الاستخدام الأساسي للكالسيت يكمن في مواد البناء، وخاصة كمادة خام لصناعة الأسمنت والجير. ويمكنه إنتاج أكسيد الكالسيوم (CaO) بعد التكليس، وهو أحد المكونات الرئيسية لكلنكر الأسمنت.
عالم مبني بالاسمنت
منذ آلاف السنين، تم بناء العديد من الأهرامات في مصر وأمريكا اللاتينية باستخدام معادن الكالسيت مثل الحجر الجيري كمواد بناء أساسية.
ومع توقعات الأمم المتحدة بأن 68% من سكان العالم سوف يقيمون في المناطق الحضرية بحلول عام 2050، هناك طلب متزايد على خدمات البنية التحتية في الإسكان والنقل والطاقة وغير ذلك، لاستيعاب العدد المتزايد من سكان المناطق الحضرية.
وفي هذا السياق، فإن الطلب على الكالسيت في صناعة البناء والتشييد له أهمية خاصة.
دور الكالسيت في إنتاج الأسمنت
1. التحكم في تكوين الأسمنت وفقدانه عند الاشتعال
يتطلب الأسمنت عادةً حجرًا جيريًا (مع الكالسيت باعتباره المكون الرئيسي) يحتوي على حد أدنى من محتوى كربونات الكالسيوم يبلغ 75٪. هناك أيضًا حدود محددة للشوائب مثل SiO 2 وAl 2 O 3 وFe 2 O 3 وMgO للتحكم في التركيب والخسارة عند اشتعال الأسمنت.
2. تحسين أداء وضع الأسمنت
يعمل الكالسيت الموجود في الأسمنت على تسريع عملية الترطيب، مما يؤدي إلى إنتاج المزيد من منتجات الترطيب بسرعة، وبالتالي تسريع عملية تثبيت الأسمنت وتقليل حدوث الشقوق والعيوب.
3. الحفاظ على الاستقرار وكفاءة الطاقة
يساعد الكالسيت الذي يحتوي على نسبة عالية من كربونات الكالسيوم على تجنب مشاكل الاحتراق الزائد أو التفاعل غير الكامل بسبب عدم كفاية نقاء المواد الخام، مما يضمن الاستقرار وكفاءة الطاقة.
4. العمل كعامل التدفق
أثناء إنتاج الأسمنت، يعمل الكالسيت كعامل تدفق، مما يخفض درجة حرارة ذوبان المواد الخام، وبالتالي الحفاظ على الطاقة وتعزيز كفاءة الإنتاج.
تضمن وظائف الكالسيت مجتمعة أداء وجودة منتجات الأسمنت، وتلبية طلب صناعة البناء على الأسمنت عالي الأداء.
كيف يتم استخدام الكالسيت في إنتاج الأسمنت؟ (مصنع معالجة كربونات الكالسيوم)
يشار عادة إلى عملية إنتاج الأسمنت باسم "طحنين وتكليس واحد".
فيما يلي نظرة عامة على صناعة الأسمنت:
1. يتم سحق المواد الخام مثل الحجر الجيري والطين، وخلطها، وطحنها بشكل ناعم للحصول على الجير الخام.
2. بعد ذلك يتم إخضاع الجير الخام إلى التكليس بدرجة حرارة عالية لإنتاج كلنكر الأسمنت.
3. يتم طحن كلنكر الأسمنت مع الجبس والمواد المضافة لإنتاج الأسمنت النهائي، المعروف أيضًا باسم أسمنت بورتلاند.
دعونا نقوم بجولة في مصنع معالجة الأسمنت في روسيا، والذي ينتج 300 طن من الأسمنت الجاهز يوميًا، مدعومًا بمعدات من شركة FTM Machinery.
بعد الفهم، فإن صناعة الأسمنت المحلية قريبة نسبيًا من موارد المواد الخام (الغنية بخام الكالسيت)، مع وسائل النقل المريحة وموارد المياه الكافية.
بناءً على الوضع الفعلي، قام مهندسو FTM Machinery بتخصيص المعدات التالية لإنتاج الأسمنت: احصل على عرض أسعار
المرحلة الأولى: طحن المواد الخام
المعدات الرئيسية: كسارة الفك ، مطحنة الكرة ، مطحنة الأسطوانة العمودية
يتم سحق الحجر الجيري والطين وخام الحديد والمواد الخام الأخرى بواسطة الكسارة الفكية إلى جزيئات أصغر وخلطها بنسب معينة.
يتم بعد ذلك طحن المواد الخام المختلطة جيدًا إلى مسحوق باستخدام مطحنة كروية أو مطحنة أسطوانية عمودية للحصول على مواد خام ذات جودة موحدة.
كنت قد تكون مهتمة في:
المرحلة الثانية: تكليس الكلنكر
المعدات الرئيسية: التسخين الإعصاري، الفرن الدوار
لتسريع كفاءة الاحتراق، يتم نقل المواد الخام أولاً إلى جهاز التسخين المسبق للتسخين الأولي، مما يؤدي إلى رفع درجة الحرارة إلى أكثر من 500 درجة مئوية لإزالة الرطوبة وبعض المواد المتطايرة من المواد الخام.
بعد ذلك، يتم نقلها مرة أخرى إلى الفرن الدوار ويتم تحميصها عند درجات حرارة تتراوح بين 1200 درجة مئوية و1500 درجة مئوية حتى تذوب جزئيًا، مما ينتج عنه كلنكر أسمنتي حبيبي يتكون أساسًا من سيليكات الكالسيوم.
المرحلة الثالثة: طحن الأسمنت
المعدات الرئيسية: مطحنة الأسمنت ، مصنف الأسمنت
عندما يبرد كلنكر الأسمنت إلى حوالي 80 درجة مئوية، تتم إضافة كمية مناسبة من الجبس والرماد المتطاير والخبث والمواد المضافة الأخرى وإرسالها إلى مطحنة الأسمنت من أجل الطحن الناعم.
وأخيرًا، يقوم مصنف الأسمنت بتصفية الكتل أو الجزيئات الكبيرة من المسحوق، مما ينتج عنه الأسمنت.
المرحلة الرابعة: تعبئة الأسمنت
المعدات الرئيسية: آلة تعبئة الأسمنت
بعد ضبط الوزن المطلوب، تقوم آلة تعبئة الأسمنت بملء الأسمنت تلقائيًا وإكمال سلسلة من عمليات التعبئة والتغليف مثل الختم وطباعة الملصقات، مما يحسن كفاءة الإنتاج بشكل كبير.
ممارسات الاستدامة
بالطبع، في خط إنتاج الأسمنت بأكمله، توصي FTM Machinery أيضًا بتجهيز المصنع بمجمعي غبار نفاث نبضي في أقسام نقل الطحن والتعبئة لتقليل تطاير الغبار وتشتته، وحماية صحة الموظفين، وتقليل البصمة الكربونية.
سبعة عوامل تؤثر على جودة الأسمنت
للحصول على الأداء الأمثل للأسمنت يجب الاهتمام بالجوانب التالية:
- المواد الخام والكلنكر: إن نسب المواد الخام (الحجر الجيري والطين) والمعادن الأربعة الرئيسية في الكلنكر (سيليكات ثلاثي الكالسيوم، سيليكات ثنائي الكالسيوم، ألومينات ثلاثي الكالسيوم، وألومينوفريت رباعي الكالسيوم) تحدد سرعة المعالجة وقوة الأسمنت.
- عملية الإنتاج: تحدد درجة حرارة التكليس ومدته أثناء الإنتاج جودة الكلنكر؛ يؤدي ارتفاع دقة الطحن إلى زيادة القوة المبكرة للأسمنت.
- جرعة الجبس: يضاف كمادة مثبطة للأسمنت، وكميته تحتاج إلى مراقبة دقيقة. يمكن أن تؤثر الكميات الزائدة أو غير الكافية على وقت تماسك الأسمنت والقوة النهائية.
- نسبة الماء إلى الأسمنت: تؤدي نسبة الماء إلى الأسمنت الزائدة إلى انخفاض القوة وتكوين الشقوق. منخفضة للغاية قد تؤثر على قابلية البناء.
- الخلطات والمواد المضافة: يجب اختيار الرماد المتطاير والخبث والمواد المضافة المختلفة (مثل المسرعات ومساعدات الطحن) بعناية ومراقبتها لتجنب التأثيرات الضارة على جودة الأسمنت.
- شروط التخزين: يجب أن يتجنب الأسمنت الرطوبة وانتهاء الصلاحية، حيث أن الرطوبة تؤدي إلى الترطيب المبكر مما يقلل من مكوناته الفعالة، بينما يفقد الأسمنت منتهي الصلاحية نشاطه مما يؤثر على قوته.
- العوامل البيئية: درجات الحرارة المنخفضة أثناء البناء تؤخر عملية المعالجة، في حين أن درجات الحرارة المرتفعة قد تؤدي إلى فقدان الماء بسرعة، مما يؤثر على جودة معالجة الأسمنت.
باختصار، كل مرحلة من اختيار المواد الخام إلى التطبيق يمكن أن تؤثر على جودة الأسمنت. وبالتالي، فإن التحكم في هذه العوامل أمر بالغ الأهمية لتحقيق الأداء المطلوب.
