مراحل تولید سیمان

در نوشته های گذشته با انواع سیمان و افزودنی ها آشنا شدیم. در این پست با مراحل تولید سیمان با دو فرآیند مرطوب و خشک می پردازیم.

۱- مکانیزم شیمیایی

از نظر شیمیایی اجزای اصلی سیمان شامل ترکیبی از سیلیکات کلیسیم و و مقدار کمی کلسیم آلومینات است که با آب واکنش داده و سخت می شود.

کلسیم به عنوان منبع سیلیس و آلومینا از سنگ آهک و رس، یا خاکستر و شیل حاصل می شود.

ترکیب این مواد با اضافه کردن ۵ درصد ژیپس برای دیرگیر کردن، سیمان را به وجود می آورد.

۲- سیمان پرتلند

سیمان پرتلند یکی از پرمصرف ترین انواع سیمان است. نام “پرتلند” از سنگ پرتلند گرفته شده است.

سایر سیمان ها شامل سیمان دیرگیر، سیمان با حرارت کم یا سیمان با خاصیت قلیایی کم هستند.

۳- مواد معدنی تشکیل دهنده سیمان

۱-۳- سنگ آهک

اغلب تولید کننده های سیمان کارخانه خود را در نزدیکی معادن سنگ آهک بنا می کنند. معادن سنگ آهک از نظر کیفیت، ضخامت و ترکیبات شیمیایی با یکدیگر تفاوت داشته که این امر منجر به تفاوت در کیفیت سیمان های مختلف می شود. در برخی از کشور ها سنگ آهک کربنیک منبع اصلی مواد خام سیمان به شمار می رود.

منابع اصلی دیگر سنگ آهک، سنگ آهک دوران کرتاسه (دوران دوم زمین شناسی) یا همان چالک است.

چالک یا گچ یک ماده متخلل بوده و اغلب دارای رطوبت بالایی است در نتیجه استفاده از این ماده منجر به تولید نیمه خشک سیمان می گردد.

۲-۳- شیل

سنگ شیل یک نوع سنگ رسوبی خالص است که از ذرات ریز (اندازه ذرات کمتر از ۱.۲۷۵ میلی متر) سیلت، رس وکوارتز تشکیل شده است.

۳-۳- سنگ گچ (ژیپس)

ژیپس سولفات معدنی نرم است که از کلسیم کربنات آبدار تشکیل شده است.

۴- مراحل تولید سیمان

۱-۴- ترکیب مواد معدنی

همانطور که بدان اشاره شد مواد معدنی اصلی سیمان کلسیم، سیلیسیم، آهن و آلومینیوم است. این مواد معدنی بسته به دسترسی در شکل های مختلفی به کار می روند. جدول زیر مواد معدنی سیمان پرتلند را نشان می دهد.

مراحل ترکیب مواد برای تولید سیمان دارای دو حالت است.

• مراحل خشک
• مراحل مرطوب

۱-۱-۴- فرآیند خشک

هر دو دسته مواد آهکی و قلیایی در ابتدا به صورت جداگانه به ذراتی با اندازه ۲-۵ سانتی متر خرد می شوند. این مواد خرد شده مجددا خرد شده تا به ذرات ریز تری تبدیل شوند. هر ماده پس از غربالگری ذخیره شده سپس با نسبت های مختلف ترکیب شده تا ماده خام خشک حاصل شود. این ماده خام در سیلو ها ذخیره شده تا آماده ارسال به کوره شود. نمودار زیر مراحل تهیه سیمان در فرآیند خشک را نشان می دهد.

۲-۱-۴- فرآیند خشک

مواد خام در ابتدا خرد و به پودر تبدیل شده و در سیلو ها ذخیره می شوند. برای حذف کردن مواد آلی موجود در رس، رس شسته می شود. مواد پودر شده و آب ناشی از شستن رس به کانال آسیاب جهت اختلاط فرستاده می شود. ماده حاصل چسبناک بوده که slurry یا دوغاب نامیده می شود. ماده slurry دارای ۳۸ الی ۴۰ درصد آب می باشد که در مخازن برای آماده سازی قبل از آسیاب کلینکر نگهداری می شود.

نمودار فرآیند مرطوب تولید سیمان در شکل زیر نمایان است.

۵- مقایسه بین فرآیند خشک و مرطوب در مراحل تولید سیمان

ترجمه شده ار وب سایت های greenspec  و theconstructor