добыча известняка для бетона
добыча известняка для бетона: Обзор
Известняк является основным сырьем для современного строительства., в первую очередь служит ключевым ингредиентом в цементе, связующее в бетоне. Процесс добычи известняка для удовлетворения мирового спроса на бетон представляет собой крупномасштабную промышленную операцию, имеющую важное экономическое значение и экологические соображения.. В этой статье описывается важная роль известняка в производстве бетона., подробно описывает этапы добычи и переработки, изучает сопутствующие воздействия, и обсуждает отраслевые практики, направленные на устойчивое управление ресурсами..
От карьера к клинкеру: Процесс.jpg)
Путь известняка в бетон начинается в карьере и включает в себя несколько этапов преобразования.:
- Разведка и добыча: Геологи выявили жизнеспособные месторождения известняка. Добыча обычно ведется открытым или карьерным способом.. Вскрыша (верхний слой почвы и камень) удален, и известняковая коренная порода пробурена, взорванный, и раскопан.
- Дробление и предварительная гомогенизация: Добытый известняк транспортируется в дробилки для измельчения его до мелких фрагментов. (обычно <100 мм). Затем его складируют в слоистых слоях для создания однородного химического состава перед дальнейшей обработкой..
- Необработанное измельчение и обработка в печи: Дробленый известняк измельчают в мелкий порошок., часто смешивается с корректирующими материалами, такими как глина или песок, для достижения точного химического состава сырой муки.. Этот шрот подается в башню предварительного нагрева, а затем в большую вращающуюся печь, нагретую примерно до 1450°C.. Здесь, известняк (CaCO₃) подвергается обжигу, высвобождая CO₂ и образуя оксид кальция (СаО), который реагирует с другими компонентами с образованием конкреций клинкера..
- Завершить шлифовку: Горячий клинкер охлаждают, а затем измельчают с небольшим процентом гипса. (для контроля времени установки) в мелкий порошок, известный как портландцемент.
- Производство бетона: Этот цемент смешивается с заполнителями. (песок, гравий - часто также измельченный известняк) и вода для производства бетона.
Ключевые соображения: Воздействие на окружающую среду и смягчение последствий
Добыча известняка и производство цемента являются ресурсными- и энергоемкие процессы с заметным воздействием на окружающую среду. В отрасли используются различные стратегии для смягчения этих воздействий..
| Рассмотрение | Первичное воздействие | Общие стратегии смягчения последствий |
|---|---|---|
| Использование ресурсов | Истощение невозобновляемых геологических запасов. | Планы реабилитации карьеров, эффективные методы добычи полезных ископаемых для максимизации доходности месторождений. |
| Энергопотребление | Для печей требуется высокая тепловая энергия (~3-4 ГДж/тонну клинкера). | Использование альтернативных видов топлива (НАПРИМЕР., топливо, полученное из отходов), системы рекуперации тепла, Оптимизация процесса. |
| Выбросы CO₂ | Технологические выбросы при обжиге (~0,5 тонн CO₂/тонну клинкера) + выбросы от сгорания. | Альтернативное сырье (НАПРИМЕР., шлак, летучая зола), использование улавливания углерода & Хранилище (CCUS) пилоты, увеличение использования дополнительных вяжущих материалов (SCM) в окончательном бетоне. |
| нарушение земель & Биоразнообразие | Потеря среды обитания, визуальное воздействие карьеров. | Прогрессивная реабилитация во время горнодобывающих работ; дизайн рельефа после закрытия для сельского хозяйства, отдых, или места обитания диких животных; планы управления биоразнообразием. |
| пыль & Выбросы твердых частиц | Влияние взрывных работ на качество воздуха, Дробление, шлифование. | Закрытые конвейерные системы, рукавные фильтры на мельницах/печах, Системы пылеподавления (брызги воды). |
Реальный случай: Завод Holcim's Ste Genevieve
Примером современной отраслевой практики является цементный завод Holcim в округе Сент-Женевьев, штат Миссури, США. Один из крупнейших в Северной Америке. Он включает в себя ряд мер, направленных на повышение эффективности и снижение воздействия на окружающую среду.
- Расширенное управление карьерами: В карьере на месте используются точные схемы бурения/взрыва, чтобы минимизировать вибрацию отходов.
- Высокая эффективность & альтернативное топливо: Система печи сухого процесса на заводе рассчитана на высокую тепловую эффективность. Она также использует альтернативные виды топлива, снижая зависимость от ископаемого топлива.
- контроль выбросов: Используются самые современные технологии контроля выбросов, включая селективное некаталитическое восстановление SNCR для контроля NOx.
- логистика & Цепочка поставок: Его расположение на реке Миссисипи позволяет эффективно транспортировать оба поступающих материала, таких как гипс, на баржах, сокращая связанные с этим транспортные выбросы.
Этот случай иллюстрирует, как масштабные инвестиции в технологии могут быть применены в условиях фундаментальных химических ограничений производства цемента.
Часто задаваемые вопросы
1 Почему мы не можем производить бетон без добытого известняка
Основным связующим веществом в современном портландцементе является силикат кальция, для которого требуется оксид кальция CaO. Известняк CaCO₃ на сегодняшний день является наиболее распространенным и экономически эффективным источником этого кальция. Хотя некоторые дополнительные материалы, такие как летучая зола или шлак, могут частично заменить цемент, они не могут полностью воспроизвести его функцию в глобальном масштабе без него. Исследования альтернативных связующих, например материалов, активируемых щелочью, продолжаются, но они еще не являются основной заменой.
2 Весь ли добытый известняк используется для производства цемента?
Никакой известняк не имеет многочисленных применений. Только часть, отвечающая строгим требованиям по химической чистоте, в первую очередь, с высоким содержанием кальция, с низким содержанием магния, щелочами, хлоридами, подходит для производства цемента. Другие марки используются в качестве заполнителей камня в сельском хозяйстве, при производстве стали, десульфурации дымовых газов и т. д..jpg)
3 Что происходит с карьером после окончания добычи
Ответственные операторы разрабатывают подробные планы закрытия. Постепенная реабилитация часто начинается, пока некоторые части участка все еще активны. Окончательное использование земель широко варьируется в зависимости от местоположения, геологии, гидрологии, вклада сообщества. Примеры включают озера, водно-болотные угодья, природные заповедники, сельскохозяйственные земли или объекты для отдыха, такие как парки, поля для гольфа.
4 Чем отличается использование известнякового щебня в качестве заполнителя от его использования в качестве цемента
Это другое применение Известняковый щебень служит инертным наполнителем, обеспечивающим объемную прочность и долговечность бетона. Для этой цели решающее значение имеют его физические свойства, твердость, градация формы, не требуется высокотемпературная химическая обработка, что делает его менее энергоемким, чем производство цементного клинкера.
5 Разрабатываются ли эффективные методы сокращения выбросов CO₂ в результате кальцинирования?
Да. Улавливание углерода. Утилизация. Хранение. Технологии CCUS считаются критически важными. Во всем мире существует несколько пилотных проектов. 2024 постоянное хранение их под водой. Другие подходы включают разработку новых цементов, требующих меньше CaO, таких как LC3, известняковый цемент, обожженная глина.