Jak a z čeho se vyrábí cement?
Cement patří do kategorie hydraulických pojiv. Je považován za nejoblíbenější stavební materiál. Získává se mletím cementového slínku získaného výpalem přírodních nebo umělých surovin. Vzhledem k tomu, že horniny vhodného složení se v přírodě vyskytují jen zřídka, většina výrobců používá směs uhličitanové drti a jílu.
Kvalita portlandského cementu závisí na obsahu oxidů vápníku, minimálně 60-68%, křemene 19-25%, hliníku 4-8%, železa 2-6%. Přítomnost zvýšeného obsahu oxidu siřičitého, více než 3,5 %, nebo oxidu hořečnatého, více než 4,5 %, může vést ke smršťování cementového kamene během tuhnutí. Pro zlepšení kvality hotového výrobku se do slínku při mletí přidávají aktivní minerální přísady ve formě vysokopecní strusky a drcených vulkanických hornin.
Těžba a prvotní zpracování surovin
Jako hlavní surovina se používá vápenec žlutého nebo nazelenalého odstínu. Těží se v povrchových dolech hlubokých až 10 km. Leží v nerovných vrstvách, jejichž počet není větší než 4. Vápenec, který byl třikrát drcen v lomu, se dopravuje do výroby po silnici nebo železnici.
Po předběžném sušení ve skladu pod přístřeškem se provádí primární mletí směsi s přidáním speciálních přísad, které opravují složení kvality. K tomu se používají následující metody přípravy cementového slínku:
Mokrý
Hlína získaná z lomu je předdrcena ve válcových drtičkách a zpracovávána do kapalné fáze. Poté se přesně navážené suroviny, skládající se z mletého vápence, křídy, tekuté hlíny, rozdrtí a smíchají v surovinovém mlýně za přidání vody.
Výsledkem je surový kal s vlhkostí 32-45%. Pomocí hydraulických čerpadel je čerpán do vertikálních nádrží, kde je udržován a upravován na dané kvantitativní a chemické složení. Hotová směs z nádrží vstupuje do horizontálních kalových nádrží, kde se skladuje až do zahájení výpalu, který se provádí v dlouhých rotačních pecích.
Výsledný cementový slínek z pece vstupuje do speciální chladničky, po které po předběžném rozdrcení spolu se sádrou vstupuje do uzavřeného skladu bunkru. Kulové mlýny slouží ke konečnému drcení. Poskytují potřebnou jemnost mletí, na které závisí aktivita cementu.
Tento způsob výroby cementu se používá, pokud má vápenec výrazné odchylky od požadovaného chemického složení a jíl obsahuje cizí nečistoty. Kromě toho se výrazně snižuje znečištění životního prostředí. Náklady na konečný produkt jsou však ovlivněny vysokou spotřebou paliva při výpalu.
Sucho
Po předběžném rozdrcení a vysušení se vápenec a jíl naloží do separačního mlýna, kde se suroviny melou a současně suší na obsah vlhkosti 1-2 %. Hotová minerální mouka se plní do speciálních sil, aby se vytvořila rezerva a upravilo se kvantitativní a chemické složení. Poté se posílá do stupňovitých cyklónových výměníků tepla pro konečné sušení, dehydrataci a dekarbonizaci v suspenzi.
Z cyklonů je připravená moučná směs přiváděna do šikmé pece, ve které jsou suroviny vypalovány směrem k hořlavým plynům spalovaného paliva. Spékaný slínek se nalije do lednice a dodá do skladu. Po vychladnutí a odležení se mele pomocí kulového mlýna. Hotový cement se čerpá do uzavřených nádob pro skladování a expedici spotřebitelům. Tento způsob výroby je nejběžnější, protože je považován za ekonomičtější.
Kombinované
Kal o vlhkosti 32-45%, získaný mokrou technologií, po zadržení ve vertikálních nádržích, je filtrován ve vakuových lisech na vlhkost 15-20%. Poté se smíchá s cementovým prachem, granuluje a posílá do pece k vypálení. Následuje sled operací shodný s předchozími výrobními metodami.
Výkon
Technologie výroby cementu se volí v závislosti na kvalitě suroviny, jejím chemickém složení, fyzikálním stavu, dostupnosti blízkých zdrojů paliva, obydlených oblastech a ekologických požadavcích.