الرئيسية
صناعة الاسمنت
الطريقة الرطبة في صناعة الاسمنت المتبعة في معمل سمنت حمام العليل الجديد في مدينة الموصل_ العراق
المواد الاولية :-
الحجر الجيري limestone والذي تكون نسبة كاربونات الكالسيوم caco3 اكثر من 90%
وتكون نسبتها في الخلطة 74.5-75.5
الاطيان :-
وتحتوي على اكاسيد ضرورية ومنها السليكا sio2 والالمنيوم AL2O3 والحديد FE2O3
وعلى اكاسيد اخرى غير ذات اهمية نسبتها 24%
خطوط الانتاج:-
1- الكسارة :- يتم في هذا القسم عملية تكسير قطع الحجر الكبيرة بحيث يكون اكبر حجم من قطع 5 سم وبحيث لا تتعدى نسبتها العامة عن 7%
2- طاحونة المواد :- يتم فيها طحن المواد بالخلط مع الماء وتكون بشكل معجون لا تتعدى رطوبتها 45%
3- المكاسر :- عبارة عن احواض خاصة بالمعجون يتم فيها مزج المواد وبالنسب اعلاه
4- الفرن:- يتم فيه سحب المواد من المكسر بواسطة مضخات خاصة يتم فيه التجفيف ثم الحرق بحيث تكون درجة حرارة المواد في منطقة الحرق 1400درجة مئوية تخرج الى مبردات ( الكولار) وتسمى المواد الخارجة بالكلينكر وتنقل الى مخازن خاصة
5- طاحونة السمنت :- يسحب كلينكر ويضاف نسبة 2% جبس ويطحن داخل الطاحونة ليخرج السمنت البورتلاندي العادي وثم يكيس ويباع في الاسواق
هذه الطريقة مختصرة اذا خضنا في التفاصيل يلزمنا تقرير مؤلف من 30 صفحة
للاستفادة من الموضوع فقط وتوصيل فكرة صناعة السمنت بطريقة مختصرة
مقــدمة-
تعتبر صناعة الأسمنت من الصناعات الاستراتيجية، لأنها ترتبط مباشرة بأعمال الإنشاء والتعمير. ويستخدم الأسمنت كمادة رابطة هيدروليكية من مكونات المونة أو الخرسانة.وهي مع ذلك صناعة بسيطة مقارنة بالصناعات الكبرى،وتعتمد على توفر المواد الخام اللازمة لذلك.
- الخليط الأساسي لصناعة الاسمنت يتكون غالباً من الطفل (Clay) والحجر الجيري (Limestone)، والذي يسخن في درجة حرارة كافية لإحداث التفاعل بينهما لإنتاج سليكات الكالسيوم (Calcium Silicate).
و تختلف الملوثات الناتجة عن مصانع الأسمنت من حيث المكونات والكمية، تبعاً لاختلاف عمليات التشغيل من مصنع لآخر وإجراءات النظافة العامة المتبعة، وعوامل أخرى متنوعة.
- هناك طريقتان أساسيتان في صناعة الأسمنت: العمليات الجافة والعمليات الرطبة
(Wet & Dry Processes). في العمليات الرطبة تطحن المواد الخام وتخلط بالمياه، ثم يفصل الناتج المعلق (Slurry) إلى الفرن. أما في العمليات الجافة فيتم تجفيف المواد الخام قبل أو أثناء الطحن أي قبل إدخالها إلى الفرن.
1- المواد الخام الأولية في صناعة الأسمنت:
1- الحجر الجيري.
2- رمل السيليكات.
3- الطفلة.
4- الأتربة السطحية (Shale).
5- طفلة وأتربة البوكسيت (جسيمات متوسطة الحجم من الطبقات الرسوبية مثل الطفلة، ولها محتوى منخفض من الماء).
6- أكاسيد الحديد : وتستخدم كعوامل مذيبة أو صهارة (Fluxing Agent) لتقليل درجة الحرارة الناتجة عن التفاعلات الكيميائية .
7- الجبس: ويضاف في المرحلة النهائية بمطاحن الأسمنت.
8-مواد أخرى:
أ- تستخدم المواد الكيميائية في المعمل، للقيام بالتحاليل واختبارات التحكم في الجودة.
ب- تستخدم الزيوت ومواد التزليق الأُخرى لصيانة الآلات.
ج- يستخدم الغاز الطبيعي والمازوت لتوليد غازات الاحتراق المستخدمة في الأفران، وتكون الأفران مجهزة بحيث تستطيع حرق أكثر من نوع واحد من أنواع الوقود.
2- أنواع الأسمنت البورتلاندى وخصائصها
أ- الأسمنت البورتلاندى العادي:
يستخدم في أعمال الإنشاءات بوجه عام، وهناك أصناف مختلفة من هذا النوع مثل الأسمنت الأبيض الذي يحتوى على نسبة أقل من أكسيد الحديديك، و أسمنت آبار البترول (Oil-Well Cement) المستخدم في تبطين آبار البترول، والأسمنت سريع الشك، وأصناف أخرى متعددة ذات استخدامات خاصة.
ب-الأسمنت البورتلاندى المتصلب في درجة الحرارة العالية و المقاوم للكبريتات:
يستخدم في الحالات التي تتطلب حرارة تميؤ معتدلة، أو في الإنشاءات الخرسانية المعرضة لتأثيرات متوسطة من الكبريتات.
ج- الأسمنت سريع التصلب:
تختلف أصناف الأسمنت سريع التصلب عن الأسمنت العادي من عدة نواحي، منها أن نسبة الحجر الجيري إلى السيليكات ونسبة سيليكات ثلاثي الكالسيوم في الأسمنت سريع التصلب تكون أكبر من مثيلاتها في الأسمنت العادي.كما يتصف هذا النوع بدرجة نعومة أكبر من الأسمنت العادي، مما يؤدى إلى سرعة التصلب وتولد سريع للحرارة.
يستخدم الأسمنت سريع التصلب في إنشاء الطرق.
د- أسمنت بورتلاندي منخفض الحرارة:
يحتوى هذا النوع على نسبة منخفضة من كبريتات ثلاثي الكالسيوم وألومينات ثلاثي الكالسيوم، مما يؤدى إلى انخفاض في الحرارة المتولدة. تستخدم أكاسيد الحديديك لخفض نسبة ألومينات ثلاثى الكالسيوم، وبالتالي ترتفع نسبة رباعي ألومينات الكالسيوم الحديدية في هذا النوع من الأسمنت.
هـ- الأسمنت المقاوم للكبريتات:
يحتوى هذا النوع من الأسمنت على نسبة منخفضة من ألومينات ثلاثي الكالسيوم، ويتصف بقدرة أكبر على مقاومة الكبريتات بسبب مكوناته، أو بسبب العمليات المستخدمة في صناعته، لذلك فهو يستخدم في الحالات التي تتطلب مقاومة عالية للكبريتات.
- خطوط الإنتاج في تصنيع الأسمنت
أولاً: خط العمليات الرطبة:
لقد أخذ استخدام العمليات الجافة في صناعة الأسمنت في الانتشار ليحل تدريجياً محل العمليات الرطبة، بسبب الوفرة في الطاقة التي تتميز بها العمليات الجافة، والدقة في عمليات التحكم وفى خلط المواد الخام.
عمليات التشغيل الرئيسية في هذا الخط:
أ- تكسير وخلط المواد الخام:
تُكسر المواد الخام من حجر جيري وسيليكات وطفلة وأتربة سطحية بواسطة الكسارات، ثم تُنخل وتُنقل، ليتم تخزينها على هيئة أكوام في مناطق مفتوحة أو مغطاة.
ب-الطحن:
تنقل المواد الخام في طواحين المعلقات (Slurry Mills )، حيث تخلط بالمياه، ويستمر طحن المعلق حتى يصل إلى درجة النعومة المطلوبة. ينقل المعلق بعد ذلك إلى صوامع التخزين، حيث يصبح متجانساً بعد الضبط النهائي لمكوناته، وتؤخذ منه عينات بشكل دوري لضمان مطابقة تركيباته للمواصفات، ثم ينقل المعلق إلى أحواض المعلقات (Slurry Basins) حيث تقوم طواحين الشواكيش (Rotating Arms) بتحويله إلى خليط متجانس.
ج-الفرن والمبرد :
يسحب المعلق من قاع الأحواض إلى فتحة تغذية الفرن الدوار (Rotary Kiln). والفرن الدوار هو فرن أسطواني طويل، مبطن من الداخل بطوب حراري، ويدور ببطء حول محور يميل قليلاً عن المستوى الأفقي. ويسمح هذا الميل بدفع محتويات الفرن أثناء الدوران إلى الأمام. وتتولد عند الطرف الأمامي (الأسفل) من الفرن غازات احتراق عالية الحرارة تتدفق إلى الجزء الأعلى (الخلفي) من الفرن في تيار معاكس لحركة محتويات الفرن المندفعة إلى أسفل. ويتم تبريد الكلنكر (Clinker) المتكون م.م إلى ما بين 60 و200بواسطة مبرد هوائي من 1400
د-الطحن النهائي والتعبئة :
ينقل الكلنكر إلى طواحين كور (Ball Mills)، حيث يضاف إليه الجبس ويطحن، ثم يعبأ في أكياس من الورق أو البلاستيك
ثانياً: خط العمليات الجافة:
- المتغيرات التى يقوم المعمل باختبارها تمثل الخصائص الفيزيائية للمواد والمنتجات وتركيبها الكيميائي.
الطريقة الرطبة في صناعة الاسمنت المتبعة في معمل سمنت حمام العليل الجديد في مدينة الموصل_ العراق
المواد الاولية :-
الحجر الجيري limestone والذي تكون نسبة كاربونات الكالسيوم caco3 اكثر من 90%
وتكون نسبتها في الخلطة 74.5-75.5
الاطيان :-
وتحتوي على اكاسيد ضرورية ومنها السليكا sio2 والالمنيوم AL2O3 والحديد FE2O3
وعلى اكاسيد اخرى غير ذات اهمية نسبتها 24%
خطوط الانتاج:-
1- الكسارة :- يتم في هذا القسم عملية تكسير قطع الحجر الكبيرة بحيث يكون اكبر حجم من قطع 5 سم وبحيث لا تتعدى نسبتها العامة عن 7%
2- طاحونة المواد :- يتم فيها طحن المواد بالخلط مع الماء وتكون بشكل معجون لا تتعدى رطوبتها 45%
3- المكاسر :- عبارة عن احواض خاصة بالمعجون يتم فيها مزج المواد وبالنسب اعلاه
4- الفرن:- يتم فيه سحب المواد من المكسر بواسطة مضخات خاصة يتم فيه التجفيف ثم الحرق بحيث تكون درجة حرارة المواد في منطقة الحرق 1400درجة مئوية تخرج الى مبردات ( الكولار) وتسمى المواد الخارجة بالكلينكر وتنقل الى مخازن خاصة
5- طاحونة السمنت :- يسحب كلينكر ويضاف نسبة 2% جبس ويطحن داخل الطاحونة ليخرج السمنت البورتلاندي العادي وثم يكيس ويباع في الاسواق
هذه الطريقة مختصرة اذا خضنا في التفاصيل يلزمنا تقرير مؤلف من 30 صفحة
للاستفادة من الموضوع فقط وتوصيل فكرة صناعة السمنت بطريقة مختصرة
مقــدمة-
تعتبر صناعة الأسمنت من الصناعات الاستراتيجية، لأنها ترتبط مباشرة بأعمال الإنشاء والتعمير. ويستخدم الأسمنت كمادة رابطة هيدروليكية من مكونات المونة أو الخرسانة.وهي مع ذلك صناعة بسيطة مقارنة بالصناعات الكبرى،وتعتمد على توفر المواد الخام اللازمة لذلك.
- الخليط الأساسي لصناعة الاسمنت يتكون غالباً من الطفل (Clay) والحجر الجيري (Limestone)، والذي يسخن في درجة حرارة كافية لإحداث التفاعل بينهما لإنتاج سليكات الكالسيوم (Calcium Silicate).
و تختلف الملوثات الناتجة عن مصانع الأسمنت من حيث المكونات والكمية، تبعاً لاختلاف عمليات التشغيل من مصنع لآخر وإجراءات النظافة العامة المتبعة، وعوامل أخرى متنوعة.
- هناك طريقتان أساسيتان في صناعة الأسمنت: العمليات الجافة والعمليات الرطبة
(Wet & Dry Processes). في العمليات الرطبة تطحن المواد الخام وتخلط بالمياه، ثم يفصل الناتج المعلق (Slurry) إلى الفرن. أما في العمليات الجافة فيتم تجفيف المواد الخام قبل أو أثناء الطحن أي قبل إدخالها إلى الفرن.
1- المواد الخام الأولية في صناعة الأسمنت:
1- الحجر الجيري.
2- رمل السيليكات.
3- الطفلة.
4- الأتربة السطحية (Shale).
5- طفلة وأتربة البوكسيت (جسيمات متوسطة الحجم من الطبقات الرسوبية مثل الطفلة، ولها محتوى منخفض من الماء).
6- أكاسيد الحديد : وتستخدم كعوامل مذيبة أو صهارة (Fluxing Agent) لتقليل درجة الحرارة الناتجة عن التفاعلات الكيميائية .
7- الجبس: ويضاف في المرحلة النهائية بمطاحن الأسمنت.
8-مواد أخرى:
أ- تستخدم المواد الكيميائية في المعمل، للقيام بالتحاليل واختبارات التحكم في الجودة.
ب- تستخدم الزيوت ومواد التزليق الأُخرى لصيانة الآلات.
ج- يستخدم الغاز الطبيعي والمازوت لتوليد غازات الاحتراق المستخدمة في الأفران، وتكون الأفران مجهزة بحيث تستطيع حرق أكثر من نوع واحد من أنواع الوقود.
2- أنواع الأسمنت البورتلاندى وخصائصها
أ- الأسمنت البورتلاندى العادي:
يستخدم في أعمال الإنشاءات بوجه عام، وهناك أصناف مختلفة من هذا النوع مثل الأسمنت الأبيض الذي يحتوى على نسبة أقل من أكسيد الحديديك، و أسمنت آبار البترول (Oil-Well Cement) المستخدم في تبطين آبار البترول، والأسمنت سريع الشك، وأصناف أخرى متعددة ذات استخدامات خاصة.
ب-الأسمنت البورتلاندى المتصلب في درجة الحرارة العالية و المقاوم للكبريتات:
يستخدم في الحالات التي تتطلب حرارة تميؤ معتدلة، أو في الإنشاءات الخرسانية المعرضة لتأثيرات متوسطة من الكبريتات.
ج- الأسمنت سريع التصلب:
تختلف أصناف الأسمنت سريع التصلب عن الأسمنت العادي من عدة نواحي، منها أن نسبة الحجر الجيري إلى السيليكات ونسبة سيليكات ثلاثي الكالسيوم في الأسمنت سريع التصلب تكون أكبر من مثيلاتها في الأسمنت العادي.كما يتصف هذا النوع بدرجة نعومة أكبر من الأسمنت العادي، مما يؤدى إلى سرعة التصلب وتولد سريع للحرارة.
يستخدم الأسمنت سريع التصلب في إنشاء الطرق.
د- أسمنت بورتلاندي منخفض الحرارة:
يحتوى هذا النوع على نسبة منخفضة من كبريتات ثلاثي الكالسيوم وألومينات ثلاثي الكالسيوم، مما يؤدى إلى انخفاض في الحرارة المتولدة. تستخدم أكاسيد الحديديك لخفض نسبة ألومينات ثلاثى الكالسيوم، وبالتالي ترتفع نسبة رباعي ألومينات الكالسيوم الحديدية في هذا النوع من الأسمنت.
هـ- الأسمنت المقاوم للكبريتات:
يحتوى هذا النوع من الأسمنت على نسبة منخفضة من ألومينات ثلاثي الكالسيوم، ويتصف بقدرة أكبر على مقاومة الكبريتات بسبب مكوناته، أو بسبب العمليات المستخدمة في صناعته، لذلك فهو يستخدم في الحالات التي تتطلب مقاومة عالية للكبريتات.
- خطوط الإنتاج في تصنيع الأسمنت
أولاً: خط العمليات الرطبة:
لقد أخذ استخدام العمليات الجافة في صناعة الأسمنت في الانتشار ليحل تدريجياً محل العمليات الرطبة، بسبب الوفرة في الطاقة التي تتميز بها العمليات الجافة، والدقة في عمليات التحكم وفى خلط المواد الخام.
عمليات التشغيل الرئيسية في هذا الخط:
أ- تكسير وخلط المواد الخام:
تُكسر المواد الخام من حجر جيري وسيليكات وطفلة وأتربة سطحية بواسطة الكسارات، ثم تُنخل وتُنقل، ليتم تخزينها على هيئة أكوام في مناطق مفتوحة أو مغطاة.
ب-الطحن:
تنقل المواد الخام في طواحين المعلقات (Slurry Mills )، حيث تخلط بالمياه، ويستمر طحن المعلق حتى يصل إلى درجة النعومة المطلوبة. ينقل المعلق بعد ذلك إلى صوامع التخزين، حيث يصبح متجانساً بعد الضبط النهائي لمكوناته، وتؤخذ منه عينات بشكل دوري لضمان مطابقة تركيباته للمواصفات، ثم ينقل المعلق إلى أحواض المعلقات (Slurry Basins) حيث تقوم طواحين الشواكيش (Rotating Arms) بتحويله إلى خليط متجانس.
ج-الفرن والمبرد :
يسحب المعلق من قاع الأحواض إلى فتحة تغذية الفرن الدوار (Rotary Kiln). والفرن الدوار هو فرن أسطواني طويل، مبطن من الداخل بطوب حراري، ويدور ببطء حول محور يميل قليلاً عن المستوى الأفقي. ويسمح هذا الميل بدفع محتويات الفرن أثناء الدوران إلى الأمام. وتتولد عند الطرف الأمامي (الأسفل) من الفرن غازات احتراق عالية الحرارة تتدفق إلى الجزء الأعلى (الخلفي) من الفرن في تيار معاكس لحركة محتويات الفرن المندفعة إلى أسفل. ويتم تبريد الكلنكر (Clinker) المتكون م.م إلى ما بين 60 و200بواسطة مبرد هوائي من 1400
د-الطحن النهائي والتعبئة :
ينقل الكلنكر إلى طواحين كور (Ball Mills)، حيث يضاف إليه الجبس ويطحن، ثم يعبأ في أكياس من الورق أو البلاستيك
ثانياً: خط العمليات الجافة:
- المتغيرات التى يقوم المعمل باختبارها تمثل الخصائص الفيزيائية للمواد والمنتجات وتركيبها الكيميائي.
