Промышленные зародыши цемента можно проследить до Англии в начале 19 века,где каменщик Джозеф Аспдин случайно обнаружил предшественник портландского цемента, когда экспериментировал с порошкообразным известняком и глиной в своей кухонной печи.Это скромное нововведение вызвало промышленную революцию.Сегодня промышленность перерабатывает десятки тысяч тонн сырья: известняк, глину,цементные камни, измельченные в порошок, более тонкий, чем человеческий волосПри смешивании с водой этот порошок образует мощную связующую пасту, которая сочетается с песком и гравием, чтобы создать бетон - второй по распространенности материал на Земле после воды.

Производство цемента - это, по сути, высокотемпературная химическая трансформация минеральных ингредиентов в каменные вещества, которые затем измельчаются в порошок.Процесс зависит от точного химического контроля:

• Основные компоненты:Из известняка, мела, марла и глины получают кальций, кремний, алюминий и железо.Силикат дикальция (C2S), трикальциевый алюминат (C3A) и тетракальциевый алюминоферрит (C4AF) ), которые соответственно определяют раннюю прочность, долгосрочную прочность, теплогенерацию во время отверждения и сульфатную устойчивость.
• Дополнительные материалы:Современное производство включает в себя дополнительные компоненты для повышения производительности или снижения затрат:
  • Кремниевые материалы:Кремниевый песок, сланцы и сланцы повышают долговечность и долговечность.
  • Железные материалы:Железная руда помогает снизить температуру обжига и способствует образованию минералов.
  • Дополнительные цементированные материалы (SCM):Промышленные побочные продукты, такие как летящий пепел, шлаки высокой печи,и диоксид кремния обеспечивают поззолановую активность при значительном снижении потребления энергии и выбросов углерода.

Современное производство цемента является высокоавтоматизированным, точно управляемым процессом с шестью критическими этапами:

Заводы, как правило, расположены рядом с богатыми полезными ископаемыми районами для прямого доступа к известняку и глине.сокращение зависимости от необработанных полезных ископаемых при одновременном продвижении принципов циркулярной экономики.

Массивные породы превращаются в куски размером с бейсбол с помощью первичных дробил, а затем постепенно очищаются с помощью дробилки челюсти и ударных дробил.Постоянный анализ размера частиц обеспечивает однородность материала для последующей обработки.

Раздавленный материал поступает в мельницы (кулевые мельницы или роликовые прессы), где он смешивается с дополнительными материалами в точных пропорциях и измельчается в мелкий порошок.Современные заводы используют системы гомогенизации сырой муки с использованием пневматических технологий транспортировки и хранения для достижения химической консистенции перед обжигом.

Порошок попадает в башни предварительного нагрева, где выхлопные газы из печи инициируют предварительные химические реакции.цилиндр из железной стали с огнеупорной облицовкой, наклоненный под небольшим угломНа нижнем конце впрыскивается топливо (уголь, газ или альтернативное топливо), создавая пламя, достигающее 1450 ° C (2700 ° F). По мере того, как материал медленно падает вниз, происходят сложные химические превращения.

В самой горячей зоне печи материалы частично тают и образуют серо-черные узлы, называемые клинкером.Клинкер быстро охлаждается в специализированных охладителях, которые восстанавливают тепло для повторного использования в предварительных нагревателях и печах., значительно повышая энергоэффективность.

Охлажденный клинкер измельчается гипсом (для контроля времени установки) и дополнительными добавками в отделных заводах, из которых получается сверхтонкий порошок портланд-цемента, готовый к использованию.

В качестве энергоемкого сектора, на который приходится около 7% глобальных выбросов CO2, цемент сталкивается с значительными проблемами декарбонизации.

• Альтернативное топливо:Использование отработанных шин, пластика и биомассы для замены ископаемого топлива.
• Энергоэффективность:Оптимизация предварительного нагрева, работы печи и клинкерных охладителей при внедрении систем утилизации отработанного тепла.
• Низкоуглеродный цемент:Увеличение содержания СКМ для уменьшения соотношения клинкера, потенциально сокращая углеродный след на 10% или более.
• Захват углерода:Разработка технологий CCUS для улавливания и использования или хранения выбросов CO2.
• Круговая экономика:Максимальное использование промышленных побочных продуктов и отходов в качестве сырья или топлива.

Цементная и бетонная промышленность взяли на себя обязательство достичь углеродной нейтральности к 2050 году.Производство цемента развивается в сторону более чистогоЭта трансформация имеет глубокие последствия не только для отрасли, но и для всего мира.но для глобального устойчивого строительства и достижения целей ООН в области устойчивого развития.