W artykule przeanalizowano wykorzystanie nieklinkierowych dodatków do cementu i ich znaczenie w dążeniu do neutralności emisyjnej przemysłu cementowego. Tego typu materiały są wykorzystywane w przemyśle cementowym od dawna, pozwalając na produkcję cementów o zróżnicowanych właściwościach i w efekcie mieszanek betonowych do dedykowanych zastosowań. Materiały odpadowe lub uboczne z innych branż przemysłowych, jako składniki cementu, nie tylko modyfikują parametry cementu, ale częściowo zastępując klinkier portlandzki przyczyniają się do redukcji emisji CO2 z produkcji cementu i oszczędzania zasobów naturalnych surowców w zgodzie z zasadami gospodarki o obiegu zamkniętym.
EN
The article analyzes the use of non-clinker cement additives and their importance in achieving emission neutrality of the cement industry. These types of materials have been used in the cement industry for a long time, allowing the production of cements with various properties and, as a result, concrete mixtures for dedicated applications. Waste or by-product materials from other industries as cement components not only modify the parameters of cement, but by partially replacing Portland clinker, they contribute to reducing CO2 emissions from cement production and saving natural resources of raw materials in accordance with the principles of a circular economy.
W artykule przedstawiono podstawowe informacje na temat wpływu dodatku mączki wapiennej do betonu na właściwości mieszanki betonowej i stwardniałego betonu.
EN
In light of restrictions on the use of cement clinker, related to the negative environmental impact of its production, the increased use of ground limestone in concretes, both as an admixture to concrete and as a main component of cement, is imminent. The article presents basic information on the effect of adding limestone powder to concrete on the properties of the concrete mixture and hardened concrete. In properly designed concrete, limestone powder in the amount of up to 10% of the weight of cement can be used without significant negative effects on its consistency, strength and durability. With larger amounts of limestone, the effect depends on the type and fineness of limestone, while a reduction in the strength and durability of concrete proportional to the limestone content can be expected.
Zbyt wysoka temperatura klinkieru, w szczególności wyższa od 70°C, powoduje pewne trudności w produkcji cementu, pogarsza jego jakość i prowadzi do zbrylania materiału w silosie. Aby zapobiec tym problemom należy stosować specjalne zabiegi technologiczne dążące do uzyskania klinkieru o odpowiednim składzie granulometrycznym. W przypadku niewystarczającego wychłodzenia klinkieru w chłodniku, należy zastosować wtrysk wody do chłodnika lub do urządzeń transportujących klinkier. Wtrysk wody do młyna w ilości powietrza służącego do przewietrzania młyna również daje dobre rezultaty. Dodatkowo korzystne jest częściowe zastąpienie gipsu anhydrytem, w młynie lub silosie. Znacznie lepszym rozwiązaniem jest instalacja chłodnika do cementu, niż ponoszenie konsekwencji jego wysokiej temperatury.
EN
Too high clinker temperature, especially above 70°C, causes several difficulties in cement production, lowers its quality and leads to lumping of the material in the silos. To avoid these difficulties the appropriate clinker granulometry trough special technological treatment, should be obtained. In the case of insufficient cooling in the cooler the water spraying into the cooler or on clinker transporting devices is to be employed. Water injection into the mill as amount of ventilation air give also good results. Finally the partial substitution of gypsum by anhydrite in the mill or in silos. It is much better to install the cement coolers than to carry the consequences of high cement temperature.
W pracy przedstawiono wyniki badań nad efektywnością redukcji rtęci przy wykorzystaniu biowęgla z biomasy, uzyskanego w wyniku niskotemperaturowej pirolizy. Badania przeprowadzono na gazach odlotowych instalacji wypalania klinkieru pracującej w technologii metody suchej. Zastosowanie metody iniekcji pyłu biowęgla do tych gazów (T = 140°C, CO2 = 12%, SO2 = O%, H2O = 4%) w ilości 8,6–9,6 g/m3n skutkuje zmniejszeniem koncentracji rtęci o ok. 40%.
XX
The paper presents results of mercury reduction studies using biomass derived from low temperature pyrolysis of biomass. The research was carried out on waste gases from clinker burning plant using dry method technology. The application of the method of injection of biochar dust to these gases (T = 140°C, CO2 = 12%, SO2 = O%, H2O = 4%) in the amount of 8,6–9,6 g/m3n results in a reduction of mercury concentration by about 40%.
W pracy przedstawiono problematykę wykorzystania komunalnych osadów ściekowych (KOS) w układach wypalania klinkieru. Są one atrakcyjnym substytutem węgla ze względu na neutralność pod kątem emisji CO2. W celu określenia poziomu emisji CO2 ze spalania mieszanki paliw w nowoczesnym układzie linii wypalania klinkieru o wydajności 2000 ton/dobę przeprowadzono obliczenia dla różnych konfiguracji współspalanych paliw. Wykazały one, iż substytucja węgla paliwami alternatywnymi i osadami ściekowymi na poziomie 85% skutkuje zmniejszeniem wskaźnika emisji paliwowej dwutlenku węgla o ok. 35%.
EN
The paper presents an analysis of the application of sewage sludge in systems of the clinker burning. Sewage sludge is an attractive substitute for coal due to neutrality in terms of CO2 emissions. In order to determine the level of CO2 emissions from the mixed fuel combustion in modern clinker burning line with a capacity of 2000 tons/day, calculation for various configurations of co-combustion fuels were carried out. It was showed that the substitution of coal with alternative fuels and sewage sludge at the level 85% results in a reduction of fuel emission of carbon dioxide by about 35%.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy zaprezentowano wyniki badań wybranych zapraw budowlanych. Przeanalizowano zmiany struktury wynikające z wprowadzenia dodatków do zapraw i określono ich wpływ na integralność muru.
EN
The article presents results of tests of selected mortars. An analysis was carried out of structural changes caused by additives added to mortars and their impact on wall integrity.
Abyek cement plant is equipped with four clinker grinding lines; every grinding line consists of a two-compartment tube ball mill. Recently, in a retrofit project, two high pressure grinding rolls (HPGR) units were installed in two grinding lines before the tube ball mills to grind clinker feed. The efficiency of these HPGR units is reported to be under design specification. In this study, an approach based on population balance modelling of grinding process and circuit simulations was used to optimize HPGR milling operation. Representative samples were taken from HPGR units’ feed and product streams to obtain HPGR model parameters, namely, breakage distribution function and selection function or specific rate of breakage. Screen analysis tests were carried out to determine Particle Size Distribution (PSD) of every powder sample and its d80 as powder size index. Tumbling grinding tests with laboratory ball mills were also done using collected samples to determine breakage distribution function of feed to HPGR units. Selection function was estimated based on PSDs of HPGR feed and product samples using NGOTC program. A comparison between HPGR measured and predicted product PSDs proved validity of modelling and simulation approach. Several simulation trials were performed to find the best settings of main input variables including applied roll pressure, roll gap and rolls rotational speed which showed that their optimal values are 180 bar, 0.01300 m and 2 m/s, respectively. Plant implementation of these settings for one of the HPGR units showed a 22% decrease in d80 of product. The optimization study indicates that production capacity can be increased from 150 t/h to 180 t/h with a Blain fineness of 3000 cm2/g.
PL
Cementownia Abyek jest wyposażona w cztery linie mielenia klinkieru; każda linia składa się z dwóch młynów kulowch. Ostatnio w projekcie modernizacji, zainstalowano dwie prasy ciśnieniowe HPGR usytuowane w ciągu technologicznym przed młynem kulowym. Skuteczność HPGR ocenia się na podstawie założeń projektowych. Badania oparto na modelowaniu bilansu procesu rozdrabniania w prasie i symulacji procesu. Reprezentatywne próbki pobrano z nadawy i produktów rozdrabniania w HPGR, celem było określenie parametrów modelu - funkcję rozkładu spękań oraz funkcję rozdrobnienia. Badania analityczne przeprowadzono w celu określenia rozkładu wielkości ziaren każdej próbki i jego D80 jako wskaźnik wielkości ziaren. Określono również wielkość ziaren metodą analizy obrazu na szlifach pobranych próbek. Funkcja selekcji została określona za pomocą programu NGOTC. Porównanie zmierzonych i przewidywanych wyników rozdrabniania w HPRG wykazało dokładność modelowania i symulacji. Liczne badania symulacyjne przeprowadzono w celu znalezienia optymalnych parametrów zmiennych wejściowych w tym ciśnienia i prędkości obrotowej. Badania wskazują, że optymalizacja zdolność produkcyjna może zostać zwiększona z 150 t/h do 180 t/h, z powierzchnią właściwą Blaina 3000 cm2/g.
Zbadano właściwości cementu z klinkieru wyprażonego w Zakładzie Doświadczalnym OSiMB w Krakowie, zawierającego 1,8% Zn. Cement ten wykazuje bardzo duże opóźnienie początku wiązania oraz małą wytrzymałość wczesną, czego przyczyną jest występowanie cynku w klinkierze w formie tlenku cynku w ilości około 0,5% Zn. W oparciu o dotychczas przeprowadzone badania, można przyjąć, że graniczna zawartość Zn w klinkierze nie powinna przekraczać 1,2%. Zawartości cynku znajdowane w cementach przemysłowych są znacznie mniejsze, jednak przypadkowe zanieczyszczenie cementu lub klinkieru cynkiem stanowi potencjalne zagrożenie dla jakości cementu i powinno być brane pod uwagę.
EN
The properties of cement from clinker produced in the Pilot Plant in Glass and Building Materials Division in Kraków containing about 1.8% of Zn were examined. This cement has the huge retardation of initial setting time and low initial compressive strength, which is caused by zinc oxide formed in the clinker, which estimated content was 0.5% of Zn. On the basis of the experiments, it can be stated, that the threshold value of Zn content in clinker should not exceed 1.2%. Content of Zn in the industrial cements is significantly lower, however, the accidental contamination of cement or clinker with zinc is the potential danger of cement quality and must be taken into account.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono doświadczenia pozwalające na zmniejszenie emisji CO2 w produkcji klinkieru portlandzkiego w wyniku zastąpienia wapienia popiołem lotnym wapiennym, granulowanym żużlem wielkopiecowym lub wapnem pokarbidowym. Badania prowadzono w skali laboratoryjnej i przemysłowej. W tej ostatniej przeprowadzono spiekanie klinkieru w piecu przemysłowym zastępując maksymalnie 5% wapienia popiołem lotnym wapiennym, lub 3% wapnem pokarbidowym, uzyskując zmniejszenie emisji odpowiednio o 16 kg/t klinkieru i 23,5 kg/t klinkieru. Spiekalność tych zestawów surowcowych była lepsza od klasycznego z samym wapnieniem, a wytrzymałość uzyskanego z tego klinkieru cementu była nieznacznie większa.
EN
In the paper the experiments are presented aiming to the reduction of CO2 emission in the production of Portland cement clinker, applying the limestone replacing by calcareous fly ash, granulated blastfurnace slag and waste lime from carbide fabrication. The experiments were conducted in laboratory, but also in industrial scale. In the last one the clinker burning in the industrial rotary kiln was conducted with the use of raw mix in which 5% by mass of the limestone was partially replaced by calcareous fly ash or 3% by the waste lime from carbide production. The obtained reduction of CO2 emission was 16 kg/t of clinker in the case of fly ash and 23.5 kg/t of clinker for waste lime. The sintering properties of the raw mixes were enhanced in comparison of limestone alone, and the strength of cement produced from this clinker was higher.
W artykule podjęto temat zagospodarowania odpadów z odpylania, powstających w cementowni podczas produkcji klinkieru w wyniku bocznikowania gazów odlotowych z pieca obrotowego, tzw. pyłów z by-passa (CBPD - Cement By-Pass Dust). Ze względu na właściwości chemiczne - wysoką alkaliczność, duży udział frakcji rozpuszczalnej w wodzie, wysoką koncentrację ołowiu, odpady te są uciążliwe dla środowiska i trudne w zagospodarowaniu, co zostało opisane w części I artykułu poświęconej aspektom środowiskowym. W niniejszej części przedstawiono wyniki wybranych badań fizyko-mechanicznych mieszanin pyłu CBPD z popiołami fluidalnymi: popiołem dennym (10 01 24) oraz popiołem lotnym (10 01 82), które charakteryzują się własnościami zestalającymi. Określono możliwość ich zagospodarowania w podziemnych technikach górniczych w odniesieniu do wymagań normy PN-G 11011:1998.
EN
The article discusses the subject matter of the management of wastes from de-dusting, generated in a cement plant during production of clinker as the result of bypassing of exhaust gases from the rotary kiln, the so-called by-pass dusts (CBPD - Cement By-Pass Dust). Due to the chemical properties - high alkalinity, a large content of water-soluble fraction, a high concentration of lead, these wastes are environmentally burdensome and difficult to be managed, as described in Part I of the article devoted to environmental aspects. This section presents the results of investigations of selected physico-mechanical mixtures of CBPD with the fluidized - bed ashes: bottom ash (10 01 24) and fly ash (10 01 82), which are characterized by consolidating properties. The possibilities of their management in underground mining techniques were determined with regard to the requirements of the standard PN-G 11011: 1998.
Комплексном физико-химических методов анализа изучены тепловые превращения в цементных сырьевых смесях разработанных на основе мергеля Кармир-сарского месторождения и отхода Араратской золотоизвлекательной фабрики. Дифференциально-термическим, рентгенофазовым и петрографическим исследованием выявлены особенности процессов клинкерообразования и минералообразования в разработанных смесях. Установлена минерализующая роль глиногипса. Доказано, что введение в состав смесей указанной добавки благоприятно сказывается на скорость протекания твердофазовых и жидкофазовых реакций, что в конечном итоге приводит к снижению температуры обжига на 50÷60°С. Выявлено, что действие глиногипса проявляется не только на процессы клинкерообpазования, но и на изменении минералогического состава клинкеров вместо ликерола С3А фиксируются соединения С5А3 и 3(CaO•Al2O3)•CaSO4. Отсутствие в составе клинкеров минерала С3А, являющегося основным источником сульфатной коррозии, дает возможность получить коррозийно стойкий цемент и на его основе коррозийно стойкне бетоны и растворы.
EN
Thermal changes occurring in the concrete crude mixtures on the basis of Karmrasar mergel soils and Ararat gold mining factory waste are studied by the complex analysis of physical and chemical methods. The peculiarities of clinker and mineral formation processes are revealed by the differential thermal, X-ray and petrographical analyses. The mineralization role of ganch is defined. It is proven that the addition of the mentioned additives in the mixtures positively influences the reactions occurring in the hardening and liquidizing stages which causes the reduction of burning temperature up to 50÷60°C. It is also revealed that the influence of ganch (gypsum and clay binding material) matters not only in the formation processes of clinker but also it influences the mineralogical structure based on recorded C5A3 and 3(CaO•Al2O3)•CaSO4 compounds in the clinker structure where the absence of C3A mineral is the main source of sulfur decomposition enabling to attain corrosion-resistant cement as well as concretes and solutions.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono strukturę, ilość i miejsca wytwarzania ubocznych produktów spalania węgla, a także ich kierunki gospodarczego zastosowania. Zaprezentowano analizy na podstawie różnych źródeł danych, dzięki którym dokonano usystematyzowania wykorzystania ubocznych produktów spalania w latach 2010 – 2014. Na tej podstawie, przy wykorzystaniu dodatkowych źródeł danych i wiedzy autorów, przedstawiono perspektywy dla ubocznych produktów spalania z uwzględnieniem ich wytwarzania i gospodarczego wykorzystywania w różnych obszarach gospodarki do 2019 r.
EN
The article presents the structure, the quantity, the place ofmanufacture by-products of coal combustion and their directions of economic use. Analysis was based on various data sources through which the systematize the use of coal combustion products in the years 2010 – 2014. On this basis, with additional data sources and the authors' knowledge, presents the outlook for coal combustion products in regard to their production, economic exploitation in different areas of the economy until 2019.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Dodatki mineralne, częściowo zastępujące klinkier w cemencie są powszechnie stosowane w jego produkcji. Może to spowodować poprawę właściwości betonu, dając korzyści ekonomiczne oraz sprzyjając ochronie środowiska. Przedstawiona praca obejmuje badania wpływu dodatku wapienia, zastępującego cement w 5% do 35%, w odstępach co 5%, na właściwości cementów obejmujące: wodożądność, wytrzymałość i skurcz zapraw cementowych. Wyniki badań pokazują, iż wodożądność rośnie z dodatkiem wapienia, a wytrzymałość na ściskanie maleje, nieomal proporcjonalnie do zwiększania jego udziału w cemencie. W celu poprawy tej sytuacji należałoby stosować osobny przemiał klinkieru i wapienia, a następnie mieszać te składniki.
EN
The use of mineral addition, as partiaI replacement of clinker in cement is very common in the production of this binder. It can causes the improvement of the concrete quality, with economic and environmental protection benefits. The present paper reports the results of the experimental determination of the effects of limestone addition, as a partial replacement of clinker in different percentages from 5%, and 35%, in the interval of 5%, on the physicochemical properties of the blended cements embracing strength, water demand and shrinkage of the mortar. The test results show the increase of water demand with the rise od addition and lowering the strength, almost proportional to the percentage of addition. This situation can be changed only by separate grinding of limestone and clinker and mixing of these two cement components.
Przemysł cementowy obok energetyki jest uznawany za jedno z głównych źródeł przemysłowych emisji metali ciężkich. W procesie wytwarzania cementu związki metali dostarczane są do układu pieca obrotowego wraz z surowcem oraz paliwami. Poziom emisji poszczególnych metali z układu pieca obrotowego uzależniony jest od ich lotności, udziału metali w surowcu i paliwach, w szczególności przy wykorzystaniu paliw alternatywnych, rodzaju metody wypalania klinkieru oraz sprawności urządzeń odpylających. W literaturze światowej dostępne są tylko nieliczne prace dotyczące zachowania się metali lotnych (Hg, Tl, Cd) w układzie wypalania klinkieru cementowego. W Polsce prace tego typu nie były prowadzone, stąd celowość podjęcia tematu. Artykuł składa się z dwóch części: pierwsza zawiera omówienie literaturowe tematu. Na podstawie literatury przedstawiono: charakterystykę fizykochemiczną metali (Hg, Tl, Cd) i ich związków, zasady obiegu tych metali w instalacji pieca cementowego, poziomy ich zawartości w surowcach, paliwach i klinkierze portlandzkim oraz obowiązujące limity emisyjne do powietrza. W drugiej zostaną zaprezentowane: wyniki badań laboratoryjnych lotności pierwotnej Hg, Tl i Cd w surowcach stosowanych w procesie produkcji klinkieru portlandzkiego, wyniki badań identyfikacyjnych poziomu tych metali oraz badania ich obiegu w procesie wypalania klinkieru na dwóch przemysłowych instalacjach pieca obrotowego.
EN
In part 1 of the paper recognition of the state of the art – physico-chemical characteristics of metals (Hg, Tl, Cd) and their compounds, the rules of circulation of these metals in the cement kiln system, the levels of their content in the raw materials, fuels and clinker as well as existing emission limits to air were presented. In part 2 laboratory studies of primary and secondary volatile Hg, Tl and Cd in raw materials, identification of the level of these metals and their cycle research in the two industrial rotary cement kilns were executed. Quantity of volatile metals depends on the type of raw materials and fuels, especially of alternative fuels. Based on the balance of volatile metals made for two installation of clinker burning differences were found in circulation of volatile metals related to the type of installation and raw materials and fuels used.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.