Цемент – универсальный строительный материал, используемый в чистом виде, а также как компонент штукатурных смесей, бетона и железобетона. Производство цемента – это энергоемкий и дорогостоящий процесс, осуществляемый разными способами. Традиционные методики основаны на предварительном получении клинкера. Гораздо дешевле конечный продукт, изготовленный по бесклинкерной технологии или кустарным методом.
Технологии производства с клинкером
1. Мокрый.
Крупные куски известкового компонента (мела) и глины сначала дробят, затем перемалывают в мельницах или измельчают в болтушках с помощью воды. Глиняный шлам перекачивается в мельницу, где он перерабатывается вместе с известняком. В специальных бассейнах выравнивается химический состав сметанообразной шламовой смеси, затем она подается в наклонную печь – вращающийся барабан диаметром 7 м и длиной около 200 м. На выходе из печи (в месте горения топлива) при температуре около 17 000 °C происходит спекание клинкера. Его охлаждают, дробят и перемалывают с гипсом и минеральными добавками (не путать с пластификаторами для цементного раствора), сушат, вновь измельчают.
Метод применяют, если влажность добытых ископаемых больше 10% или если глина и известняк имеют низкую твердость. Плюс: упрощение измельчения с помощью воды. Минус: большой расход тепла.
2. Сухой.
Схема меняется на стадии изготовления известково-глиняного шлама. Его сушат и перемалывают в сырьевую муку (операции проводятся одновременно или раздельно). Плюс: при образовании клинкера вдвое сокращается длина печи и расход топлива; если в шихту ввести СаС12, то реакция идет при пониженной температуре. Эта методика получает широкое распространение на цементных заводах, она более приемлема при влажности сырья менее 10%.
3. Комбинированный.
Начало процесса сходно с мокрым производством. Подготовленный шлам влажностью до 45% обезвоживается в вакуумфильтре до 20%, в смесь добавляется пыль для поглощения воды. Обжиг производится в шахтной печи, из нижней части которой выгружается клинкер. Плюсы: экономия энергоносителей, упрощение конструкции оборудования.
Для декоративного оформления фасадов применяют белый портландцемент. Белизну материалу придают гипс, диатомит и клинкер с малым содержанием железа, марганца и титана. Технология получения цемента отличается повышенными требованиями к чистоте сырья, проведением отжига на топливе, не образующем золы. Клинкер отбеливают в три этапа: вводят в его состав хлориды, выдерживают в специальной жидкости, охлаждают в конвертированном газе.
Без клинкера
В качестве сырья используют зольную пыль, известняк, глину с содержанием песка, минеральные отходы с кальцием, алюминием, кремнием, доменный шлак после выплавки чугуна. Этапы получения цемента «холодным способом»:
· плавление сырья при 1 450 °C в плавильной печи, работающей на угле, жидком топливе или газе;
· водное охлаждение расплава с одновременной грануляцией, помол гранулята;
· смешивание гранул с определенным количеством порошкообразного шлака, песка, глины или извести, добавление специального активизатора (2 – 5%).
Преимущества метода: исключаются расходы на строительство барабанной печи, снижается потребление топлива, сокращается технологическое время. Даже при мелкосерийном производстве себестоимость продукта уменьшается втрое.
