Всі погодяться, що ми живемо в епоху будівельного буму. Спорудження нових житлових будинків, бізнес-центрів і промислових підприємств спостерігається по всьому світу. Відповідно, за оцінками експертів, найближчим часом обсяг цементного виробництва значно зросте. Так що там говорити, він уже росте протягом усього останнього десятиліття. Зростання споживання цементу в розвинених країнах (Європа, США) незначний, але в країнах, що розвиваються, включаючи Україну, цей показник становить 55% за останні 10 років. Імовірно, до 2020 року обсяги виробництва цементу виростуть ще на 115-180% в порівнянні з 1990 роком.

Майбутнє цементної промисловості пов'язано з деякими чинниками, які надають на нього величезний вплив. Основними складовими є енергетичний і екологічний аспекти, а також кількісні та якісні вимоги.

За кілька останніх років цементна промисловість подолала безліч складнощів, пов'язаних з впровадженням інноваційних виробничих технологій і розробкою нових продуктів. Сам виробничий цикл має на увазі застосування невідновлюваних сировинних матеріалів. Однак вирубка лісів, як відомо, стала причиною глобального потепління, при цьому здатність Землі поглинати кисень знизилася. У той же час, мінералогічний і хімічний склад і фізичні властивості були і залишаються найважливішою умовою для виготовлення якісної цементної продукції. Проблемою сьогодення є якість сировини. Застосування альтернативних видів сировини в цементному виробництві - актуальне питання протягом уже декількох років. Цементна промисловість має великий потенціал для відновлення або переробки промислових відходів і побічних продуктів випалу клінкеру і виробництва цементу. Альтернативна сировина дозволить знизити кількість викидаємого в ході виробничого процесу вуглекислого або чадного газу.

Альтернативними видами сировини в цементному виробництві є:

  1. Белітовий шлам;
  2. Сланцевий кокс;
  3. Доменний шлак;
  4. Паливна зола.

Якщо скласти сировинну суміш з цих компонентів, вони здатні повністю замінити глинистий компонент, а також частину карбонатного компонента.

Великою перевагою альтернативної сировини є той факт, що вона не має втрат при прожарюванні, а при застосуванні витрата сировинної суміші на одну тону клінкеру нижче, ніж при використанні природного сировини.

Цемент

Альтернативне паливо

Фото 1. Альтернативне паливо

Альтернативними видами палива для цементної промисловості можуть виступати:

  1. Карбіди;
  2. Вапно;
  3. Гіпс;
  4. Попіл;
  5. Шлаки.

Всі ці речовини є продуктами відходів виробництва цементу, однак можуть бути використані як паливо. Головне, щоб вони відповідали трьом основним умовам:

  1. Хімічний склад не повинен шкодити навколишньому середовищу;
  2. Висока калорійність речовин;
  3. Стійкість до високої вологості.

Незадовільні характеристики палива і сировини чинять негативний вплив на виробниче обладнання, якість продукту і безпеку та здоров'я працівників заводу.

Отже, розглянемо більш докладно кожен вид альтернативної сировини.

Доменні шлаки

Фото 2. Доменні шлаки

Являють собою алюмосилікатні або силікатні сплави, які утворюються при виплавці чавуну. Вони є основним сировинним компонентом в даний час на цементних заводах в:

  1. Дніпродзержинську;
  2. Кривому Розі;
  3. Дніпропетровську;
  4. Єнакієвому;

Відповідно до думки фахівців, доменні шлаки в недалекому майбутньому отримають ще більш широке застосування в цементному виробництві.

Для доменних шлаків відсутній державний стандарт або технічні умови як на компонент сировинної суміші. Тому оцінка придатності цього матеріалу відбувається за розрахунками сировинної суміші, а також технічних випробувань.

 Доменної шлак активно застосовується в цементній промисловості як активна мінеральна добавка.

Нефеліновий (белітовий) шлам

Фото 3. Нефеліновий (белітовий) шлам

Є побічним продуктом, який утворюється при переробці нефелінів для вилучення з них глинозему. Белітовий шлам включає до складу білить (2CaO-Si02), на частку якого припадає від 80% до 85%.

Белітовий шлам, що входить до складу сировинної суміші, здатний повністю замінити глинистий компонент і на 50% замінити карбонатний компонент, тому його сміливо можна назвати високоефективним матеріалом для виробництва цементу. Незважаючи на це, в наші дні його використовують як сировинний компонент тільки на Пікальовському і Волховському цементних заводах.

Вміст лугів у белітовому шламі не повинен перевищувати 2%, а кількість розчинних у воді лугів - 0,5%.

Якщо передбачається використовувати в сировинної суміші белітового шламу, в неї додають залізисту і глиноземну коригувальні добавки. Теоретична витрата основної сировини на одну тонну клінкеру при застосуванні белітового шламу складе:

  1. 0,5-0,7 тон белітового шламу;
  2. 0,6-0,7 тон вапняку;
  3. 0,04-0,06 тон бокситу;
  4. 0,01-0,02 тони колчеданових огарків (є коректує добавкою).

При відносній вологості повітря 60-70% фактичні витрати сировини складе на одну тонну клінкеру:

  1. Від 0,57 до 0,64 тони белітового шламу;
  2. Від 0,86 до 0,96 тон вапняку;
  3. Від 0,03 до 0,06 тон бокситу;
  4. Від 0,02 до 0,03 тони колчеданових огарків.

Варто також відзначити, що белітовий шлам є не тільки сировинним компонентом, але і добавкою до цементу.