الأحد، 2 أكتوبر، 2016

صناعة الاسمنت

        بحث الاسمنت 
موضوع تعبير صناعة الأسمنت
1-         الأسمنت مسحوق ناعم غير معدني وغير عضوي يتكون ويتماسك لدى خلطه بالمياه، وهو يشكل المكون الرئيسي في الخرسانة. وتشمل عملية إنتاج الأسمنت التسخين والتكليس، وإدخال خليط دقيق من المواد الجيرية والطينية (وتعرف أيضاً ’’بالحرق‘‘ أو إنتاج الكلنكر). وينتج ذلك الكلنكر الأسمنت الذي يجري بعد ذلك تبريده وطحنه مع مواد مضافة مثل الجبس (الذي هو مادة مثبطة للهلب لتصنيع الأسمنت).
2-         ويتألف الكلنكر عادة من 67 في المائة من ثاني كربون الكلسيوم، و22 في المائة من أكسيد السليكون و5 في المائة من ثاني أكسيد الأمونيا و3 في المائة من ثاني أكسيد الحديد و3 في المائة من المكونات الأخرى (Taylor، 1997). ويتعين توفير الرواسب الجيرية التي تحدث طبيعياً مثل الحجر الجيري والملط والطباشير التي تتألف أساساً من كربونات الكلسيوم لإنتاج ثاني أكسيد الكلسيوم. وتوفر الطمي أو الملاط عادة المكونات المتبقية. وتحتوي المواد الخام المستخدمة في عملية إنتاج الأسمنت بصورة طبيعية على المعادن والهالونات بكميات تعتمد على التكوينات الجيولوجية التي تستخرج منها المواد الخام، كما قد تحتوي بعض المواد على كربون عضوي مثل الكيروجين. كذلك فإن الفحم قد يحتوي على كميات كبيرة من الكبريت، ومواد نزرة وهالونات، وتعتمد تركيزاتها على المنطقة التي استخرج منها الفحم. ويمكن الاطلاع على متوسط قيم ونطاق تركيزات المواد النزرة في الوقود الأولي والمواد الخام التقليدية في Mantus (1992)، وAchternbosch وآخرون (2003) ومجلس الأعمال العالمي المعني بالتنمية المستدامة (2005).
3-         وباستثناء قمائن العمود الرأسي التي مازالت تستخدم في بعض المناطق الجغرافية (الصين والهند بالدرجة الأولى) (المجلس المركزي لمراقبة الملوثات، 2007؛ Höhne and Ellermann، 2008)، فإن كلنكر الأسمنت تحرق بصورة أساسية في القمائن الدوارة حيث يمكن أن يحدث تسخين المواد الخام في شكل ترتيب من بين أربعة أنماط مختلفة من الترتيبات: العمليات ’’الجافة‘‘ و’’شبه الجافة‘‘ و’’شبه الرطبة‘‘ أو ’’الرطبة‘‘. وفي أوروبا والولايات المتحدة، يأتي نحو 90 في المائة و80 في المائة على التوالي من إنتاج الأسمنت من قمائن العمليات الجافة (المكتب الأوروبي للرقابة المتكاملة للرقابة المتكاملة على تلافي الملوثات والتحكم فيها، 2006؛ وكالة حماية البيئة في الولايات المتحدة، 2007). ومن ناحية أخرى تظل العمليات الرطبة هي الغالبة في الاتحاد السوفيتي السابق وأستراليا ونيوزيلندا، وما زالت تتم بدرجة كبير في كندا والهند وأمريكا اللاتينية وأفريقيا (Watson وآخرون، 2005).
4-         وعملية تصنيع الأسمنت عملية كثيفة الموارد. فاستخلاص 1.5-1.7 طن من المواد الخام يتم عادة لإنتاج طن الواحد من الكلنكر المنتج (Szabó وآخرون، 2003). وعلاوة على ذلك يتطلب التصنيع كميات كبيرة من الطاقة بدرجات حرارة تزيد على 2000 درجة مئوية في قمائن الأسمنت. ويحتاج كل طن من الأسمنت المنتج عادة ما يتراوح بين 60 و130 كيلوغرام من نفط الوقود أو ما يعادله ونحو 105 كيلووات ساعة من الكهرباء (Loréa، 2007). وتبلغ تكلفة الطاقة المنتجة للوقود والكهرباء في المتوسط 40 في المائة من تكاليف تصنيع الأسمنت (المكتب الأوروبي للرقابة المتكاملة على تلافي الملوثات والتحكم فيها، 2010).
5-         ويمكن الاطلاع على مزيد من المعلومات المفصلة عن تصنيع الأسمنت، ضمن معلومات أخرى) في وكالة حماية البيئة في الولايات المتحدة (1993) وCEMBUREAU (1999أ) و(van Oss، 2005)، والمكتب الأوروبي للرقابة المتكاملة على تلافي الملوثات والتحكم فيها (2010).
6-         وفي عام 2008، قدر الإنتاج العالمي من الأسمنت بمقدار 2.9 مليار طن مع إسهام الصين بنحو نصف الإنتاج العالمي (Da Hai وآخرون، 2010؛ والمسح الجيولوجي للولايات المتحدة، 2009). وتشير التقديرات إلى أن الاستهلاك العالمي من الأسمنت سيبلغ 3.4 مليار طن بحلول عام 2020 (الشكل الأول) مع زيادات مقابلة في الاحتياجات من الطاقة والمواد الخام وانبعاثات كتلة الملوثات (Degré، 2009).
7-         ويمثل حرق الكلنكر أهم مرحلة في عملية الإنتاج من حيث التأثيرات البيئية المتصلة بصنع الأسمنت. وتتسبب منشئات الأسمنت، بحسب عمليات الإنتاج النوعية، انبعاثات في الهواء وانبعاثات للنفايات للأرض. ويشمل ذلك أتربة قمينة الأسمنت (CKD) التي قد تغيد إعادة التدوير في عملية الإنتاج. كما قد تحدث انبعاثات في المياه في حالات غير عادية. ويمكن للضوضاء والروائح أيضاً أن يكون لها تأثير.
8-         والملوثات الرئيسية التي تنبعث في الهواء هي الجسيمات وثاني أكسيد النيتروجين (NOX)، وثاني أكسيد الكبريت (SO2) (EIPPCB، 2010). وتشمل الانبعاثات الأخرى: أكسيدات الكربون(CO، CO2)، وثاني بنزوبارا ديوكسين متعدد الكلور وثنائي بنزو فيوران متعدد الكلور (PCCDs/PCDFs) والمركبات العضوية الطيارة (VOC)، والمعادن ومركباتها وكلوريد الهيدروجين (HCl) والهيدروفلورين (HF). ويعتمد نوع وكمية الانبعاثات في الهواء على بارامترات متباينة مثل المواد الخام وأنواع الوقود المستخدمة ونوع العملية.
9-         كما يرتبط تصنيع الأسمنت بتأثيرات استخلاص الموارد (الوقود الأحفوري والحجر الجيري والمعادن الأخرى) على نوعية البيئة والتنوع البيولوجي، وجمال المناظر الطبيعية، واستنفاد الموارد غير المتجددة أو التي تتجدد ببطء مثل الوقود الأحفوري أو المياه الجوفية (Battelle، 2002).

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق