Cements ir būtisks mūsdienu sabiedrībai, bet kāda ir tā ietekme uz vidi un kā to iespējams mazināt?
Cementu var uzskatīt par resursu, kas radikāli mainīja inženierzinātņu vēsturi un veidu, kādā pilsētas sāka attīstīties. Rezidences, laukumi, ēkas, stadioni un praktiski jebkura veida ēkas balstās uz šo vielu kā vienu no tās pamatmateriāliem. Bet vai jūs kādreiz esat domājis, kā notiek cementa ražošanas process un kā samazināt tā ietekmi?
Cementa ražošana nav vienkārša un prasa daudz enerģijas un dažādus mehānismus. Izmanto kā saistvielu, tās sastāvā galvenās izejvielas ir kaļķakmens un māls. Abi atrasti, joprojām pārmērīgi, un iegūti no dabas.
Tādējādi var uzskatīt, ka vietas, kas paredzētas tā ražošanai, veido divas lielas darbības: kaļķakmens ieguve un cementa ražošana. Rūpnīcas iekārtas parasti atrodas netālu no kaļķakmens ieguves vietām, lai atvieglotu smago izejvielu transportēšanu uz rūpniecības rajonu.
Kaļķakmens iežu ieguve tiek veikta lielos atklātu bedru mehanizētos karjeros. Pēc ekstrakcijas ieži tiek izjaukti un samazināti ar sprāgstvielām, lai būtu pietiekams daļiņu izmērs.
Ražošanas soļi
Tehnoloģiskais cementa ražošanas process, kas tiek īstenots lielākajā daļā Brazīlijas rūpniecības nozaru, ir pazīstams kā sauss process, un tas galvenokārt sastāv no šādām darbībām:
- Izejvielu malšana un homogenizēšana (neapstrādātu miltu iegūšana)
- Neapstrādātu miltu klinkerēšana rotācijas krāsnīs (klinkera ražošana) un turpmāka klinkera atdzesēšana
- Klinkera slīpēšana un apmetuma pievienošana cementa iegūšanai
- Galaprodukta iesaiņošana maisos un nosūtīšana
Pirmkārt, izejvielas - kaļķakmeni (94%), mālu (4%) un mazāku daudzumu dzelzs un alumīnija oksīdu (2%) - samaļ un sajauc, līdz iegūst smalku pulveri (neapstrādātus miltus). Pēc tam šo materiālu ievada rotācijas krāsnī, kur to sasilda līdz 1500 ° C temperatūrai, pirms pēkšņi atdzesē gaisa brāzmas. Tā tiek ražots klinkers - pamatmateriāls, kas nepieciešams cementa ražošanai. Iegūtais materiāls (klinkers) tiek sajaukts ar apmetumu (ģipsi) un citiem piedevām (piemēram, kaļķakmeni, pozzolanu vai izdedžiem), kas rada dažādu veidu cementu, kas visbeidzot ir iesaiņots maisos, lai tos varētu pārdot.
Šim procesam ir nepieciešams liels enerģijas patēriņš vai nu siltumenerģijas (siltuma) veidā, izmantojot degvielu, ko izmanto rotācijas krāsnīs, lai ražotu klinkeru, vai elektriskās enerģijas veidā, kas patērēta visā rūpnieciskajā procesā apstrādei. mašīnas, rotējamas rotācijas krāsnis un dzirnavas. Tomēr lielākā daļa šī patēriņa attiecas uz siltumenerģijas patēriņu degvielas sadedzināšanas laikā.
Degvielas, kas baro krāsnis, vairumā gadījumu tiek iegūtas no neatjaunojamiem avotiem, piemēram, no naftas un akmeņoglēm. Starp visbiežāk izmantotajām degvielām izceļas daži cietie materiāli, piemēram, naftas kokss un benzīns, un daži gāzveida, piemēram, dabasgāze un citi minerālu ogļu atvasinājumi.
Naftas kokss ir galvenais enerģijas avots cementa rūpniecībā, kas ir galvenā degviela, ko izmanto rotācijas klinkera krāsnī. Tas ir melns un spīdīgs granulēts materiāls, kas galvenokārt sastāv no oglekļa (90 līdz 95%), bet tam parasti ir arī izteiksmīgs sēra saturs (apmēram 5%). Iemesls, kāpēc šī degviela tiek plaši izmantota, ir saistīts ar tās augsto siltumspēju, kas saistīta ar zemām iegādes izmaksām.
Papildus šīm tradicionālajām degvielām, rūpniecības un biomasas atlikumiem un atliekām, ogļu un lauksaimniecības atliekas var izmantot arī krāsniņu barošanai.
Ietekme uz vidi
Cementa rūpnīcas galu galā piesārņo vidi un ir atbildīgas par attiecīgo ietekmi uz vidi.
Lai arī šī materiāla ražošanas procesā tieši nerodas cietie atkritumi, jo pelni, kas rodas degvielas sadedzināšanā rotācijas krāsnī, parasti iekļauj pašā klinkerā, ir liela gāzveida piesārņotāju un daļiņu materiāla emisija.
Tādējādi galveno ietekmi rada piesārņojošo gāzu emisija no šīs dedzināšanas. Piemērs ir augsta oglekļa dioksīda (CO2) emisija, kas ir viena no galvenajām gāzēm, kas nelīdzsvaro siltumnīcas efektu.
Saskaņā ar norādījumiem par Pasaules biznesa padomē ilgtspējīgai attīstībai (WBCSD), tad Cements Ilgtspējīgas iniciatīva (CSI) ir pasūtījusi plaša pētniecības programmu par ietekmi cementa rūpniecībā par visā pasaulē un strādāja, lai izstrādātu rīcības plānu, lai atrastu veidus, kā uzlabot cementa ražošanas ilgtspēju.
Cementa uzņēmumi ir atbildīgi par aptuveni 5% no globālās oglekļa dioksīda (CO2) emisijas no antropogēna avota, kas ik gadu izplūst atmosfērā. Tiek lēsts, ka tonnu klinkera ražošanā tiek saražota tonna CO2, kas lielā mērā veicina siltumnīcas efekta palielināšanos, teikts pētījumā.
Cementa ražošanas procesā var izdalīties arī sēra oksīds, slāpekļa oksīds, oglekļa monoksīds un svina savienojumi, kas visi ir piesārņotāji.
Turklāt izejvielu ieguves pirmajā posmā var rasties arī fiziska ietekme, piemēram, zemes nogruvumi kaļķakmens karjeros un erozijas uz zemes radīto vibrāciju dēļ. Un māla ieguve upēs var izraisīt šo ūdens plūsmu padziļināšanos, samazinot ūdens daudzumu gultnēs un izjaucot to dzīvotnes, kas samazina vairāku reģionu bioloģisko daudzveidību.
Alternatīvas ietekmes mazināšanai
Tiek prognozēts, ka cementa ražošana nākamajos gados turpinās pieaugt, kas attiecīgi palielinātu kopējās CO2 emisijas pasaulē. Lai izvairītos no šīs situācijas, ir jāmaina ražošanas process, jo maz ticams, ka pieprasījums pēc cementa samazināsies.
Iepriekš minētajā CSI rīcības plānā ir uzskaitītas dažas iespējas, kā padarīt ilgtspējīgu cementa ražošanu dzīvotspējīgu:
- Ražotņu pārveidošana, lai uztvertu izdalīto oglekli;
- Ražošanas procesā izmantojiet tikai sauso ceļu, kas prasa mazāk barības no krāsns;
- Rūpniecības un lauksaimniecības atkritumu atkārtota izmantošana krāsns barošanai, nevis fosilā kurināmā izmantošana (kopapstrāde);
- Daļēja cementa nomaiņa konstrukcijās ar citiem materiāliem;
- Cementa sastāva maiņa tā, lai tā ražošana atbrīvotu mazāk CO2.
Šī attieksme būtu jāieņem materiāla ražotājiem. Cementa modeļu izvēle, kas balstās uz šo praksi, un spiediens uz valdību un uzņēmumiem regulēt nozares ilgtspējīgu likumdošanu ir metodes, kā mēģināt mainīt pašreizējo virzienu. Cements, kā jau minēts, ir būtisks mūsdienu sabiedrības "uzbūvei". Tāpēc mums nevajadzētu to demonizēt, bet meklēt plaša mēroga alternatīvas, lai mazinātu tā ietekmi un varētu izstrādāt ilgtspējīgākas alternatīvas.
