Глазурованный кирпич
Техническая керамика
Огнеупорные вяжущие
Производство строительных материалов из промышленных отходов
Производство бесклинкерного цемента
Брикетирование и спекание органического и минерального сырья
Утилизация устойчивых нефтяных эмульсий
Наш адрес:
  Новосибирск, ул. Тихая, 1

Телефоны:
  +7 (383) 334-57-30
  +7 (383) 333-75-03
  +7 (383) 333-75-65
все контакты


 Главная | Разработка технологий | Пр-во бесклинкерного цемента

Технологии производства бесклинкерного цемента

Содержание

» Введение

» Состояние дел в цементной промышленности

» Цели проекта

» Технология и производство

» Продукция проекта


Строительный бум в России вызвал повышение спроса на цемент и увеличение его производства. Для удовлетворения растущего спроса на цемент требуются большие капиталовложения в реконструкцию цементных заводов. Однако инвесторов останавливают высокая энерго- и капиталоёмкость российских цементных производств, длительные сроки окупаемости и высокий риск инвестирования реконструкции старых заводов. Рентабельность производства цемента в РФ составляет около 13%.

Традиционные технологии производства цемента включают стадию получения клинкера – гранулированной смеси исходных размолотых известняка и глины, прокаленной при температуре 1400 °С. Прокалка клинкера осуществляется в дорогостоящих барабанных вращающихся печах и сопровождается большим расходом топлива. Устранение из технологического процесса стадии высокотемпературной прокалки позволяет многократно сократить потребление энергоносителей и на порядок уменьшить капитальные затраты. Таким образом бесклинкерная («холодная») технология производства цемента даже на малотоннажных установках обеспечивает трёхкратное снижение его себестоимости.

Данный проект направлен на создание производства цемента по бесклинкерной технологии мощностью 40 тысяч тонн в год с получением годовой чистой прибыли в размере не менее 32 миллионов рублей.

Состояние дел в цементной промышленности (решаемые проблемы).

Рост жилищного и промышленного строительства в России привёл к увеличению спроса на цемент. Его потребление на внутреннем рынке растёт приблизительно на 11% в год. В связи с большими объёмами дорожного строительства, началом реализации государственной программы «Доступное жильё» и дальнейшим развитием отечественного производства рост потребления цемента в ближайшее десятилетие продолжится.
Потребление цемента в России.
Рис.1. Потребление цемента в России.

Цементная промышленность России вступила в 2005 г. без заметного улучшения техники и технологии при сокращении среднегодовой (проектной) мощности действующих предприятий на 2 млн.тон. Средний износ основных фондов в 2003 году составлял 62.5%. Проектная мощность действующих предприятий по производству цемента на начало 2005 г. составила 68 млн.тон/год или снизилась по сравнению с уровнем 1990 г. на 19 млн.тон. При этом объём потребления цемента в Росии в 2010 году прогнозируется на уровне 80 млн. тонн.

Для дальнейшего увеличения объёма выпуска цемента необходима коренная реконструкция цементных заводов, сопряжённая с большими капиталовложениями. Одно из них – ОАО «Искитимцемент». Для пуска второй очереди этого завода, дающей удвоение объёма производства на ОАО «Искитимцемент», требуется привлечение инвестиций в размере 120 млн.евро. Расчётный срок окупаемости этих инвестиций составляет 6 лет. Однако инвесторов останавливают высокая энерго- и капиталоёмкость российских цементных производств, длительные сроки окупаемости и высокий риск инвестирования реконструкции старых заводов. Рентабельность производства цемента в РФ составляет всего лишь около 13%.

Главным удорожающим фактором при производстве цемента являются высокие (и продолжающие расти) цены на энергетические и иные ресурсы, цены на транспортные, ремонтные и другие услуги. Затраты на топливо и электроэнергию на цементных заводах в среднем составляют около 42%, а на ряде предприятий достигают 50-52%.

Важным направлением снижения энергоёмкости производства цемента без больших капиталовложений является расширение использования техногенного сырья и альтернативного техногенного топлива. Такие направления активно развиваются в Германии, США и в других странах. При этом предприятия-источники отходов платят цементным заводам за их утилизацию.

Одним из путей повышения эффективности цементного производства является переход к беcклинкерной (безобжиговой) технологии получения цемента (вяжущего) из металлургических шлаков и других производственных отходов. Эта технология может быть реализована в виде стационарных установок производительностью 40 тыс.тон/год. Такие установки могут обеспечивать цементом заводы железобетонных изделий, строительство жилья и промышленных объектов, дорожное строительство и других потребителей. Себестоимость получаемого по безобжиговой технологии качественного цемента марки М400 составит около 30-40% от его сегодняшней рыночной цены.

Цели проекта.

Главная цель проекта состоит в создании цементного производства мощностью 40 тыс.тон/год по бесклинкерной технологии с использованием в качестве сырья доменных шлаков и других производственных отходов, а также получение чистой прибыли от этого производства в размере не менее 32 млн.руб./год.

Перспективные цели проекта:

  • Тиражирование бесклинкерных цементных производств мощностью 40 тыс.т/год.
  • Занятие лидирующего положения на отечественном рынке бесклинкерных технологий и оборудования для малотоннажных цементных производств.

Технология и производство.

Из минеральных вяжущих наиболее широко в индустрии строительных материалов применяется портландцемент – вещество, получаемое тонким измельчением портландцементного клинкера с гипсом и со специальными добавками. Клинкер получают высокотемпературным обжигом (около 1400 °С) однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины. При этом обеспечивается преимущественное содержание в нём высокоосновных силикатов кальция (70-80%). Свойства портландцемента определяются прежде всего качеством клинкера. Вводимые в портландцемент добавки предназначены для регулирования его характеристик и удешевления. На рис. 2 приведена принципиальная технологическая схема традиционного производства портландцемента. Из схемы видно, что это производство является сложным, энерго- и капиталоёмким.

Молотый доменный шлак, уже прошедший термическую обработку в металлургической печи, широко используется в качестве добавок к клинкеру при изготовлении шлакопортландцементов. Такие добавки несколько снижают стоимость цементов. Однако это снижение невелико — около 10 % (см. табл. 3.), поскольку большая часть в них приходится на дорогостоящий клинкер.
Принципиальная технологическая схема производства портландцемента.
Рис.2. Принципиальная технологическая схема производства портландцемента.
Принципиальная технологическая схема производства шлаковых цементов бесклинкерным способом.
Рис.3. Принципиальная технологическая схема производства шлаковых цементов бесклинкерным способом.

Предлагаемая бесклинкерная («холодная») технология производства цемента (вяжущего) представляет собой процесс переработки металлургических шлаков и получения гидравлических вяжущих идентичных цементам марок М300 или М400. Этот процесс состоит из нескольких непрерывных, связанных между собой стадий (рис.3):

  • 1-я стадия – дозирование сырья: подача сырья со склада и составление в требуемых пропорциях шихты - смеси шлака, минеральных добавок и химического активатора;
  • 2-я стадия – сушка подготовленной шихты – необходима для обеспечения её последующего тонкого помола; производится в барабанной сушилке;
  • 3-я стадия – размол шихты: на этой стадии осуществляется тонкий помол шихты, её полная гомогенизация и формирование свойств цемента; процесс производится в шаровой мельнице;
  • 4-я стадия – затаривание и отгрузка готового цемента.

Сравнение представленной на рис. 3 схемы производства с традиционной (рис. 2) показывает, что предлагаемая технология производства цементов из металлургических шлаков имеет большие преимущества:

  1. Простота, экономичность технологического процесса и используемого оборудования;
  2. Использование в качестве сырья промышленных отходов (дешевизна, устранение загрязнений окружающей среды);
  3. Пониженные энергозатраты и удельные капиталовложения.

Основным сырьём для предлагаемого производства являются металлургические шлаки, накопления которых на предприятиях Кузбасса и Урала исчисляются десятками миллионов тонн. Используемые в производстве минеральные добавки и химические активаторы также являются отходами производства. Они образуются на многих отечественных предприятиях и эти предприятия расходуют ощутимые средства на их утилизацию. Таким образом имеется широкий круг альтернативных источников сырья для предлагаемого в проекте производства.

Для размещения производства бесклинкерного цемента мощностью 40 тыс.тон/год достаточно земельного участка площадью около 500 м2. Ещё около 5000 м2 займёт открытый склад сырья и 1000 м2 потребуется для крытого склада готовой продукции. Производство бесклинкерного цемента может размещаться в готовом здании или в помещении из разборных металлоконструкций, обшитых сэндвичевыми панелями. Ориентировочный размер этого помещения: 24м x 42м x 6м (длина x ширина x высота). Потребность в электроэнергии составит около 500 кВт/ч.

При 3-х сменной работе, производительность одной линии составит 40 тыс.т/год. Количество производственного персонала в одну смену для 3-х линий — 6 человек. <Бесклинкерный цемент.

Продукция проекта.

Продукцией настоящего проекта являются:

  • Технология и комплекты оборудования для производства бесклинкерного цемента мощностью 40 тыс.т/год;
  • Бесклинкерный цемент – полноценный заменитель портландцемента.

Разработанная технология не только является компактной и мало-затратной; она позволяет выпускать цементы с повышенной скоростью твердения, что важно для ряда потребителей (сокращения времени изготовления бетонных изделий, увеличения скорости оборота технологической оснастки и др.).

Основные характеристики продукции приведены в табл.1 и табл.2:

Табл.1. Характеристики оборудования для производства бесклинкерного цемента мощностью 40 тыс.т/год.
Характеристики Величины
1 Производительность при 3-сменной работе, тыс.т/год 40
2 Потребление электроэнергии, квт 500
3 Масса основного технологического оборудования, т 180
4 Площадь, занимаемая оборудованием, м2 500
5 Обслуживающий персонал, чел./смена (не более) 6

Табл.2. Основные характеристики бесклинкерного цемента.
Характеристики Величины
1 Марочность, не менее М 400
2 Морозостойкость, циклы, не менее F 100
3 Водонепроницаемость, не менее В10
4 Способность твердеть при отрица-тельных температурах есть

Предлагаемый к производству бесклинкерный цемент удовлетворяет требованиям для промышленного цемента марки М400 согласно ГОСТ 30515-97.

Бесклинкерные цементы и бетонные изделия из них обладают повышенной прочностью на изгиб по сравнению с портландцементами. Так, бетон марки М-400 с бесклинкерным цементом имеет прочность на изгиб такую же, как бетон марки М-600 на основе портландцемента. Бесклинкерные цементы имеют повышенную адгезию к поверхности щебня, малочувствительны к её загрязнённости и не требуют отмывки щебня при производстве бетона. В отличие от обычного (серого) портландцемента предлагаемый к производству безслинкерный цемент имеет светлый (близкий к белому) цвет. Поэтому он легко поддаётся пигментации – на том же оборудовании можно осуществлять выпуск цветных цементов.

Преимущества предлагаемых цементных производств:

  1. Простота, экономичность технологического процесса и используемого оборудования;
  2. Пониженные удельные капиталовложения и энергозатраты;
  3. Использование в качестве сырья промышленных отходов (дешевизна, устранение загрязнений окружающей среды);
  4. Небольшая мощность производства позволяет сократить срок между изготовлением и использованием цемента, устраняя тем самым его дезактивацию (нормативный срок хранения свежего портландцемента – 3 месяца);
  5. Возможность выпуска цементов с повышенной скоростью твердения (согласно требованиям Заказчиков);
  6. Возможность производства широкой гаммы цветных цементов с незначительным увеличением себестоимости продукции.
  7. Гибкость производства, возможность быстрого перехода к выпуску других видов и марок цементов.


 Главная | Разработка технологий | Пр-во бесклинкерного цемента