Химический состав цемента

Сухой способ

Это сравнительно быстрый и экономичный способ производства цемента. Он делится на несколько этапов:

1. 
   Добытое сырье в непрерывном режиме доставляется на завод, где измельчается несколькими дробилками.
   
2. 
   Затем получившиеся гранулы сушат, чтобы упростить следующие этапы.
   
3. 
   Просушенные частицы глины и известняка смешивают в нужной пропорции и перемалывают, получая цементную муку.
   
4. 
   Порошок помещают в печь, где обжигается, не спекаясь.
   
5. 
   После этого цемент фасуют в мешки или на специальных машинах отправляют на складирование.
   

Изготовление сухим способом подходит для однородного сырья с низкой влажностью. При этом не требуется больших энергозатрат на просушивание компонентов.

Мокрый способ

Если в производстве цемента используется влажный материал или ингредиенты требуют тщательного перемешивания, применяют мокрый способ.

1. 
   Клинкер готовят, добавляя в воду глину и известняк. Получается кашеобразная вязкая масса — шлам.
   
2. 
   Насосами его перекачивают в печной цех, где шлам отправляется на обжиг. Печь представляет собой длинное вращающееся сооружение. Там материал оплавляется и превращается в клинкер.
   
3. 
   Гранулы после обжига охлаждаются, дробятся и перемалываются вместе с гипсом и остальными добавками.
   
4. 
   На заключительном этапе цемент фасуется и готовится с складированию.
   

Мокрый способ позволяет сэкономить энергию при смешивании сырья, так как это легче делать в полужидком состоянии. Однако при обжиге шлама расходуется гораздо больше топлива, чем при работе с сухими гранулами. Поэтому мокрое производство цемента получается более дорогим.

Комбинированный способ

Этот метод заключается в том, чтобы смешать компоненты, затворяя их водой, а затем удалить жидкость и продолжать обработку сырья по сухому способу. Этапы производства выглядят так:

1. 
   Сырьевая смесь замешивается, образуя шлам.
   
2. 
   С помощью вакуума или пресса из него устраняется влага.
   
3. 
   Образовавшиеся куски «сухаря» поступают во вращающуюся печь и дальнейшие этапы проходит по сухому методу.
   

Имея представление как и из чего делают цемент, легко понять, насколько важно качество сырья и соблюдение технологии при изготовлении этого строительного материала.
Известны два способа получения цемента: сухой и мокрый. В России, в основном, используют мокрый способ. В печь вводится суспензия тонко-измельченных компонентов сырьевой смеси (известняка и глины) в воде. Обычно используется в России вращающаяся печь, имеющая длину 185 м, диаметр – 5-7 м, частоту вращения печи – 0,8...1,2 об/мин, угол наклона 2-5° (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Схема вращающейся печи
Добавление воды способствует борьбе с запылением. Используется принцип противотока. Сырьевая смесь загружается в верхний конец печи, а горячие газы за счет сгорания топлива (каменноугольная пыль, природный газ) поступают навстречу сырьевой смеси и обжигают ее.
Процессы, протекающие в печном пространстве, можно разделить на шесть зон.
В первой зоне происходит удаление свободной воды, суспензия высыхает. Обжигаемый материал нагревается до 200-250°С.
Вторая зона – зона дегидратации (500-800°С). В этой зоне происходит удаление химически связанной воды. Для одного из минералов (глины, каолинита) можно записать следующее уравнение реакции:

Третья зона – зона декарбонизации (900-1000°С). В этой зоне образуются оксиды кальция, алюминия, диоксид кремния по реакциям: