Industria del cemento
Il cemento è il materiale da costruzione più usato al mondo, mescolato all’acqua si produce una reazione chimica che trasforma la polvere in materia modellante che il costruttore plasma a seconda delle esigenze progettuali. Questa caratteristica unita ad altre caratteristiche fisiche e chimiche fa definire questa polvere fine come “polvere magica”.
Joseph Aspdin, un imprenditore inglese, nel 1824 inventò il Cemento Portland. Questo non è un marchio ma è un sostantivo che descrive la struttura idraulica del cemento. Aspdin è stato il primo a formulare ed ottenere un brevetto per questo cemento. Lo chiamò “Portland”, perché il calcestruzzo realizzato con questo prodotto somigliava al colore della pietra estratta sull’isola di Portland, una penisola nel Canale della Manica occidentale dell’Isola di Wight.
Il clinker è l’elemento base (95%) per la produzione del cemento. Viene raffreddato da aria e poi macinato con gesso (5%) per formare il cemento ordinario Portland (OPC). Altre forme di cemento richiedono una maggiore miscelazione con altre materie prime. La fusione del clinker con altri materiali caratterizza il cemento a seconda dell’utilizzo finale. Il calcare viene schiacciato ridotto ad una dimensione utile uniforme, viene miscelato con alcuni additivi (quali ferro e bauxite) e posto su un laminatoio verticale, dove le materie prime vengono macinate in polvere finissima. Un precipitatore elettrostatico elimina i gas, tramite un mulino si riducono le materie prime in farina cruda che viene sottoposta a ulteriori fasi di miscelazione. La farina cruda omogeneizzata estratta viene pompata alla sommità di un preriscaldatore, tramite le pompe viene trasportata in forma volatile. Il materiale viene riscaldato a 750 °C per mezzo di preriscaldatori. Successivamente, la farina cruda subisce un processo di calcinazione in un apposito impianto in cui i carbonati presenti sono ridotti a ossidi e poi si passa in fornace. Le reazioni di calcinazione e clinkerizzazione rimanenti vengono completate nel forno dove la temperatura viene innalzata a 1.450 ° C – 1.500 ° C. Il clinker formatosi viene raffreddato e convogliato ad apposito silo da cui viene estratto e trasportato ai mulini per la produzione di cemento. Per la produzione di OPC si utilizzano clinker e gesso. Per la produzione di cemento Pozzolana Portland (“PPC”) si utilizzano clinker, gesso e ceneri volanti. Nella produzione di cemento Loppa Portland (“PSC”) si aggiungono al clinker le scorie granulate da impianti siderurgici.
Cenere Volante
La cenere è una polvere grigia composta prevalentemente da particelle di vetro sferiche che sono un sottoprodotto delle centrali elettriche a carbone. La Cenere volante ha proprietà pozzolanica cioè reagisce con la calce per formare composti cementizi. È conosciuto come un materiale cementizio complementare. La cenere volante migliora significativamente le prestazioni del cemento in vari modi e offre anche molti
vantaggi nelle applicazioni di cemento e non. Viene prodotta dal carbone mediante generatori termici. Il leggero particolato aerodisperso risultante dalla combustione del carbone polverizzato prodotto va dal 70% al 85% di tutte le ceneri di carbone prodotte. Attualmente l’88% delle ceneri volanti prodotta in Europa viene riciclato. (1999 ECOBA).
Caolino
Il caolino è un minerale bianco soffice usato in diversi modi. Fu scoperto nella regione cinese dello Jingdezhen. Viene utilizzato in diversi settori tra cui carta, farmaci, prodotti per la pelle, porcellana e cosmetici. Fonti di questo minerale si trovano in tutto il mondo: Stati Uniti, Cina, Brasile, Australia, e parte dell’Europa orientale. Miscelato con il cemento diventa caolino naturale.
Carbone termico
Il carbone viene usato come fonte di energia nell’industria del cemento. Grandi quantità di energia devono produrre cemento. Forni solito bruciano carbone in forma di polvere e consumano circa 450g di carbone per circa 900g di cemento prodotto. Sottoprodotti
generati dalla combustione del carbone nelle centrali elettriche alimentate a carbone, come ceneri volanti, ceneri pesanti, scorie di caldaia e dei gas di scarico desolforazione gesso vengono utilizzati anche nella produzione di calcestruzzo (fonte WCA). Ceneri può essere utilizzato per sostituire il cemento nel calcestruzzo.
Coke petrolifero
Il coke petrolifero (Petcoke) è un solido carbonioso derivato dalle raffinerie di petrolio o di altri processi legati alla lavorazione di prodotti petroliferi. Il suo calore elevato e il basso contenuto di ceneri lo rendono un buon combustibile per la produzione di energia nelle caldaie a carbone ma ha anche un alto contenuto di zolfo e basso contenuto di volatili, che comporta problemi ambientali e tecnici nella sua combustione. Il coke petrolifero calcinato è il prodotto della calcinazione del coke petrolifero e si produce nell’unità coker di una raffineria di greggio. Il coke petrolifero calcinato viene usato anche per fare gli anodi per l’industria di fusione dell’alluminio, dell’acciaio e del titanio.
