Kako se odvija postupak proizvodnje cementa i koji su njegovi utjecaji na okoliš?

Cement je temelj za suvremeno društvo, ali koji su njegovi utjecaji na okoliš i kako ga je moguće smanjiti?

Cement

Cement se može smatrati resursom koji je revolucionirao povijest inženjerstva i način na koji su se gradovi počeli razvijati. Rezidencije, trgovi, zgrade, stadioni i praktički bilo koja vrsta građevine oslanjaju se na ovu tvar kao jedan od svojih osnovnih materijala. No jeste li se ikad zapitali kako ide postupak proizvodnje cementa i kako smanjiti njegove utjecaje?

Proizvodnja cementa nije jednostavna i zahtjeva puno energije i različitih mehanizama. Koriste se kao vezivno sredstvo, glavne sirovine prisutne u njegovom sastavu su vapnenac i glina. Oboje pronađeni, još uvijek u višku i izvađeni iz prirode.

Stoga se može smatrati da mjesta koja su predviđena za njegovu proizvodnju čine dvije velike aktivnosti: vađenje vapnenca i proizvodnja cementa. Postrojenja u tvornici obično su u blizini mjesta vađenja vapnenca kako bi se olakšao transport teških sirovina u industrijsko područje.

Vađenje vapnenačke stijene obavlja se u velikim mehaniziranim kamenolomima na otvorenom. I nakon vađenja, stijene se rastavljaju i reduciraju eksplozivom kako bi imale odgovarajuću granulometriju.

Koraci proizvodnje

Tehnološki postupak proizvodnje cementa koji se provodi u većini brazilskih industrija poznat je kao suhi postupak i sastoji se uglavnom od sljedećih koraka:

  1. Mljevenje i homogenizacija sirovina (dobivanje sirovog brašna)
  2. Klinkerizacija sirovog brašna u rotacijskim pećima (proizvodnja klinkera) i naknadno hlađenje klinkera
  3. Brušenje klinkera i dodavanje žbuke za dobivanje cementa
  4. Vreće i otprema konačnog proizvoda

Prvo se sirovine - vapnenac (94%), glina (4%) i manje količine željeza i aluminijevih oksida (2%) - melju i miješaju dok se ne dobije fini prah (sirovo brašno). Taj se materijal zatim uvodi u rotacijsku peć, gdje se zagrijava na temperaturu od 1500 ° C, prije nego što ga naglo hladi zrak. Tako se proizvodi klinker, osnovni materijal potreban za proizvodnju cementa. Dobiveni materijal (klinker) pomiješa se s gipsom (gips) i drugim dodacima (poput vapnenca, pucolana ili troske) što dovodi do različitih vrsta cementa koji se konačno pakiraju u vreće kako bi se mogli komercijalizirati.

Ovaj postupak zahtijeva veliku potrošnju energije, bilo u obliku toplinske energije (topline), pomoću goriva koja se koriste za zagrijavanje rotacijskih peći za proizvodnju klinkera, ili u obliku električne energije, koja se troši u cijelom industrijskom procesu za pokretanje strojevi, rotacijske rotacijske peći i mlinovi. Međutim, većina ove potrošnje odnosi se na potrošnju toplinske energije tijekom izgaranja goriva.

Goriva koja napajaju peći uglavnom su iz neobnovljivih izvora, poput nafte i ugljena. Među najčešće korištenim gorivima ističu se neke krute tvari, poput naftnog koksa i benzina, te neke plinovite, poput prirodnog plina i drugih derivata mineralnog ugljena.

Naftni koks glavni je izvor energije u industriji cementa, jer je glavno gorivo koje se koristi u rotacijskoj klinker peći. To je crni i sjajni granulirani materijal koji se sastoji uglavnom od ugljika (90 do 95%), ali također obično ima izražen sadržaj sumpora (oko 5%). Razlog zašto se ovo gorivo široko koristi jest visoka kalorijska vrijednost povezana s niskim troškovima nabave.

Uz ta tradicionalna goriva, ostaci i otpad industrijske i biomase, ugljen i poljoprivredni ostaci također se mogu koristiti za napajanje peći.

Utjecaji na okoliš

Tvornice cementa na kraju zagađuju okoliš i odgovorne su za relevantne utjecaje na okoliš.

I premda proces proizvodnje ovog materijala ne stvara izravno čvrsti otpad, budući da se pepeo od sagorijevanja goriva u rotacijskoj peći normalno ugrađuje u sam klinker, postoji velika emisija plinovitih zagađivača i čestica.

Na taj način glavni utjecaj uzrokuje emisija zagađujućih plinova izgaranjem. Primjer je velika emisija ugljičnog dioksida (CO2), jednog od glavnih plinova koji uravnotežuju efekt staklenika.

Pod vodstvom Svjetskog poslovnog vijeća za održivi razvoj (WBCSD), Cement održiva inicijativa (CSI - Cement Sustainability Initiative ) naručila je opsežni istraživački program o utjecaju industrije cementa na širom svijeta i radio na izradi akcijskog plana kako bi se pronašli načini za poboljšanje održivosti proizvodnje cementa.

Tvrtke za proizvodnju cementa odgovorne su za oko 5% globalne emisije ugljičnog dioksida (CO2), iz antropnog izvora, koji se godišnje ispušta u atmosferu. Procjenjuje se da se u proizvodnji tone klinkera proizvodi tona CO2, što u velikoj mjeri pridonosi povećanju efekta staklenika, prema studiji.

U procesu proizvodnje cementa mogu se osloboditi i sumporni oksid, dušikov oksid, ugljični monoksid i spojevi olova, koji su svi onečišćujuće tvari.

Osim toga, tijekom prve faze vađenja sirovina mogu se pojaviti i fizički utjecaji, poput klizišta u kamenolomima vapnenca i erozije uslijed vibracija proizvedenih na tlu. A vađenje gline u rijekama može prouzročiti produbljivanje ovih vodotokova, smanjiti količinu vode u koritima i poremetiti tamošnja staništa, što smanjuje biološku raznolikost nekoliko regija.

Alternative za smanjenje utjecaja

Predviđa se da će proizvodnja cementa nastaviti rasti u narednim godinama, što bi posljedično povećalo ukupne emisije CO2 u svijetu. Da bi se izbjegla ova situacija, neophodno je da se proizvodni proces podvrgne promjenama, jer je malo vjerojatno da će se potražnja za cementom smanjiti.

Gore spomenuti akcijski plan CSI navodi neke mogućnosti kako održivost proizvodnje cementa učiniti održivom:

  • Izmjena proizvodnih pogona radi hvatanja emitiranog ugljika;
  • U proizvodnom procesu koristite samo suhi put, zahtijevajući manje hrane iz pećnice;
  • Ponovna upotreba industrijskog i poljoprivrednog otpada za napajanje peći, umjesto korištenja fosilnih goriva (ko-obrada);
  • Djelomična zamjena cementa u konstrukcijama drugim materijalima;
  • Izmjena formulacije cementa tako da se njegovom proizvodnjom oslobađa manje CO2.

Te bi stavove morali zauzeti proizvođači materijala. Izbor modela cementa koji se temelje na tim praksama i pritisak na vladu i tvrtke da reguliraju održivo zakonodavstvo za taj sektor metode su kojima se pokušava promijeniti trenutni smjer. Cement je, kao što je već spomenuto, ključan za "izgradnju" društva koje danas poznajemo. Stoga ga ne bismo trebali demonizirati, već tražiti velike alternative kako bi se njegovi utjecaji smanjili i kako bi se mogle razviti održivije alternative.