Тема 3. Виробництво мінеральних в’яжучих

Портландцемент – гідравлічний вяжучий матеріал мінерального складу,здатний тверднути у воді і на повітрі.

Згідно ДСТУ 9183:2022 існує цемент таких типів і марок:

• Тип 1 – має в своєму складі від 0 до 5% мінеральних добавок; марки цементів – 300, 400, 500, 550, 600;
• Тип 2 – з мінеральними добавками від 6 до 35%; марки цементів – 300, 400, 500, 550, 600;
• Тип 3 – шлакопортландцемент– добавок від 36 до 80% (мелений гранульований доменний шлак) марки 300, 400, 500;
• Тип 4 – пуцолановий цемент – добавок ( наприклад, трепел) від 21 до 55%, марки 300, 400, 500;
• Тип 5 – композиційний цемент – від 36 до 80% добавок; марки 300, 400, 500.

Сировина для виробництво цементу

Це карбонатні породи (75%) – вапняки, крейда, черепашники, вапнякові туфи. Найбільші родовища – Хмельницька (Гуменецькі вапняки), Тернопільська, Сумська, Львівська, Миколаївська області.

Також використовують алюмосилікатний компонент клінкеру (25%) – глини, суглинки, леси, мергелі – суміші вапняків з глинами та доменні і гранульовані шлаки, золи, відходи вуглезбагачення, нефеліновий шлам.

Технологічний процес виробництва цементу

Виробництво поділяють на дві стадії:

1. Видобування і транспортування сировини ( вапняку і глини); її подрібнення і приготування шихти, випалювання шихти з отриманням напівфабрикату – цементного клінкеру;
2. Сушіння добавок і помел клінкеру з гіпсом і добавками ( може проводитись і на іншому підприємстві).

Оптимальна потужність цементного заводу – 2 млн.т/рік. Для цього потрібно 3,5 млн.т.сировини.

Цементні заводи розміщені поблизу кар’єрів. Видобування проводять відкритим способом за допомогою скреперів, екскаваторів, гідромеханізмів. Транспортування відбувається підвісною канатною дорогою, стрічковими конвеєрами, самоскидами і думпкарами.

Основні способи виробництва цементу: сухий, мокрий, комбінований.

Процес приготування сировинної суміші включає:

• подрібнення (крупне і тонке);
• дозування;
• змішування сировинних компонентів;
• коригування хімічного складу сировинної суміші;
• гомогенізація відкоригованої суміші;
• подавання суміші на випалювання.

Зони обертової печі:

1. випаровування (70…200°C);
2. підігрівання та дегідратація (200…700°C);
3. декарбонізація (700…1100°);
4. екзотермічні реакції (1200…1300°C);
5. спікання (1300..1450..1300°C);
6. охолодження (1300…1000°C).