pátek 25. prosince 2015

Krátce o tématu mé disertace

I v 21. století zůstává cement nejdůležitějším stavebním materiálem. Toto tvrzení dokazují statistické údaje o jeho celkové světové produkci. Zatímco v roce 1990 bylo vyprodukováno cca 1,1 mld. tun cementu, v roce 2000 už 1,6 mld. tun a v roce 2010 toto číslo vzrostlo až na hodnotu 3,3 mld. tun [1].

Výroba cementu je extrémně energeticky náročná. V závislosti na použité výrobní technologii, úrovni její modernizace a kvalitě zpracovávaných materiálů dosahuje energetická náročnost produkce cementu hodnot 110‒150 kWh/t [2]. Uvádí se, že procesy mletí spotřebují cca 30 % této energie [3], tedy 33‒45 kWh/t. Spotřeba je vztažena na celkovou produkci cementu, vč. směsných cementů, ve kterých je jisté množství portlandského slinku nahrazeno minerálními příměsemi. Vztáhneme-li energetickou spotřebu na produkci slinku, jakožto hlavní složku cementu, bude toto číslo ještě větší. Obvyklá melitelnost portlandského slinku na jemnost 3200 cm2/g dle Blaine totiž dosahuje hodnot 29‒34 kWh/t a k tomuto číslu je samozřejmě nutné přičíst i energetickou náročnost drcení a mletí surovinové moučky. Bez ohledu na to, jakým způsobem je hodnota energetické náročnosti mletí v technologii výroby cementu vypočítána, je zřejmé, že její jakékoli snížení je velice žádoucí.

 Tvar pancéřování má na efektivitu mlýnice velký vliv (Foto: autor).

Vedle fyzikálních vlastností zpracovávaných materiálů (slinek, sádrovec, vápenec, struska atd.) rozhoduje o efektivnosti mletí cementu ještě řada technologických parametrů mlýnice. Uvažujeme-li mlýnici cementu, ve které je hlavním mlecím agregátem kulový mlýn, jedná se zejména o velikost mlýna, rozměry použité mlecí náplně, stupeň plnění mlýna, tvar pancéřování a v neposlední řadě též účinnost třídění, která je odvislá od pokročilosti instalovaného třídiče. Optimalizace provozu konkrétní mlýnice cementu je velmi komplexní záležitost vyžadující důkladné technologické měření a odběr a vyhodnocení mnoha vzorků. Obecně lze však říci, že jedním ze základních problémů při mletí cementu na vysoké jemnosti mletí je jeho tendence k tvorbě aglomerátů a také k nalepování na kulovou náplň a pancéřování mlýna. Příčinou těchto jevů je statická elektřina, vznikající aplikací mlecí práce na zpracovávaný materiál [3]. Jejich důsledkem je rapidní pokles efektivnosti mletí.

Problémy s aglomerací jemných částic cementu a tvorbou nálepků lze do určité míry řešit ventilací mlýna. Již od 30. let 20. století jsou však vyvíjeny látky, které jsou schopny proces mletí cementu ovlivnit více [4]. Tyto látky jsou označovány jako intenzifikátory, příp. stabilizátory mletí, z angl. „grinding aids“ nebo „grinding stabilizers“ [5].

Surovinové a cementové mlýnice v Turecku (Video: autor).

Literatura
[1] Global cement production from 1990 through 2030 (in million metric tons). Statista: The Statistics Portal [online]. New York: Statista Inc., 2015, 2015 [cit. 2015-12-24]. Dostupné z: http://www.statista.com/statistics/373845/global-cement-production-forecast/.
[2] MADLOOL, N. A., R. SAIDUR, M. S. HOSSAIN a N. A. RAHIM. A critical review on energy use and savings in the cement industries. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2011, 2011 (4): 2042-2060 s.
[3] TOPRAK, Alper, Okay ALTUN, Namik AYDOGAN a Hakan BENZER. The influences and selection of grinding chemicals in cement grinding circuits. Construction and Building Materials. 2014, 2014 (68): 199-205 s.
[4] ZHAO, Jihui, Dongmin WANG, Xueguang WANG a Shucong LIAO. Characteristics and mechanism of modified triethanolamine as cement grinding aids. DOI: 10.1007/s11595-015-1114-9.
[5] SVERAK, T. S., C. G. J. BAKER a O. KOZDAS. Efficiency of grinding stabilizers in cement clinker processing. ELSEVIER. Minerals Engineering. 2012, 2013 (43-44): 52-57 s.

Žádné komentáře:

Okomentovat