Крона-СМ. Бесклинкерный цемент.Режим доступа: www.elitazh.com/articles/362/

6. Измоденов Ю.А., Комлачев М.Т.Модернизация способов производства цемента.Режим доступа: http://www.flobe.ru/story-9.

7. Отраслевой портал «Цемент-ру». Сухой способ производства цемента.Режим доступа: http://cement.ru/cem-technology/suh

Код для цитирования: Скопировать