시멘트 생산 공정은 어떻게 진행되며 환경에 미치는 영향은 무엇입니까?

시멘트는 현대 사회의 기본이지만 환경에 미치는 영향은 무엇이며 어떻게 줄일 수 있습니까?

시멘트

시멘트는 엔지니어링의 역사와 도시가 발전하기 시작한 방식에 혁명을 일으킨 자원으로 간주될 수 있습니다. 주거, 광장, 건물, 경기장 및 거의 모든 유형의 건축물은 이 물질을 기본 재료 중 하나로 사용합니다. 그러나 시멘트 생산 공정이 어떻게 작동하고 그 영향을 줄이는 방법에 대해 생각해 본 적이 있습니까?

시멘트 제조는 단순하지 않으며 많은 에너지와 다양한 메커니즘이 필요합니다. 결합제로 사용되며 구성에 존재하는 주요 원료는 석회석과 점토입니다. 둘 다 발견되었지만 여전히 과도하고 자연에서 추출되었습니다.

따라서 생산 예정지는 석회석 채굴과 시멘트 제조라는 두 가지 주요 활동으로 구성되어 있다고 볼 수 있습니다. 공장 시설은 일반적으로 산업 지역으로 무거운 원료의 운송을 용이하게 하기 위해 석회석 추출 장소에 가깝습니다.

석회암 암석 채광 활동은 대규모 노천 기계화 채석장에서 수행됩니다. 그리고 암석을 추출한 후 분해하여 화약으로 환원시켜 적절한 입도를 갖도록 한다.

제조 단계

대부분의 브라질 산업에서 시행되는 시멘트 생산의 기술적 공정은 건식 공정으로 알려져 있으며 주로 다음 단계로 구성됩니다.

  1. 원료의 분쇄 및 균질화(원료 획득)
  2. 회전식 가마에서 원료 밀가루의 클링커화(클링커 생산) 및 후속 클링커 냉각
  3. 시멘트를 얻기 위한 석고의 클링커 분쇄 및 첨가
  4. 최종 제품 포장 및 배송

먼저 원료인 석회석(94%), 점토(4%) 및 소량의 철과 산화알루미늄(2%)을 분쇄하고 미세한 분말이 얻어질 때까지 혼합합니다(생가루). 그런 다음 이 재료를 회전식 가마에 넣고 1500°C의 온도로 가열한 후 공기 폭발로 갑자기 냉각시킵니다. 시멘트 제조에 필요한 기본 재료인 클링커가 이렇게 만들어집니다. 얻은 재료(클링커)는 석고(석고) 및 기타 첨가물(예: 석회석, 포졸란 또는 슬래그)과 혼합되어 판매될 수 있도록 최종적으로 포장되는 다양한 유형의 시멘트를 생성합니다.

이 공정은 클링커 생산을 위해 회전 가마를 가열하는 데 사용되는 연료를 통해 열 에너지(열) 형태로, 또는 기계를 이동시키기 위해 산업 공정 전반에 걸쳐 소비되는 전기 에너지 형태로 높은 에너지 소비를 필요로 합니다. , 회전식 가마와 밀을 돌립니다. 그러나 이러한 소비의 대부분은 연료 연소 중 열 에너지의 사용과 관련이 있습니다.

오븐에 공급되는 연료는 대부분의 경우 석유 및 석탄과 같은 재생 불가능한 소스에서 나옵니다. 가장 많이 사용되는 연료 중 석유 코크스 및 가솔린과 같은 일부 고체와 천연 가스 및 기타 석탄 파생물과 같은 기체 연료가 눈에 띕니다.

석유 코크스는 시멘트 산업의 주요 에너지원이며 클링커 회전 가마에서 사용되는 주요 연료입니다. 주로 탄소(90~95%)로 구성된 검은색 반짝이는 입상 물질이지만 일반적으로 표현형 황 함량(약 5%)도 있습니다. 이 연료가 많이 사용되는 이유는 낮은 구입 비용과 관련된 높은 발열량 때문입니다.

이러한 전통적인 연료, 산업 및 바이오매스 잔류물 및 불량품 외에도 목탄 및 농업 잔류물을 오븐에 공급하는 데 사용할 수도 있습니다.

환경 영향

시멘트 공장은 결국 환경을 오염시키고 관련 환경 영향에 책임이 있습니다.

그리고 이 물질의 제조공정에서 직접적으로 고형폐기물을 발생시키지는 않으나 회전식 가마에서 연료를 태울 때 나오는 재는 일반적으로 클링커 자체에 혼입되기 때문에 가스상 오염물질과 입자상 물질의 배출이 많다.

따라서 주요 영향은 이 연소로 인한 오염 가스 배출로 인해 발생합니다. 온실 효과를 불균형하게 만드는 주요 가스 중 하나인 이산화탄소(CO2)의 높은 배출이 그 예입니다.

의 지도하에 지속 가능한 개발을 위한 세계 비즈니스 협의회 (WBCSD - 지속 가능한 개발을 위한 세계 비즈니스 협의회), 시멘트 지속 가능한 이니셔티브 (CSI - Cement Sustainability Initiative) 전 세계 시멘트 산업의 영향에 대한 광범위한 연구 프로그램을 의뢰하고 시멘트 생산의 지속 가능성을 개선하는 방법을 찾기 위한 실행 계획을 개발하기 위해 노력했습니다.

시멘트 공장은 매년 대기 중으로 방출되는 인위적인 근원에서 발생하는 전 세계 이산화탄소(CO2) 배출량의 약 5%를 차지합니다. 연구에 따르면 클링커 1톤 생산 시 1톤의 CO2가 발생하여 온실효과 증가에 크게 기여하는 것으로 추정된다.

시멘트 제조 과정에서 황산화물, 질소 산화물, 일산화탄소 및 납 화합물도 배출될 수 있으며 모두 오염 물질입니다.

또한, 원료 추출 1단계에서 석회석 채석장의 산사태, 지반에서 발생하는 진동에 의한 침식 등의 물리적 충격도 발생할 수 있다. 그리고 강에서 점토를 추출하면 이러한 수로가 깊어져 바닥에 있는 물의 양이 줄어들고 기존 서식지가 교란되어 여러 지역의 생물 다양성이 감소할 수 있습니다.

영향을 줄이기 위한 대안

시멘트 생산량은 향후 몇 년 동안 계속 증가하여 결과적으로 세계의 총 CO2 배출량이 증가할 것으로 예측됩니다. 이 시나리오를 피하기 위해서는 시멘트 수요가 거의 감소하지 않기 때문에 생산 공정을 변경해야 합니다.

위에서 언급한 CSI 실행 계획은 시멘트 생산의 지속 가능성을 가능하게 하는 몇 가지 옵션을 나열합니다.

  • 배출된 탄소를 포집하기 위한 산업 플랜트의 변경,
  • 더 적은 용광로 공급을 필요로 하는 생산 공정에서 건식 방식만 사용하십시오.
  • 화석 연료를 사용하는 대신 오븐에 공급하기 위해 산업 및 농업 폐기물을 재사용합니다(공동 처리).
  • 건물에서 시멘트를 다른 재료로 부분적으로 대체
  • 시멘트 조성을 변경하여 생산 시 CO2 배출량을 줄입니다.

이러한 태도는 재료 생산자가 취해야 합니다. 이러한 관행을 기반으로 시멘트 모델을 선택하고 해당 부문에 대한 지속 가능한 입법을 규제하도록 정부와 기업에 압력을 가하는 것은 현재 방향을 바꾸려는 방법입니다. 시멘트는 이미 언급한 바와 같이 오늘날 우리가 알고 있는 사회의 "건설"을 위한 기본입니다. 그러므로 우리는 그것을 악마화해서는 안 되며, 그 영향을 줄이고 보다 지속 가능한 대안을 개발할 수 있도록 대규모 대안을 모색해야 합니다.