Какое сырье используется при производстве цемента

Цементное сырье

ЦЕМЕНТНОЕ СЫРЬЁ (а. cement raw materials; н. naturlicher Zementstein, Rohstoff fur Zementindustrie; ф. materiaux de ciment; и. materia prima de cemento) — минеральные образования, которые используются для производства цемента. Для производства 1 т цементного клинкера (полупродукта, получаемого при обжиге тонкоизмельчённой смеси известняка с глиной) расходуется 1,7-2,1 т основного минерального сырья средней влажности, причём 75-82% составляет карбонатный компонент, 18-25% глинистый. Все другие виды сырьевых материалов (железистые добавки, флюорит, фосфогипс, кремнефтористый натрий) используются в значительно меньших количествах. Из природных образований в качестве добавок при помоле цемента широко применяются искусственные гидравлические добавки (доменные гранулированные шлаки, золы уноса сланцев и углей при сжигании их в топках электростанций), а также осадочные и вулканические горные породы, а для регулирования сроков схватывания цемента — гипс.

Из карбонатных пород используются: известняк, мел, известняк-ракушечник, известковый туф; из карбонатно-глинистых — мергелистый известняк, мергель, из глинистых — глины, суглинки, глинистый сланец, лёсс, лёссовидные суглинки. В качестве добавок применяют породы осадочного (диатомит, трепелы, опоки, глиежи, спонгиолиты) и вулканического (пеплы, туфы, пемза и тpacc) происхождения. В последние годы в сырьевую цементную шихту вводятся техногенные продукты, шлаки, золы, заменяющие глинистую и частично карбонатную или только глинистую часть шихты. Технические условия, определяющие качество основных видов цементирования скважин для производства портландцементного клинкера, учитывают химически-минералогический состав клинкера, характеризующийся коэффициент насыщения (KH), силикатным (л) и глинозёмным (р) модулями.

Реклама

KH кремнезёма известью (отношение количества оксида кальция в клинкере, фактически связанного с кремнекислотой, к его количеству, теоретически необходимому для полного связывания кремнекислоты в 3-кальциевый силикат) изменяется от 0,85 до 0,95. Значение n (отношение % содержания в клинкере кремнекислоты к сумме % содержания оксидов алюминия и железа) равно 1,7-3,5, а р (отношение % содержания в клинкере оксида алюминия к % содержанию оксида железа) от 0,9 до 2,5.

Карбонатное цементное сырье должно содержать (%): CaO не менее 43,5 при благоприятном значении n и р; MgO не более 2,95; предельное содержание MgO в известковом и глинистом компонентах определяется исходя из условия содержания MgO в клинкере не более 5, а содержание R₂О(Na₂О + К₂О) не должно превышать 3-4 (суммарно); SO₃ не более 1 ; P₂O₅ не более 0,4. При этом содержание SiO₂, Al₂O₃ и Fe2O₃ должно обеспечить необходимые значения пир.

В глинистом цементном сырье допускается значение n от 2,6 до 3,5 и р от 1,5 до 3. При таких значениях модулей глинистые породы должны содержать (%): SiO₂ 50-65; Al₂O₃ 15-20; Fe2O₃ 6-10; SO₃ не более 1; P₂O₅ не более 0,6; TiO₂ не более 2 (содержание CaO не ограничивается). Наряду с полезными компонентами (CaO, SiO₂, Al₂O₃ и Fe2O₃) в цементном сырье имеются вредные примеси, особенно при их значительном содержании в сырье (MgO, К₂О, Na₂О, Cl, P₂O₅, SO₃, TiO₂, MnO), а также кремневые включения в виде прослоек халцедона и сульфатная сера.

Применяемое цементное сырье для производства клинкера карбонатные и глинистые породы имеют неоднородный химический состав. Изменение его вызвано доломитизацией, окремнением пород, наличием включений изверженных горных пород и карстового песчано-гравийного материала. Эти примеси влияют на физико-механические свойства добываемых пород, которые изменяются: плотность от 2,5 до 3 т/м 3 ; объёмная масса от 1,75 до 2,74 т/м 3 ; коэффициент разрыхления от 1,27 до 1,7; естественная влажность от 1,13 до 10,7% (у мелов от 25 до 32%); пористость от 33 до 34%; временное сопротивление сжатию от 4 до 196 МПа; водопоглощение от 0,8 до 4,8%.

Разведанные запасы цементирования скважин на территории CCCP распределены неравномерно и сосредоточены в основном в районах регионального распространения карбонатных и глинистых пород различного возраста. Крупнейшие месторождения, на базе которых действуют цементные заводы: Афанасьевское, Щуровское, Кумовогорское, Фокинское, Белгородское, Себряковское, Вольское, Ванькинское, Новопашийское, Кунарское, Шеинское, Яшкинское, Соломинское, Новороссийское, Джегутинское, Мазульское, Таргашинское, Слюдянское («Перевал»), Лондоковское, Длиногорское в РСФСР; Амвросиевское, Краматорское, Шебелинское, Добрянское, Здолбуновское, Гуменецкое, Бахчисарайское в Украинской CCP; Резинское в Молдавии; Колядичи и Каменка в Белоруссии; Пунане-Кунда, Карпенай и Сатини-Сесиле в Прибалтике; Цители-Цкаройское, Карадагское и Араратское в Закавказье; Астаховское, Новотаубинское, Сажаевское и Казы-Куртское в Казахстане; Керминское, Кувайское, Карахтайское и другие в Средней Азии.

В CCCP разведано 326 месторождений цементного сырья (1986), суммарные запасы которых по категориям А+В+С1 составляют около 17,6 млрд. т карбонатных и более 4,1 млрд. т глинистых пород, около 950 млн. т гидравлических песчанистых добавок. Основная масса разведанных запасов цементного сырья сосредоточена в РСФСР (56,5% карбонатных и 55,2% глинистых пород), на Украине (12,7 и 13,5% соответственно) и в Казахстане (13 и 12%).

Добыча цементного сырья в CCCP в 1985 производилась на 155 месторождениях и составила 174,3 млн. т карбонатных и 31,1 млн. т глинистых пород, 7,2 млн. т гидравлических добавок.

Сведений о мировых запасах цементного сырья нет. Но учитывая, что карбонатные и глинистые породы встречаются практически в отложениях всех геологических возрастов, их широкое площадное распространение и значительные мощности, мировые запасы цементного сырья огромны. По оценочным данным, мировая добыча цементного сырья в 1985 составила (млн. т): около 1200 карбонатные и 230 глинистые породы.

Использование отходов местного производства как компонентов вещественного состава цемента при производстве бетонных изделий

Использование вторичного сырья в производствебетонных изделий позволяет решить одновременно несколько важнейших задач: обеспечитьэкономию природных сырьевых и топливно-энергетических ресурсов, повыситьэффективность производства, улучшить экологический баланс каждого региона страны,сократить отвод хозяйственно пригодных земель под карьеры и отвалы для храненияотходов местного производства.

Цементная промышленность СССР ежегодно использоваласвыше 30 млн т вторичного сырья, главным образом отходов и побочных продуктовдругих отраслей промышленности в качестве компонентов вещественного составацементов.

К таким компонентам вещественного составацементов относятся электротермофосфорные и доменные шлаки, белитовые и другие шламы,миллионы тонн зол и шлаков ТЭС, отходы производства химической промышленности, чернойи цветной металлургии, целлюлозно-бумажного производства и многое другое. Применениеотходов позволяет снизить на 20% потребность в клинкерном портландцементесберечь большое количество электроэнергии.

Цементной промышленностью за долгие годы былапроделана большая работа по расширению ассортимента пригодных для использованияпромышленных отходов. Результаты этой работы необходимо использовать сегодня!

Была доказана эффективность использованияи внедрения в производство доменных шлаковс повышенным содержанием MgO(до 15 %),повышенным содержанием ТiO2 (до 4 %), атакже новых видов гранулированных шлаков — рафинировочный шлак сталеплавильногопроизводства [3] электротермофосфорный топливный, шлакпроизводства цветных металлов и других отходов.

Многие западные страны, в связи стопливно-энергетическим кризисом, в последнее время увеличили производствошлакопортландцемента и смешанных цементов.

Возросло потребление отходовхимической промышленности [4], химических гипсов [5] и шламов [2]. На основеотходов целлюлозно-бумажной промышленности разработаны рецептуры эффективныхпластификаторов и интенсификаторов помола, для получения особо чистыхглиноземистых цементов используются глиноземсодержащие отходы от очисткисточных вод, ранее представлявшие особую опасность для загрязнения водоемов.Увеличилось потребление зол и шлаков ТЭС [1] идругих видов вторичного сырья.

Вместе с тем в использованиивторичного сырья еще имеются существенные проблемы. Основным препятствием для широкого использования в бетонной промышленности многих видов потенциально полезныхотходов является их образование внетехнологичной форме, затрудняющей их транспортирование и переработку. Низкоекачество многих отходов, являющихся побочными продуктами других производств, обусловленонедостаточной эффективностью технологииосновного производства, неполнотой извлечения основного продукта.

С этим связано,например, низкое качество шламов, а также электротермофосфорногошлака.

Золошлаковыеотходы многих ТЭС остаются практически недоступными для использования из-за отсутствия устройств для сухого золоудаления, атакже подъездных путей и погрузочных узлов на золоотвалах.

Медленноразвиваются современные методы получения качественного вторичного сырья.

Особое значениеимеет внедрение сухого метода придоменной грануляции шлаков,организация сухого золоудаления на ТЭС, грануляция или окусковываниефосфогипса.

Развитие этих прогрессивных способовсбора и подготовки вторичного сырья позволит значительно увеличить его потребление в бетонной промышленности,одновременно повысив экономическую эффективность производства основнойпродукции.

Интенсификациии повышению эффективности научных исследований по использованию вторичногосырья препятствует отсутствие инновационного финансирования работ в институтах бетонной промышленности и смежныхотраслей, специализированныхподразделениях по использованию отходов. Отсутствует единый координационный центр по проблемебезопасности и охраны окружающей среды в промышленности.

В целях скорейшего решения первоочередныхпроблем использования отходов различных производств в бетонной промышленностинеобходимо усилить фундаментальные, теоретические и экспериментальныеисследования в области применения новых видов каталитических и модифицирующихвеществ на базе промышленных отходов. Анализ патентной ситуации в этомнаправлении свидетельствует об активизации деятельности иностранных фирм.

Целесообразно ускорить внедрение вбетоннуюпромышленностьготовых технических решений, способствующих эффективному использованиюразличных отходов взамен традиционных сырьевых материалов и добавок.

Экономически эффективным станет увеличениеиспользования органических отходов, а также продуктов с высоким содержаниеммодифицирующих, каталитических и минерализующих примесей.

Необходимо создать условия длябесперебойной поставки и подачи втехнологический поток рекомендуемыхотходов. Проблему комплексной переработки минерального сырья и созданиябезотходных технологий производства возможно решить за счет организациимногофункциональных строительных холдингов, таких как, например, стамбульский «SET» (Турция), входящий в Italgroup. Этот холдингпроизводит, и цементы различного назначения (в том числе цветные), и товарныебетоны общестроительного и специального назначения (в том числе цветные), ивозводит красивые сооружения, используя цветной товарный и сборный бетон, и поставляетсвою продукцию на экспорт. Это пример комплексного решения проблем с применениемвсех возможных способов экономичной переработки сырья. Необходимо создать такиерегиональные экономические условия, в которых невыгодно иметь бесхозныепобочные продукты производства.

В целях дальнейшего повышенияэффективности использования металлургических шлаков в бетонной промышленности иулучшения качества выпускаемой продукции необходимо увеличить выпуск гранулированногошлака с влажностью не более 6 % за счет более полного использованияогненно-жидкого доменного шлака, не допуская его слива в отвал.

Недоиспользование химической энергиипортландцементного клинкера проявляется в значительном перерасходе этогонаиболее дорогостоящего и энергоемкого компонента цемента в расчете на единицудостигнутого полезного эффекта, то есть на единицу прочности бетона.

Применение активных минеральныхдобавок искусственного происхождения в качестве вещественного состава цементапозволяет также предотвратить щелочную коррозию бетона, устранить образованиевысолов и повысить сульфатостойкость бетонных конструкций.

Равномерно распределенная вцементном камне активная добавка препятствует накоплению щелочей в контактнойзоне у поверхности реакционноспособных заполнителей бетона. Таким способомснижается опасность возникновения повышенного осмотического давления вконтактной зоне, а следовательно, уменьшается опасность щелочного разрушения.

Применениеактивных минеральных добавок искусственного происхождения в производстве бетонаявляется одним из важнейших завоеваний отечественной науки о цементе и бетоне.В настоящее время в производстве товарного и сборного бетона созрела ситуация,требующая направить творческую энергию на широкое внедрение отходов различныхотраслей промышленности в качестве добавок в вещественный состав цемента для сниженияудельных энергетических затрат на производство каждого кубометра бетона.

1. Заявка 2006119770/03/13 РФ, А C04B38/00. Способподготовки золы к изготовлению строительных материалов.

2. Заявка 2006120923 РФ, A C04B28/04. Способснижения высолообразования на поверхности кирпичной кладки из цементногораствора.

3. Заявка 2006124409 РФ, A C04B7/00. Сульфатно-шлаковоевяжущее.

4. Заявка 2006125718 РФ, A C04B5/06. Гидравлическаяминеральная композиция и способ ее получения, цементные материалы игидравлические вяжущие, содержащие такую композицию.

5. Заявка 2006127319 РФ, A C01F11/46; B01D1/02. Способпереработки гипсосодержащего сырья.

Какое сырье используется при производстве цемента

Сэндвич-панели производство и продажа

• Контакты:
• Москва
• Воронеж
• Ростов-на-Дону
• Челябинск
• Нижний Новгород
• Производство

• Стеновые сэндвич-панели
• Кровельные сэндвич-панели
• Акустические сэндвич-панели
• Шумозащитные экраны «ДАКАР»
• Вентилируемые фасады
• Панели из нержавеющей стали

• Материалы и комплектующие
  • Фасонные и доборные элементы
  • Пенополистирол EPS
  • Пенополистирол XPS
  • Минеральная (базальтовая) вата
  • Металлы
  • Покрытия
• Рекомендации по применению
  • Отраслевые решения по применению сэндвич-панелей
  • Звукопоглощение, звукоизоляция
• Объекты и технические решения
  • Промышленные здания
  • Здания для АПК
  • Торгово-развлекательные комплексы
  • Логистические комплексы
  • Административные здания
  • Физкультурно-оздоровительные комплексы
• Информация для специалистов
  • Проектировщикам и архитекторам
  • Строительным компаниям
  • Смета проекта
• Документация, презентации
  • Сертификаты
  • Техническая документация
  • Презентации
  • Новые узлы для проектирования
• Строительные нормы и правила
  • Нормативные документы
  • Карты районирования территории РФ по климатическим характеристикам
• Вопрос – ответ
  • Особенности производства
  • Проектирование, расчет
  • Применение, технологии монтажа

Портландцемент

Портландцемент и его разновидности являются основным вяжущим материалом в современном строительстве. Портландцемент представляет собой порошкообразное гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, состоящее главным образом из силикатов кальция. Получают портландцемент тонким измельчением клинкера с гипсом (3 . 7 %), допускается введение в смесь активных минеральных добавок (10 . 15 %). Клинкер — продукт обжига (до полного спекания) искусственной сырьевой смеси, состоящей приблизительно из 75 % карбоната кальция (обычно известняка) и 25 % глины. Основные свойства портландцемента обусловливаются составом клинкера.

Химический состав портландцемента. Портландцемент характеризуется довольно постоянным химическим составом. Содержание основных составляющих окислов в нем колеблется в сравнительно небольших пределах, %: СаО (64 . 67), SiО 2 (19 . 24), А l 2 О 3 (4 . 7), Fе 2 О 3 (2 . 6), MgO (не более 5), SО 3 (не менее 1,5 и не более З,5).

Минералогический состав портландцемента. В процессе обжига сырьевой смеси перечисленные окислы вступают в химическое взаимодействие:

Минералогический состав портландцемента

Сырье для получения портландцемента. В качестве сырья иногда используют природные горные породы — мергели. В них содержатся необходимые для производства портландцементов количества каронатных (75 . 78 %) и глинистых пород (25 . 22 %). В большинстве случаев необходимое сочетание пород получается искусственным путем. В этом случае в качестве карбонатных пород используются известняки, мел, известковые ракушечники; в качестве глинистых — глины, глинистые сланцы, лёссы, доменные шлаки; кроме того, в состав сырьевой смеси вводятся различные корректирующие добавки, например гипс.

Гипс необходим для регулирования сроков схватывания. С увеличением количества гипса увеличиваются (замедляются) сроки схватывания. Однако максимальное количество вводимого гипса регламентируется химическим составом портландцемента.

Производство портландцемента. Производство портландцемента состоит из следующих процессов: добычи сырья и доставки его на завод; подготовки сырья и смеси; обжига смеси — получения клинкера; измельчения клинкера с добавками — получения цемента.

По характеру подготовки сырья и приготовления смеси различают мокрый и сухой способы изготовления цемента. При мокром способе сырье дробят и размалывают без дополнительной подсушки. Весьма часто помол осуществляют с добавлением воды, глину размешивают в специальных емкостях — болтушках. Смесь готовят тщательным перемешиванием жидких молотых смесей в шламбассейнах. В этом случае подготовленная смесь — цементный шлам — содержит до 40 % и более воды.

При сухом способе тонкое измельчение исходного сырья — помол — осуществляют в сухом состоянии. Тщательное смешивание производят в специальных смесителях. В строительстве наиболее распространен мокрый способ, при котором удается достичь хорошей гомогенности сырьевой смеси, что в конечном итоге обусловливает получение цемента с более высокими и стабильными качествами. В связи с созданием оборудования, обеспечивающего хорошую гомогенизацию в смеси тонкомолотых порошков, сухой способ как более экономичный (не требующий теплоты на испарение воды) и, следовательно, перспективный находит все большее применение. В РФ действует несколько крупных цементных комбинатов, работающих по сухому способу.

Обжиг смеси производится во вращающихся печах, представляющих собой металлические цилиндры, обложенные внутри огнеупорной футеровкой. Печь укладывают на специальные катки с небольшим уклоном к поверхности земли, за счет чего по мере вращения сырьевая смесь продвигается по печи от приподнятого конца к опущенному. Длина печи достигает 180 м, а иногда доходит до 250 м, диаметр — до 6 м. По мере продвижения смесь подсушивается, скатывается в шарики и под действием высокой температуры (1450 . 1500 ° С) спекается в гранулы размером 5 . 20 мм и более. Затем гранулы охлаждаются сначала в печи, в зоне охлаждения, впоследствии — в специальных устройствах — холодильниках.

Существует и достаточно прогрессивный способ обжига клинкера. В печи силикатный расплав заменен расплавом на основе хлористого кальция. Существенно снижается температура обжига (1100 . 1150 ° С), в 3 .. .4 раза облегчается помол, но в цементе появляется минерал — алинит, содержащий алюмохлоридсиликат кальция. Этот цемент быстрее твердеет в начальные сроки.

Остывший клинкер подвергают размолу чаще всего в шаровых мельницах, представляющих собой металлические цилиндры диаметром до 3,5 и длиной до 15 . 20 м, которые выложены изнутри бронированными плитами. Мельницы имеют 2 . 3 камеры, отделенные друг от друга металлическими перегородками с отверстиями для прохождения размалываемого материала.

Размол клинкера и постепенное продвижение размалываемого материала обеспечиваются при вращении за счет наклона мельницы. По выходе из шаровой мельницы портландцемент подают на склад в силосы, где он остывает и выдерживается некоторое время, достаточное для стабилизации. Необходимость выдержки обусловливается тем, что при помоле, особенно если осуществляется помол еще не совсем остывшего клинкера (максимальная температура клинкера, подаваемого в шаровую мельницу, не должна превышать 50 ° С), происходит дегидратация вводимого гипса, получаемый при этом цемент будет обладать нестандартными сроками схватывания (ложное
схватывание).

Свойства портландцемента. К основным техническим свойствам портландцемента относятся: истинная плотность, средняя плотность, тонкость помола, сроки схватывания, нормальная густота (водопотребность цемента), равномерность изменения объема цементного теста, прочность затвердевшего цементного раствора. Истинная плотность цемента находится в пределах 3000 . 3200 кг/м3, плотность в рыхлом состоянии — 900 . 1300 кг/м3, в уплотненном (слежавшемся) — 1200 . 1300 кг/м3.

Тонкость помола характеризуется остатком на сите № 08 или удельной поверхностью, проверяемой на специальном приборе ПСХ. Согласно ГОСТ через сито № 08 должно проходить не менее 85 % массы пробы, удельная поверхность при этом (поверхность зерен цемента общей массой 1 г) должна быть 2500 . 3000 см2/г.

Нормальная густота цементного теста (количество воды в % от массы цемента) определяется погружением пестика, укрепляемого на штанге прибора Вика, и колеблется в пределах 21 . 28 %. Она зависит от минералогического состава цемента и тонкости помола. Изучение процесса твердения цемента показало, что в зависимости от вида цемента, сроков и условий твердения он присоединяет воды 15 . 25 % от своей массы. При использовании цемента в растворах и бетонах расходуемое количество воды значительно больше (40 . 70 %), оно, в частности, зависит и от нормальной густоты цементного теста. Излишки воды со временем испаряются, оставляя поры, что ухудшает качество цементного камня, а следовательно, раствора и бетона.

Сроки схватывания проверяют прибором Вика на цементном тесте нормальной густоты. Согласно требованиям ГОСТ начало схватывания должно быть не ранее 45 мин; конец — не позднее 10 ч (нормально — 2 . 3 ч), однако по согласованию с потребителями эти сроки могут существенно отличаться. О равномерности изменения объема цементного теста в процессе твердения судят по характеру трещин на образцах-лепешках, изготовленных по методике, изложенной в ГОСТ.

Если в цементе в результате нарушений технологического процесса при изготовлении окажется много свободных осадков кальция и магния, то процесс их гашения при затворении цемента водой будет протекать замедленно (температура обжига клинкера значительно выше температуры обжига при получении извести-кипелки, процесс гашения которой протекает довольно быстро). Это явление может привести к разрушению уже затвердевшего цементного камня. Для предотвращения подобных явлений при оценке качества цемента и проводят испытание на равномерность изменения объема.

Одним из основных свойств цемента является прочность, которая определяется в положенные сроки испытанием образцов (балочек) размером 40 х 40 х 160 мм первоначально на изгиб, а затем половинок — на сжатие. Балочки готовят из раствора состава 1:3 (1 ч. по массе цемента, 3 ч.- нормального вольского песка) при водоцементном отношении (отношении количества воды к количеству цемента), равном 0,4. Водоцементное отношение в свою очередь проверяется, а при необходимости корректируется по расплаву конуса на встряхивающем столике. Расплыв усеченного конуса из растворной смеси, изготовленного в форме высотой 60 мм и основаниями верхним с внутренним диаметром 70 мм и нижним — 100 мм, после 30 встряхиваний должен быть в пределах 106 . 115 мм. При отсутствии встряхивающего столика испытания проводят на стандартной лабораторной виброплощадке. В этом случае после 20 секунд вибрирования расплыв должен быть (170 ± 5) мм.

Твердение цемента. Твердение портландцемента — сложный физико-химический процесс. При затворении цемента водой основные минералы, растворяясь, гидратируются по уравнениям:

Образующиеся новообразования отличаются от первоначальных меньшей растворимостью и, выпадая в осадок, выкристаллизовываются, что приводит к потере пластичности (схватыванию) и последующему твердению. Добавка гипса в самом начале процесса при растворении взаимодействует с трехкальциевым алюминатом, образуя гидросульфоалюминаты, которые, обволакивая цементные зерна, замедляют процесс растворения и гидратации. Однако в последующем эти оболочки разрушаются (чем меньше гипса, тем замедление короче по времени) и процесс твердения ускоряется. Но сами выкристаллизовывающиеся новообразования начинают препятствовать гидратации, поэтому значительная часть зерен цемента может гидратироваться при наличии водной среды весьма продолжительный срок, измеряемый даже годами.

Цемент твердеет тем быстрее, чем больше в нем алита (алитовые цементы) и трехкальциевого алюмината. С течением времени процесс твердения резко замедляется. Цементы, содержащие много белита (белитовые цементы), в раннем возрасте твердеют медленно; нарастание прочности продолжается длительно и равномерно. Процессы твердения и особенно схватывания сопровождаются выделением теплоты, которая тем интенсивнее, чем быстрее протекает процесс схватывания. Поэтому в массивных конструкциях, как правило, применяют белитовые цементы. Использование в таких конструкциях алитовых цементов может привести к интенсивности тепловыделению, разогреву до высокой температуры (70 . 80 ° С), появлению трещин и даже потере воды, что в итоге приведет к утрате цементным камнем своих качеств. В то же время применение алитовых цементов позволяет быстрее получить минимальную прочность, а интенсивное тепловыделение обеспечивает в некоторых случаях необходимую для твердения температуру в зимних условиях.

Производство цемента

Экономически привлекательным направлением для ведения бизнеса является строительство, а особенно производство строительных материалов. Эта отрасль отличается высокой рентабельностью и доходностью. Среди других строительных материалов, производство цемента занимает, пожалуй, центральное место – это один из основных материалов, применяемых в строительстве.

Здесь мы поговорим про производство цемента, оборудование для него и технологию изготовления.

Состояние рынка

В последнее время появилось много заводов и цехов по производству новых «модных» материалов, таких как металлопластик, профнастил, МДФ, различные виды черепицы и других. В силу своей новизны и небольших капиталовложений, эти направления приобрели большую популярность и, как следствие, получили высокую конкуренцию, и для дальнейшего развития им приходиться снижать уровень рентабельности. На этом фоне, производство цемента не выглядит столь привлекательно, но это только на первый взгляд. На самом деле, цемент, являясь традиционным строительным материалом, также продолжает использоваться в строительстве, несмотря на большое обилие новых инновационных материалов.

Производство цемента имеет постоянный уровень рентабельности, что позволяет получать производителю соответствующую прибыль. Конкуренция в этом сегменте имеет место, но ее влияние не столь значительно, так все возрастающие темпы строительства требуют все больше цемента, а в таком случае перенасытить рынок достаточно сложно. Поэтому, производство цемента, несмотря на то, что оно является высокотехнологическим и сложным, всегда остается привлекательным с точки зрения ведения бизнеса.

Технология производства

Технология производства цемента состоит их двух основных этапов. На первом этапе получается промежуточный продукт – клинкер, гранулы, нагретые до 1500° С, полученные из извести и глины. Это основа для будущего цемента. На втором этапе производства, клинкер измельчается вместе с гипсом или другими добавками и в результате получается портландцемент.

В себестоимости готовой продукции затраты на первый этап производства доходят до 80%.

В производстве цемента обязательно следует учитывать состав сырья по химико-минералогическим показателям: однородность, твердость. Эти показатели могут сильно варьироваться даже в сырье из одного месторождения, а тем более, из разных карьеров. Кроме того, сырье может отличаться и по таким параметрам как влажность и чистота, и зависит от условий добычи, способов транспортировки и хранения сырья. И в результате этого, должен быть выбран способ производства цемента.

Всего существует три способа: «мокрый», «сухой» и комбинированный.

1. «Мокрый» способ получения цемента представляет собой процесс, при котором измельчение подготовленной сырьевой массы происходит в воде, в результате получается шихта из смешанных ингредиентов, представленной в виде суспензии, шлама, и с влажностью от 30 до 50%.
2. При «сухом» способе производства цемента, как видно из его названия вода не применяется, шихта в этом случае представляет собой мелкоизмельченный порошок, ингредиенты которого перед применением, специально проходят сушку.
3. При комбинированном способе производства цемента на выходе получается смесь с влажностью до 20%. Основой для данного способа выбирается или «сухой» способ, или «мокрый». При базовом «сухом» – процесс выглядит следующим образом: подготовленную сырьевую смесь гранулируют, добавляя в нее 10-14% воды. Если базовый способ «мокрый» – на выходе, полученный шлам, принудительно, специальными фильтрами, высушивают до влажности в 16-18%. В результате использования комбинированного метода, клинкер на обжиг попадает в виде гранул, размером 10-15 мм или пастообразной массы.

Безусловно, что для каждого способа применяется разное оборудование.

Оборудование для производства

В производстве цемента сначала необходимо подготовить сырье. Для измельчения известняка используются специальные промышленные дробилки, стоимость их от 200 000 рублей за единицу, для глины нужны мельницы-мешалки, в которых ее измельчают с помощью воды, стоимость их от 250 000 рублей.

Дальнейший процесс смешивания и измельчения для получения однородной массы проводиться в шаровых трубных мельницах, стоимость которых начинается от 3 300 000 рублей.

Затем проводиться корректировка состава и шлам попадает во вращающуюся печь для обжига, где происходит завершение химических реакций, и на выходе получается клинкер. Следующий этап – охлаждение клинкера. Для быстрого охлаждения горячего клинкера, выходящего из печи с температурой 1200-1500°С необходимы специальные промышленные холодильники. В цементном производстве используются рекуператорные, барабанные и колосниковые холодильники. Барабанные холодильники имеют большие размеры и, при этом, слабую степень охлаждения, всего от 100 до 200°С , средняя производительность у рекуператорных холодильниках – охлаждают до 100-150°С, самые эффективные колосниковые, способны охлаждать до 80-120°С. В производстве цемента часто применяются вращающееся печи в комплекте с рекуператорным холодильником, их стоимость от 140 000 рублей.

Дальнейшее совместное измельчение клинкера, гипса и различных минеральных добавок происходит в шаровой трубной мельнице.

Для производства цемента необходимы и производственные площади с цехами. Высота потолков в помещении должна быть не ниже четырех метров, а необходимая минимальная площадь от 450 кв.м. Идеальный момент для ведения такого бизнеса – собственный или арендуемый карьер, для добычи глины и известняка. В таком варианте себестоимость цементной продукции существенно снизится, что обеспечит выгодные конкурентные условия на рынке.

Для полноценного производства цемента понадобятся и специальные линии по упаковке готовой продукции в мешки, автопогрузчики для складирования и отгрузки.

Необходимое количество единиц оборудования для производства цемента зависит от планируемого объема выпуска продукции, который скован, пожалуй, только финансовыми вложениями в бизнес. Цемент можно производить в больших количествах, так как строительный рынок способен поглотить очень большое его количество. Штат работников, занятых на таком производстве цемента, зависит от количества и технологичности применяемого оборудования.

Сырьевые материалы для производства глиноземистого цемента

Бокситы являются основным компонентом цементного сырья в производстве глиноземистых цементов. Это сырье содержит гидраты глинозема в виде диаспора, гидраргиллита, бемита, а также кремнезем, оксиды магния, железа, титана и других металлов. Процентное содержание глинозема в бокситах может доходить до 70 %.Иногда бокситы содержат железистый гематит, а также опаловый или кварцевый кремнезем. Бокситы в основном используются для производства металлического алюминия. Их качество определяется содержанием окиси алюминия и коэффициентом качества – массовым отношением количества глинозема к количеству оксида железа в бокситах.

Чтобы получить глиноземистый цемент высокого качества, используют бокситы марки Б-1с коэффициентом качества 9 и глиноземистым содержанием не менее 49 %, а также бокситы марки Б-2, Б-3, Б-7, которые характеризуются коэффициентом качества 7; 5; 5,6; соответственно и глиноземистым содержанием не менее 30 %. Другим видом сырья для производства глиноземистых цементов служат шлаки вторичной переплавки алюминия или алюминотермического производства ферросплавов. Чистый глинозем используется, чтобы получать высокоглиноземистые цементы и особо чистые высокоглиноземистые цементы.

Химический состав цементного клинкера зависит от содержания в исходной шихте железосодержащих соединений, способа производства глиноземистого цемента — методом плавления или спекания, кислотности среды обжига цементного клинкера, условий охлаждения и других факторов. В процессе восстановительной плавки кокс также является компонентой сырьевой шихты. Содержание оксида кальция в сырьевой шихте устанавливают в зависимости от того, сколько его должно быть в алюминатах, силикатах кальция, алюмосиликатах, алюмоферритах кальция.

Различают высокоизвестковые и низкоизвестковые глиноземистые цементы. В высокоизвестковых глиноземистых цементах содержание оксида кальция CaO составляет более 40%, в низкоизвестковых глиноземистых цементах — менее 40%. Высокоизвестковый глиноземистый цемент характеризуется меньшими сроками схватывания и повышенной начальной прочностью при замедленном росте в последующем, тогда как низкоизвестковый глиноземистый цемент характеризуется большими сроками схватывания при пониженной начальной прочности и длительным нарастанием прочности в течение длительных промежутков времени. В качестве известковой компоненты сырья служит известняк или обожженная известь. Вместо извести может также применяться гипс или фосфориты.

Наша компания осуществляет производство и оптовую продажу портландцемента марки М500, М400, НЦ 10, НЦ 20, гидроцементы. Мы осуществляем поставки высококачественного цемента оптом вагонами и машинами в мешках и навалом Мордовцемент, Евроцемент, Себряковцемент. Вы можете у нас купить качественные цементы для кладки и бетона, фундамента и растворов, строительства и ремонта, строительства крупногабаритных железобетонных конструкций. Мы осуществляем продажу только высококачественных цементов по заводским ценам на выгодных условиях с доставкой.