Циментът е фундаментален за съвременното общество, но какви са въздействията върху околната среда и как може да се намали?
Циментът може да се счита за ресурс, който революционизира историята на инженерството и начина, по който градовете са започнали да се развиват. Резиденции, площади, сгради, стадиони и практически всякакъв вид конструкции разчитат на това вещество като един от основните му материали. Но замисляли ли сте се как протича процесът на производство на цимент и как да намалите въздействието му?
Производството на цимент не е просто и изисква много енергия и различни механизми. Използвани като свързващ агент, основните суровини, присъстващи в състава му, са варовик и глина. И двете открити, все още в излишък и извлечени от природата.
По този начин може да се счита, че обектите, предназначени за неговото производство, се състоят от две големи дейности: добив на варовик и производство на цимент. Фабричните съоръжения обикновено са в близост до местата за добив на варовик, за да се улесни транспортирането на тежки суровини до индустриалната зона.
Дейността по добив на варовикови скали се извършва в големи открити механизирани кариери. И след извличане, скалите се разглобяват и редуцират с експлозиви, за да имат адекватен размер на частиците.
Производствени стъпки
Технологичният процес на производство на цимент, реализиран в повечето бразилски индустрии, е известен като сух процес и се състои главно от следните стъпки:
- Смилане и хомогенизиране на суровини (получаване на сурово брашно)
- Клинкеризация на суровото брашно в ротационни пещи (производство на клинкер) и последващо охлаждане на клинкера
- Смилане на клинкер и добавяне на мазилка за получаване на цимент
- Пакетиране и доставка на крайния продукт
Първо, суровините - варовик (94%), глина (4%) и по-малки количества железни и алуминиеви оксиди (2%) - се смилат и смесват, докато се получи фин прах (сурово брашно). След това този материал се въвежда в ротационна пещ, където се нагрява до температура 1500 ° C, преди да бъде внезапно охладен от пориви на въздуха. По този начин се произвежда клинкер, основният материал, необходим за производството на цимент. Полученият материал (клинкер) се смесва с гипс (гипс) и други добавки (като варовик, пуцолан или шлака), което дава началото на различните видове цимент, които най-накрая се опаковат в торби, за да могат да се комерсиализират.
Този процес изисква голямо потребление на енергия, под формата на топлинна енергия (топлина), посредством горива, използвани за отопление на ротационни пещи за производство на клинкер, или под формата на електрическа енергия, консумирана в целия промишлен процес за обработка машини, въртящи се въртящи се пещи и мелници. По-голямата част от това потребление обаче се отнася до разхода на топлинна енергия по време на изгарянето на горивата.
Горивата, които захранват пещите, в по-голямата си част са от невъзобновяеми източници, като нефт и въглища. Сред най-използваните горива се открояват някои твърди вещества, като петролен кокс и бензин, и някои газообразни, като природен газ и други производни на минерални въглища.
Петролният кокс е основният източник на енергия в циментовата индустрия, като основното гориво, използвано в ротационната клинкерна пещ. Това е черен и лъскав гранулиран материал, съставен предимно от въглерод (90 до 95%), но също така обикновено има изразено съдържание на сяра (около 5%). Причината, поради която това гориво се използва широко, се дължи на високата му калоричност, свързана с ниските разходи за придобиване.
В допълнение към тези традиционни горива, остатъци от промишлени и биомаса и отпадъци, въглища и селскостопански остатъци също могат да се използват за захранване на фурните.
Въздействия върху околната среда
Циментовите заводи в крайна сметка замърсяват околната среда и са отговорни за съответните въздействия върху околната среда.
И въпреки че производственият процес на този материал не произвежда директно твърди отпадъци, тъй като пепелта от изгарянето на горивата в ротационната пещ обикновено се вгражда в самия клинкер, има големи емисии на газообразни замърсители и частици.
По този начин основните въздействия са причинени от емисиите на замърсяващи газове от това изгаряне. Пример за това са високите емисии на въглероден диоксид (CO2), един от основните газове, които дисбалансират парниковия ефект.
Под ръководството на Световния бизнес съвет за устойчиво развитие (WBCSD) Инициативата за устойчиво развитие на цимент (CSI - Cement Sustainability Initiative ) възложи обширна изследователска програма за въздействието на циментовата индустрия върху по целия свят и работи за разработване на план за действие, за да се намерят начини за подобряване на устойчивостта на производството на цимент.
Циментовите компании са отговорни за около 5% от глобалните емисии на въглероден диоксид (CO2) от антропен източник, изпускан ежегодно в атмосферата. Изчислено е, че при производството на тон клинкер се произвежда тон CO2, което до голяма степен допринася за увеличаване на парниковия ефект, според проучване.
В процеса на производство на цимент също могат да се отделят серен оксид, азотен оксид, въглероден окис и оловни съединения, всички от които са замърсители.
В допълнение, по време на първия етап на добив на суровини, могат да възникнат и физически въздействия, като свлачища във варовикови кариери и ерозии поради вибрации, произведени на земята. И извличането на глина в реките може да доведе до задълбочаване на тези водни течения, намаляване на количеството вода в леглата и нарушаване на местообитанията там, което намалява биологичното разнообразие на няколко региона.
Алтернативи за намаляване на въздействията
Прогнозата е, че производството на цимент ще продължи да расте през следващите години, което следователно би увеличило общите емисии на CO2 в света. За да се избегне тази ситуация, е необходимо производственият процес да претърпи промени, тъй като е малко вероятно търсенето на цимент да намалее.
В плана за действие на CSI, споменат по-горе, са изброени някои опции за постигане на жизнеспособност на устойчивостта в производството на цимент:
- Промяна на производствените съоръжения с цел улавяне на емитирания въглерод;
- Използвайте само сухия път в производствения процес, изисквайки по-малко фураж от фурната;
- Повторна употреба на промишлени и селскостопански отпадъци за захранване на фурната, вместо да се използват изкопаеми горива (съвместна обработка);
- Частична подмяна, в конструкции, на цимент с други материали;
- Промяна на циментовия състав, така че при производството му да се отделят по-малко CO2.
Тези нагласи би трябвало да бъдат взети от производителите на материала. Изборът на циментови модели, които се основават на тези практики, и натискът върху правителството и компаниите да регулират устойчиво законодателство за сектора са методи за опит за промяна на настоящата посока. Циментът, както вече споменахме, е от съществено значение за „изграждането“ на обществото, което познаваме днес. Следователно не трябва да го демонизираме, а да търсим широкомащабни алтернативи, така че въздействието му да бъде намалено и да могат да бъдат разработени по-устойчиви алтернативи.
