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水泥的主要成分，熟料生产可能污染很大

你听说过熟料吗？这个名字听起来可能并不熟悉，但请注意，它比您想象的要常见得多。建筑物、房屋、人行道、舞台以及基本上任何土木建筑工程都依赖水泥作为其基本材料之一……而熟料是水泥成分中的主要成分。

熟料是一种颗粒状的刚性材料，如下图所示。一般来说，熟料可以说是一种均质的粉末（面粉），由不同的研磨和混合原料制成，当它经受极高的温度时，就会变成岩石。这些物质的生产过程远非简单，而且会造成相当大的环境影响。

生产工艺

熟料或波特兰熟料，也被称为是通过在回转窑中在高达 1450 °C 的温度下燃烧磨碎的原材料而获得的。制造熟料的主要原料是石灰石，除此之外，还少量使用粘土和铁和铝的氧化物。

因此，第一步是提取和“提炼”这些原材料。石灰石岩石被提取后经过破碎和破碎过程，直到获得细粉。然后，使用所有必要的原材料进行均匀混合。这种混合物也指细粉，称为“面粉”或“生”。

然后将这种材料引入回转窑中，在那里将其加热到 1450 °C 的温度，此时发生熟料。

在大多数情况下，为烤箱提供燃料的燃料来自不可再生资源，例如石油和煤炭，这会对环境带来风险和影响。在最常用的燃料中，一些固体燃料脱颖而出，例如石油焦和汽油，以及一些气体燃料，例如天然气。其中，石油焦是生产熟料的主要燃料，这是由于其热值高，购置成本低。除了这些传统燃料、工业和生物质残渣和废料外，木炭和农业残渣也可用于给烤箱喂料。

通过烘箱后，这种材料会突然被鼓风冷却以稳定其结构并回收热量。这就是熟料的生产方式，熟料是制造水泥所需的基本材料。在此过程之后，获得的材料（熟料）与石膏（石膏）和其他添加物（如石灰石、火山灰或矿渣）混合，从而形成不同类型的水泥。

需要强调的是，在回转窑内达到高温时，石灰石煅烧化学反应发生。这个过程是指石灰石（CaCO3）转化为生石灰（CaO），释放出大量CO2气体的时刻。

环境影响

因此，熟料制造过程被认为具有高污染潜力，对环境造成重大影响。

总的来说，该过程需要大量能源消耗，包括通过燃烧燃料来加热回转窑的热能形式，以及在整个工业过程中消耗的电能，以移动机器和制造转动烤箱。然而，这种消耗的大部分与燃料使用过程中的热能消耗有关。

尽管这种材料的制造过程不会直接产生固体废物，但由于回转窑中燃烧燃料产生的灰烬通常包含在熟料本身中，因此在整个熟料制造过程中会排放大量气态污染物和颗粒物质。

在熔炉中燃烧燃料，主要来自不可再生资源，会排放不同的污染气体，如二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、铅化合物和颗粒物，所有这些都是污染物。

而且，除了这个已知的排放源，如先前报道的那样，石灰岩的煅烧也是熟料制造过程中二氧化碳排放的主要因素之一，因此水泥，因为每 1,000 公斤根据一项研究，煅烧方解石 (CaCO3) 会产生 560 千克 CaO 和 440 千克 CO2。煅烧的化学反应约占该过程中二氧化碳排放量的一半，而热量（燃烧燃料）形式的能源消耗则占其余部分。

据估计，生产一吨熟料，水泥行业会排放 800 至 1,000 公斤的二氧化碳，其中包括石灰石分解和燃烧化石燃料以维持窑炉运行所产生的二氧化碳。

此外，在提取原材料的第一阶段，也可能会发生物理影响，例如石灰石采石场的滑坡和由于地面产生的振动而产生的侵蚀。在河流中提取粘土可以加深这些水道，减少河床中的水量并扰乱现有的栖息地，从而减少几个地区的生物多样性。

在巴西，根据来自 美国地质调查局 （USGS - 美国地质调查局，葡萄牙语），以及 美国能源信息署 （EIA - 美国能源信息署），据估计，水泥制造占全国化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放量的 7.7%，其中熟料生产是这些排放的最大来源。

备择方案

协同处理

寻求最小化此生产过程中产生的影响的替代方法是协同处理。协同处理成为提高水泥行业经济绩效（降低能源消耗）的一种策略。该技术包括将其他行业的残渣加入回转窑，使用越来越少的化石燃料，并减少废物产生。

使用先前选择的材料，这些材料不能回收（即废品），具有高热值并且必须完全消除。据一些国家公司称，在这个过程中，既不会产生液体也不会产生固体流出物，因为以前被送到垃圾填埋场的灰烬现在被纳入了熟料，而不会改变其优先级。

因此，可以协同处理各种材料，例如轮胎、油脂、废油、锯末、植物废料、受污染的土壤和包装。医院、家庭、放射性、炸药和杀虫剂均不使用。特别是关于轮胎和稻壳，来自 Unisinos 的研究人员 Miguel Afonso Sellitto、Nelson Kadel Jr.、Miriam Borchardt、Giancarlo Medeiros Pereira 和 Jeferson Domingues 在 Ambiente & Sociedade 杂志上发表了一篇关于这些材料的再利用的文章（在此处阅读全文）水泥生产中的材料；

需要强调的是，国家环境委员会 (Conama) 建议，对于在熟料窑中燃烧废物，水泥厂必须具备满足要求的排放标准的所有技术和环境条件。从这个意义上说，它必须具备：现代化的生产线，稳定、规范和优化的制造工艺；用于截留燃烧中产生的颗粒物和洗涤气体的高效装置；和专为不同类型燃料设计的燃烧器。

熟料配方的变化

另一种有助于减少熟料生产过程中二氧化碳排放的替代方法是创造一种新的熟料“配方”。为了减少 CO2 在其合成过程中的消耗，水泥行业已开始用高炉矿渣（一种来自钢铁行业的废料）以及粉煤灰（来自燃煤热电厂的废料）替代部分这种材料。

与这种替代方案相关的最大问题是，钢铁行业（同样排放大量二氧化碳）和飞灰的产生速度与水泥厂的增长速度不同，这使得长期战略不可行。

由于这种限制，水泥行业几十年来一直在使用另一种材料，可以部分替代其配方中的熟料：石灰石粉或“粗石灰石填料”。填料是一种不需要热处理（煅烧）的原材料——这一过程需要高能耗，并且是水泥工业中大部分二氧化碳排放的原因。

二氧化碳捕获

碳捕获和储存技术对于减少这种温室气体排放到大气中非常重要。这些技术使用物理化学机制来分离这种污染物，并使用其他压缩技术在地质上储存固定来源（如水泥生产中使用的熟料窑）排放的二氧化碳。

在这个框架中，二氧化碳应该在排放到大气中之前被捕获和储存。为此，行业将不得不投资新技术并改造其工厂，这将需要大量投资，从而导致最终产品的价格上涨。