هيثم مسلم لعلوم الجودة و إدارة السلامة والصحة المهنية OSHA & quality control


السلام عليكم للدخول الى الموضيع و التعرف على المحتويات برجاء الضغط على الصفحة الرئيسية 2014
 
الرئيسيةالبوابةاليوميةمكتبة الصورس .و .جبحـثالتسجيلقائمة الاعضاءالمجموعاتدخول
استعراض المواضيع التي لم يتم الرد عليها
 

صناعة الاسمنت

 
المواضيععدد المساهمات
آخر مساهمة
لا توجد أية مواضيع جديدة

صناعة الاسمنت

- تعتبر صناعة الأسمنت من الصناعات الاستراتيجية، لأنها ترتبط مباشرة بأعمال الإنشاء والتعمير. ويستخدم الأسمنت كمادة رابطة هيدروليكية من مكونات المونة أو الخرسانة.وهي مع ذلك صناعة بسيطة مقارنة بالصناعات الكبرى،وتعتمد على توفر المواد الخام اللازمة لذلك.

- الخليط الأساسي لصناعة الاسمنت يتكون غالباً من الطفل (Clay) والحجر الجيري (Limestone)، والذي يسخن في درجة حرارة كافية لإحداث التفاعل بينهما لإنتاج سليكات الكالسيوم (Calcium Silicate).
و تختلف الملوثات الناتجة عن مصانع الأسمنت من حيث المكونات والكمية، تبعاً لاختلاف عمليات التشغيل من مصنع لآخر وإجراءات النظافة العامة المتبعة، وعوامل أخرى متنوعة.

- هناك طريقتان أساسيتان في صناعة الأسمنت: العمليات الجافة والعمليات الرطبة
(Wet & Dry Processes). في العمليات الرطبة تطحن المواد الخام وتخلط بالمياه، ثم يفصل الناتج المعلق (Slurry) إلى الفرن. أما في العمليات الجافة فيتم تجفيف المواد الخام قبل أو أثناء الطحن أي قبل إدخالها إلى الفرن.


1- المواد الخام الأولية في صناعة الأسمنت:

1- الحجر الجيري.
2- رمل السيليكات.
3- الطفلة.
4- الأتربة السطحية (Shale).
5- طفلة وأتربة البوكسيت (جسيمات متوسطة الحجم من الطبقات الرسوبية مثل الطفلة، ولها محتوى منخفض من الماء).
6- أكاسيد الحديد : وتستخدم كعوامل مذيبة أو صهارة (Fluxing Agent) لتقليل درجة الحرارة الناتجة عن التفاعلات الكيميائية .
7- الجبس: ويضاف في المرحلة النهائية بمطاحن الأسمنت.
8-مواد أخرى:
أ- تستخدم المواد الكيميائية في المعمل، للقيام بالتحاليل واختبارات التحكم في الجودة.
ب- تستخدم الزيوت ومواد التزليق الأُخرى لصيانة الآلات.
ج- يستخدم الغاز الطبيعي والمازوت لتوليد غازات الاحتراق المستخدمة في الأفران، وتكون الأفران مجهزة بحيث تستطيع حرق أكثر من نوع واحد من أنواع الوقود.

2- أنواع الأسمنت البورتلاندى وخصائصها

أ- الأسمنت البورتلاندى العادي:
يستخدم في أعمال الإنشاءات بوجه عام، وهناك أصناف مختلفة من هذا النوع مثل الأسمنت الأبيض الذي يحتوى على نسبة أقل من أكسيد الحديديك، و أسمنت آبار البترول (Oil-Well Cement) المستخدم في تبطين آبار البترول، والأسمنت سريع الشك، وأصناف أخرى متعددة ذات استخدامات خاصة.

ب-الأسمنت البورتلاندى المتصلب في درجة الحرارة العالية و المقاوم للكبريتات:
يستخدم في الحالات التي تتطلب حرارة تميؤ معتدلة، أو في الإنشاءات الخرسانية المعرضة لتأثيرات متوسطة من الكبريتات.


ج- الأسمنت سريع التصلب:
تختلف أصناف الأسمنت سريع التصلب عن الأسمنت العادي من عدة نواحي، منها أن نسبة الحجر الجيري إلى السيليكات ونسبة سيليكات ثلاثي الكالسيوم في الأسمنت سريع التصلب تكون أكبر من مثيلاتها في الأسمنت العادي.كما يتصف هذا النوع بدرجة نعومة أكبر من الأسمنت العادي، مما يؤدى إلى سرعة التصلب وتولد سريع للحرارة.
يستخدم الأسمنت سريع التصلب في إنشاء الطرق.


د- أسمنت بورتلاندي منخفض الحرارة:
يحتوى هذا النوع على نسبة منخفضة من كبريتات ثلاثي الكالسيوم وألومينات ثلاثي الكالسيوم، مما يؤدى إلى انخفاض في الحرارة المتولدة. تستخدم أكاسيد الحديديك لخفض نسبة ألومينات ثلاثى الكالسيوم، وبالتالي ترتفع نسبة رباعي ألومينات الكالسيوم الحديدية في هذا النوع من الأسمنت.


هـ- الأسمنت المقاوم للكبريتات:
يحتوى هذا النوع من الأسمنت على نسبة منخفضة من ألومينات ثلاثي الكالسيوم، ويتصف بقدرة أكبر على مقاومة الكبريتات بسبب مكوناته، أو بسبب العمليات المستخدمة في صناعته، لذلك فهو يستخدم في الحالات التي تتطلب مقاومة عالية للكبريتات.

المشرفون: moataz, Smash87, المشر , القصم العلوم
11صناعة الأسمنت وط...
الأحد 01 يونيو 2014, 12:20
Admin اطلع على آخر مُساهمة
لا توجد أية مواضيع جديدة

المواد الخام الأولية في صناعة الأسمنت

user posted image 
-الحجر الجيري.

2-رمل السيليكات.

3- الطفلة.

4- الأتربة السطحية (Shale).

5- طفلة وأتربة البوكسيت (جسيمات متوسطة الحجم من الطبقات الرسوبية مثل الطفلة، ولها محتوى منخفض من الماء).

6-أكاسيد الحديد : وتستخدم كعوامل مذيبة أو صهارة (Fluxing Agent) لتقليل درجة الحرارة الناتجة عن التفاعلات الكيميائية .

7- الجبس: ويضاف في المرحلة النهائية بمطاحن الأسمنت.

8-مواد أخرى:
أ- تستخدم المواد الكيميائية في المعمل، للقيام بالتحاليل واختبارات التحكم في الجودة.
ب- تستخدم الزيوت ومواد التزليق الأُخرى لصيانة الآلات.
ج- يستخدم الغاز الطبيعي والمازوت لتوليد غازات الاحتراق المستخدمة في الأفران، وتكون الأفران مجهزة بحيث تستطيع حرق أكثر من نوع واحد من أنواع الوقود.

 
   (أنواع أسمنت بورتلاندى وخصائصها )
 
يستخدم فى أعمال الإنشاءات بوجه عام وهناك أصناف مختلفة من هذا النوع مثل الأسمنت الأبيض الذى يحتوى على نسبة أقل من أكسيد الحديديك، أسمنت آبار البترول (Oil-Well Cement) تبطين آبار البترول، الأسمنت سريع الشك وأصناف أخرى متعددة ذات استخدامات خاصة.
أسمنت بورتلاندى عادى:

يستخدم فى الحالات التى تتطلب حرارة تميؤ معتدلة أو فى الإنشاءات الخرسانية المعرضة لتأثيرات متوسطة من الكبريتات.
الأسمنت البورتلاندى المتصلب فى درجة الحرارة العالية و المقاوم للكبريتات

تختلف أصناف الأسمنت سريع التصلب عن الأسمنت العادى من عدة نواحى: نسبة الحجر الجيرى إلى السيليكات ونسبة سيليكات ثلاثى الكالسيوم فى الأسمنت سريع التصلب تكون أكبر من مثيلاتها فى الأسمنت العادى، يتصف هذا النوع بدرجة نعومة أكبر من الأسمنت العادى مما يؤدى إلى سرعة التصلب وتولد سريع للحرارة. يستخدم الأسمنت سريع التصلب فى إنشاء الطرق.
الأسمنت سريع التصلب:

يحتوى هذا النوع على نسبة منخفضة من كبريتات ثلاثى الكالسيوم وألومينات ثلاثى الكالسيوم مما يؤدى إلى انخفاض فى الحرارة المتولدة. تستخدم أكاسيد الحديديك لخفض نسبة ألومينات ثلاثى الكالسيوم. وبالتالى ترتفع نسبة رباعى ألومينات الكالسيوم الحديدية فى هذا النوع من الأسمنت.
أسمنت بورتلاندى منخفض الحرارة:

يحتوى هذا النوع من الأسمنت على نسبة منخفضة من ألومينات ثلاثى الكالسيوم ويتصف بقدرة أكبر على مقاومة الكبريتات بسبب مكوناته أو بسبب العمليات المستخدمة فى صناعته، لذلك فهو يستخدم فى الحالات التى تتطلب مقاومة عالية للكبريتات.

 
إعداد: هيثم مسلّم - مدير الموقع .
للاستفسار : raso2620@yahoo.com
 
(طالب بالجامعة العمالية )            www.raso2620.yoo7.com
 
 
 
 

المشرفون: moataz, Smash87, المشر , القصم العلوم
00
لا توجد أية مواضيع جديدة

خطوط الإنتاج في تصنيع الأسمنت

                  أولاً: خط العمليات الرطبة:



لقد أخذ استخدام العمليات الجافة في صناعة الأسمنت في الانتشار ليحل تدريجياً محل العمليات الرطبة، بسبب الوفرة في الطاقة التي تتميز بها العمليات الجافة، والدقة في عمليات التحكم وفى خلط المواد الخام.

عمليات التشغيل الرئيسية في هذا الخط:

أ- تكسير وخلط المواد الخام:

تُكسر المواد الخام من حجر جيري وسيليكات وطفلة وأتربة سطحية بواسطة الكسارات، ثم تُنخل وتُنقل، ليتم تخزينها على هيئة أكوام في مناطق مفتوحة أو مغطاة.

ب-الطحن:

تنقل المواد الخام في طواحين المعلقات (Slurry Mills )، حيث تخلط بالمياه، ويستمر طحن المعلق حتى يصل إلى درجة النعومة المطلوبة. ينقل المعلق بعد ذلك إلى صوامع التخزين، حيث يصبح متجانساً بعد الضبط النهائي لمكوناته، وتؤخذ منه عينات بشكل دوري لضمان مطابقة تركيباته للمواصفات، ثم ينقل المعلق إلى أحواض المعلقات (Slurry Basins) حيث تقوم طواحين الشواكيش (Rotating Arms) بتحويله إلى خليط متجانس.

ج-الفرن والمبرد :

يسحب المعلق من قاع الأحواض إلى فتحة تغذية الفرن الدوار (Rotary Kiln). والفرن الدوار هو فرن أسطواني طويل، مبطن من الداخل بطوب حراري، ويدور ببطء حول محور يميل قليلاً عن المستوى الأفقي. ويسمح هذا الميل بدفع محتويات الفرن أثناء الدوران إلى الأمام. وتتولد عند الطرف الأمامي (الأسفل) من الفرن غازات احتراق عالية الحرارة تتدفق إلى الجزء الأعلى (الخلفي) من الفرن في تيار معاكس لحركة محتويات الفرن المندفعة إلى أسفل. ويتم تبريد الكلنكر (Clinker) المتكون م.م إلى ما بين 60 و200بواسطة مبرد هوائي من 1400

د-الطحن النهائي والتعبئة :

ينقل الكلنكر إلى طواحين كور (Ball Mills)، حيث يضاف إليه الجبس ويطحن، ثم يعبأ في أكياس من الورق أو البلاستيك


                 ثانياً: خط العمليات الجافة

عمليات التشغيل الرئيسية في هذا الخط:

أ- تكسير وخلط المواد الخام:

تُكسر المواد الخام من حجر جيري وسيليكات وطفلة وأتربة سطحية بواسطة الكسارات، ثم تُنخل وتُنقل، ليتم تخزينها على هيئة أكوام في مناطق مفتوحة أو مغطاة.


ب- الطحن :

يتم إدخال المواد الخام في مجفف دوار (Rotary Drier)، حيث تجفف بواسطة الهواء الساخن أو العادم الناتجة عن تشغيل الفرن، ثم تطحن المواد الخام في طواحين المواد الخام وتنقل إلى صوامع تخزين ما قبل الخلط (Pre-blending Silos) حيث تصبح متجانسة بواسطة الهواء المضغوط، بعد ذلك تنقل المواد الخام المتجانسة من صوامع تخزين ما قبل الخلط إلى صوامع التخزين. تتم عملية الخلط بنسبة 30% طفلة و70% حجر جيري.

                  الفرن والمبرد 


تسحب المواد الخام المتجانسة من قاع صوامع التخزين إلى فتحة تغذية برج التسخين الابتدائي ذي المراحل المتعددة، وقد يصل ارتفاع البرج إلى 120 متر، وهى مجهزة بسيكلونات لكلسنة الخليط، ومنه إلى الفرن الدوار (Rotary Kiln).

- يستخدم الغاز الطبيعي أو المازوت كمصدر للطاقة الحرارية، كما يستخدم الهواء الساخن الناتج عن تبريد الكلنكر كمصدر إضافي للحرارة.

- يميل الفرن قليلا عن المستوى الأفقي بحيث يسمح بحركة بطيئة للمواد الصلبة إلى أسفل، فتقطع المسافة من فتحة التغذية الموجودة بأعلى الفرن إلى الطرف السفلى (جهة الاحتراق)، حيث تتولد غازات الاحتراق عالية الحرارة في فترة زمنية تتراوح بين ساعة وثلاث ساعات، بينما تتحرك غازات الاحتراق إلى أعلى في تيار معاكس لحركة المواد الصلبة. فتعمل غازات الاحتراق الساخنة على تسخين المواد الخام م عند فتحة تغذية الفرن وتوفر الحرارة اللازمة لتحللتسخيناً أولياً إلى 900 م. وتبلغ درجةكربونات الكالسيوم. ثم تخرج هذه الغازات من أعلى المدخنة عند 400 م.حرارة اللهب المنبعث من الولاعات حوالي 2000

- تستخدم في العمليات الجافة أفراناً أقصر من تلك المستخدمة في العمليات الرطبة نظراً لعدم استخدام المياه. والفرن الدوار قطره (4- 5 متر) وطوله من 54 – 75 متر. وتستخدم غلايات استرجاع الطاقة في العمليات الجافة حيث تكون درجة حرارة العادم الناتجة عن تشغيل الفرن أكبر من تلك المتولدة في العمليات الرطبة، وتستخدم المرسبات (الفلاتر) الالكتروستاتيكية لفصل الجسيمات الناتجة عن أتربة الأفران والمحمولة في تيار العادم. كما تستخدم الألومينا وطوب الماغنسيا (Magnesia Bricks) في تبطين الفرن، نظراً لتعرض السطح الداخلي للتآكل وللمواد الكيميائية عند درجات الحرارة المرتفعة في منطقة تكون الكلنكر.

- يتكون المنتج النهائي (الكلنكر) من حبيبات تتراوح أحجامها بين 3 و20مم. ويخرج الكلنكر من الفرن الدوار ليدخل إلى أجهزة التبريد الهوائي المفاجئ م، كما(Air Quenching Coolers) لتنخفض درجة حرارته بسرعة إلى ما بين 100 - 200 تعمل هذه المبردات بالتبادل على تسخين غازات الاحتراق تسخيناً أولياً.

- هناك ثلاث أنواع من المبردات تستخدم في تبريد الكلنكر: المبرد الدوار (Rotary Cooler)، المبرد الكوكبي (Planetary Cooler) والمبرد الشبكي (Grate Cooler)، والنوع الأخير هو أكثر الأنواع المستخدمة في العلميات الجافة

- يتسبب تكون الأتربة في الفرن في بعض المشاكل منها: تكون التراكمات والحلقات في السيكلونات وفتحة تغذية الفرن ومنطقة التكلس (Calcining Zone) والتي قد تؤدى إلى إيقاف الفرن عن العمل لعدة أيام. كما يستهلك تبخر القلويات قدراً كبيراً من الطاقة.

                     الطحن النهائي والتعبئة


ينقل الكلنكر إلى طواحين كور حيث يضاف إليه الجبس ويعبأ في أكياس من الورق أو البلاستيك .


                   خط العمليات شبه الجافة
- العمليات شبة الجافة هي حالة خاصة من العمليات الجافة، حيث يستخدم فرن ليبول (Lepol Kiln) أو الفرن المزود بعامود (Shaft Kiln)، وفى الحالتين تشكل المواد الخام المطحونة في العمليات الجافة، على هيئة حبيبات يتراوح قطرها بين 10 و 15مم بحيث يضاف إليها 13% من المياه.


- في حالة استخدام فرن ليبول تجفف الحبيبات وتسخن تسخيناً ابتدائياً بواسطة السخان الشبكي الابتدائي المتحرك، ثم تنقل إلى فتحة تغذية الفرن. ويستخدم في هذا النظام، لأول مرة، أسلوباً يعتمد على تسخين المواد الخام تسخيناً ابتدائياً بواسطة جهاز منفصل ذو كفاءة حرارية مرتفعة، وهى المهمة التي كان يقوم بها الفرن في الأنظمة التقليدية.


- في حالة استخدام الفرن المزود بعامود تضاف السيليكات والطفلة خلال مرحلة التحبيب (Palletizing)، وتتم عمليات التجفيف والتلبيد (Sintering) والتبريد في الطبقة العمودية المتحركة. وقد ساد استخدام هذا النظام قبل انتشار الأفران الدوارة، ويقتصر حالياً استخدام الأفران المزودة بعامود ذات التفريغ المستمر من قاع الفرن على الهند والصين. ويمتاز هذا النوع من الأفران بالاقتصاد الحراري، بينما يعيبه ضرورة استمرار تحريك النار (Poking) في الفرن للحفاظ على حالة احتراق ثابتة، بالإضافة إلى تفاوت جودة منتجاته.
      الوحدات الخدمية ومصادر التلوث المحتملة في صناعة الأسمنت

 
تتضمن المنشآت المتوسطة والكبيرة بعض أو جميع الوحدات الخدمية والوحدات المساعدة التالية.

أ- الغلايات:

تنتج الغلايات البخار المستخدم في توليد الطاقة الكهربية. ولتجنب تكوّن قشور الغلاية ينبغي أن تكون المواد الصلبة الذائبة الكلية في مياه تغذية الغلاية عند أدنى حد ممكن، لذلك يستخدم الماء اليسر (Soft Water) في تغذية الغلايات.

تقوم محطات الطاقة الحرارية المنتجة للبخار بتوليد الكهرباء خلال سلسلة من عمليات تحول الطاقة (Energy Conversion)، تشمل حرق الوقود في الغلايات لتحويل المياه إلى بخار مرتفع الضغط يستخدم في تدوير التوربينات لتوليد الكهرباء.

وينتج عن هذه العملية انبعاثات غازية مثل الانبعاثات النمطية الناتجة من عمليات الاحتراق. ويتضمن العادم الناتجة عن حرق المازوت أو السولار العوالق الأولية (من ضمنها المعادن الثقيلة في حالة تواجدها بنسب مرتفعة في الوقود)، أكاسيد الكبريت والنتروجين وهيدروكربونات غير محترقة. ويتوقف تركيز هذه الملوثات في العادم على نظام الاحتراق (تصميم رشاشات الوقود، ارتفاع المدخنة) ومهارة التشغيل ومكونات الوقود. أما الغلايات التي تعمل بالغاز فتنتج عنها كميات ضئيلة للغاية من الجسيمات والملوثات الأخرى.

أما بالنسبة لتفوير الغلاية، فتعتبر مياه التفوير من أهم مصادر تلوث الصرف السائل إذ تحتوى على كميات كبيرة من المواد الصلبة الذائبة الكلية. وتهدف عملية تفوير الغلاية إلى خفض تركيزات الأملاح والمواد الصلبة الذائبة إلى الحد الذي يمنع ترسبها (تكون القشور) على أسطح التسخين.

وتستخدم المياه في وحدات توليد الطاقة لتبريد التوربينات، وتتولد المياه على هيئة متكثفات البخار. وتتوقف كمية مياه الصرف الناتجة عن هذه الوحدات على طريقة التبريد المتبعة (دائرة تبريد مفتوحة أم مغلقة) وعلى إعادة تدوير (Recycling) متكثفات البخار، وتعتبر زيوت التزليق وعمليات التشحيم هي المصدر الرئيسي لتلوث مياه الصرف الناتجة عن وحدات توليد الطاقة.

                      أبراج التبريد

تستخدم المياه لأغراض التبريد على نطاق واسع في مختلف الصناعات، وخلال عملية التبريد ترتفع درجة حرارة المياه ولا تصلح للاستخدام لهذه الأغراض إلا بعد إعادة تبريدها. لذلك فإن أبراج التبريد تعتبر وسيلة فعالة لإعادة تدوير المياه وبالتالي ترشيد استهلاكها. وتتضمن عملية تبريد المياه بخراً جزئياً يؤدى إلى زيادة تركيز الأملاح والمواد الصلبة الذائبة، لذلك فمن الضروري تفوير أبراج التبريد للتخلص من التركيزات المرتفعة لتلك المواد بالمياه، وتكون مياه توفير البرج ذات تركيزات مرتفعة من المواد الصلبة الذائبة الكلية التي تتسبب في تلوث مياه الصرف.

في العمليات الجافة بصناعة الأسمنت تستخدم المياه أساساً لتبريد عمليات التشغيل المختلفة (معدات التجفيف ,تبريد الأجهزة، والضواغط وقواعد (كراسي) تحميل الفرن وقواعد تحميل الطاحونة ومواسير الموقد ... الخ). لذلك فإن الإدارة الجيدة للمياه في العمليات الجافة تؤدى في الحالات الطبيعية إلى خلو مياه الصرف من الملوثات. أما في العمليات الرطبة فإن المياه المستخدمة (مع المعلق) تتبخر في الفرن.

ج-الضواغط:

تستخدم الضواغط في صناعة الأسمنت لنقل المواد الخام بواسطة التيارات الهوائية المضغوطة. وتستهلك الضواغط كميات كبيرة من الزيوت لأغراض التزليق والتبريد، بالإضافة إلى الطاقة الكهربية. وتعتبر زيوت التزليق والضوضاء الناتجة عن تشغيل الضواغط هي أهم الملوثات الناتجة عن هذه الوحدات.

                       المعمل

يؤدى المعمل مهاماً أساسية في مصانع الأسمنت:

- اختبار المواد الخام والكيماويات المستخدمة والمياه ومياه الصرف.
- التحكم في جودة المنتجات بفحصها وإجراء الاختبارات اللازمة لذلك، وإجراء المقارنات بين المواصفات القياسية ومواصفات المواد الخام والمنتجات.
- المتغيرات التى يقوم المعمل باختبارها تمثل الخصائص الفيزيائية للمواد والمنتجات وتركيبها الكيميائي.

هـ-الورش والجراج:

تقوم الورش الكهربية والميكانيكية في المنشآت الصناعية الكبيرة بإجراءات الصيانة والإصلاح، وأهم الملوثات الناتجة عن هذه الوحدات هي:

- الضوضاء.
- مياه غسيل المعدات والتي قد تكون ملوثة بزيوت التزليق.
- المعادن الخردة.
أما بالنسبة للجراج فإن نوعية الملوثات التي قد تتولد عنه تتوقف على الخدمات التي يؤديها. إن تواجد محطة للسولار أو الديزل بالمنشأة يتطلب وجود خزانات للوقود تحت الأرض أو فوقها، وبالتالي خططا للتحكم في التسرب والانسكابات. أما زيوت التزليق المستهلكة فيتم صرفها على شبكة الصرف أو بيعها لمحطات إعادة التدوير.

و-المخازن:

تتوقف مواصفات المخازن على نوعية المواد المخزنة والتي قد تكون:
- كيماويات: تستخدم لأغراض معالجة المياه أو كمواد إضافية في العمليات.
- وقود: يستخدم في الغلايات وفى السيارات والشاحنات ويخزن في خزانات تحت الأرض أو فوقها، وأكثر أنواع الوقود شيوعاً هي المازوت والسولار والغاز الطبيعي والجازولين.
- معادن خردة.

              محطات معالجة مياه الصرف

تحتوى مياه الصرف الناتجة عن مصانع الأسمنت على تركيزات مرتفعة من المواد الصلبة الذائبة الكلية، والمواد الصلبة العالقة وأملاح البوتاسيوم والكبريتات وتتصف بدرجة قلوية مرتفعة.

أهم الملوثات الناتجة عن محطات معالجة مياه الصرف هي:

- الحمأة: وتعتبر من أهم المخلفات الصلبة.
- المياه المعالجة: والتي قد تمثل مصدراً للتلوث البيئي إذا تعدت تركيزات الملوثات فيها الحدود التي نصت عليها القوانين البيئية ذات الصلة.

ح-المطعم ودورات المياه وأماكن الإعاشة:

تتولد عن هذه الوحدات مياه صرف صحي ومخلفات منزلية صلبة.

ط-وحدة تصنيع الشكاير الورقية :

تنتج هذه الوحدات شكاير من الورق الكرافت (Kraft Paper) لتعبئة الأسمنت، ويعتبر الورق والشكاير المرتجعة (المرفوضة) من المخلفات الصلبة.



المشرفون: moataz, Smash87, المشر , القصم العلوم
00
لا توجد أية مواضيع جديدة

الإسمنت ومميزاته cement

الإسمنت cement رابط مائي ذروري مصنّع غير عضوي له خاصة التفاعل مع الماء وتكوين عجينة لدنة قادرة عند تصلبها على ربط الرمل والحصى والحجارة التي تخلط بها، وبذلك يتشكل الملاط mortar والخرسانة beton المقاومان لتأثير العوامل الطبيعية والماء تأثيراً مديداً. يعد الإسمنت من أهم مواد البناء، ويرجع تصلبه إلى التفاعلات الكيمياوية القائمة على تميّه hydratation سيليكات الكلسيوم وألوميناته وكبريتاته التي يتركب منها. وأنواعه كثيرة أشهرها وأكثرها انتشاراً «الإسمنت البرتلندي» الذي يعرف في بعض البلاد العربية باسم «الإسمنت الأسود» أو «التربة السوداء».

                       لمحة تاريخية

الإسمنت في الأصل كلمة معربة عن اللاتينية caementum، ويقصد منها مسحوق الحجارة والرخام الذي كان يستخدم رابطاً لأحجار البناء زمن الرومان. ويطلق اسم الإسمنت في اللغات الأوربية على كل رابط عضوي أو غير عضوي كالصمغ والهلام واللدائن والمعجونات وسبائك اللحام والإسفلت والإسمنت المائي.

الشكل (1) أفران أسبدين البرجية

إلا أن استعمال أنواع الإسمنت المائي في البناء والطرق غدا الأكثر أهمية، وأصبح مصطلح الإسمنت ـ إذا لم يحدد ـ يدل على الإسمنت العادي (البرتلندي) خاصة. أما أول مادة رابطة مصنعة عرفها الإنسان منذ القدم فهي الجص (كبريتات الكلسيوم المميّه) plaster والكلس الحيّ (أكسيد الكلسيوم CaO). وكانوا يحصلون على هاتين المادتين من شيّ الجص غير النقي والحجر الكلسي (فحمات الكلسيوم)، وقد استعملهما المصريون القدماء في إقامة منشآتهم الحجرية الضخمة ولاسيما الأهرامات، كما استعملهما الإغريق. وكانت أحجار الأبنية قبل ذلك ترضم من غير رابط، أو يربط بعضها ببعض بالغضار أو الحُمر bitume كما في بابل وأغاريت واليونان. واستعمل الرومان الكلس بكثرة في أبنيتهم، وأضافوا إليها خلطات من البزُولان الطبيعي pouzzolane (وهو رماد بركاني نشط أساسه السليس والألومين وأكسيد الحديد) وأضاف غيرهم مسحوق الآجر ورماد الحطب لإكساب تلك المعجونات قدرة التصلب بالتميُّه والتماسك مع الحجارة المحاطة بها، وحصلوا بهذه الطريقة على رابط مائي اصطلح على تسميته «الإسمنت الروماني» وسماه العرب الملاط الذي هو بالفعل وسط بين الكلس الحي والإسمنت المعروف اليوم. وقد مكن ذلك الرابط البنائين من إقامة منشآت ضخمة مقاومة لتأثير الماء كالجسور والمرافئ. وظل يستعمل، إلى جانب المواد الرابطة الأخرى، في جميع بلدان العالم القديم إلى أواخر العصور الوسطى. وفي مطلع القرن الثامن عشر أدخلت تحسينات كبيرة على طرائق الشيّ مكنت من إنتاج أنواع محسنة من الكلس المائي. ففي عام 1756 توصل الإنكليزي سميتون Smeaton إلى إنتاج ملاط يشبه الإسمنت الأسود المعروف شبهاً كبيراً. وفي سنة 1796 حصل جون باركر الإنكليزي على ترخيص لصنع مادة رابطة عن طريق شيّ المَرْل الطبيعي (وهو خليط من الغضار والكلس) ثم طحنه، وقد جاءت هذه المادة مماثلة للإسمنت الروماني في مواصفاتها. وفي عام 1812 باشر الفرنسي لويس فيكا Louis Vicat بحوثاً منظمة في بعض الطبقات الغضارية الكلسية، ونشر في عام 1818 بحثه الأول الذي برهن فيه عملياً على أن الصفات المائية للمواد الكلسية «الهزيلة» maigres تنجم عن احتوائها نسبة من الغضار، وأوصى بأن يشوى خليط من الكلس والغضار بنسب ملائمة للحصول على أفضل مواصفات لهذا الرابط. وبذلك عُدّ فيكا مخترع «الأكلاس» المائية الطبيعية والإسمنت الأسود الصنعي في آن واحد. إلا أن الإنكليزي جوزيف أسبدين Joseph Aspdin، وهو بنّاء آجر من ليدز، هو الذي أطلق اسم «الإسمنت البرتلندي» على ذلك الرابط المائي الذي توصل إليه بتجارب مشابهة، ونال في عام 1824 براءة اختراعه، وسبب هذه التسمية الشبه الكبير في المظهر، الذي يبديه هذا الرابط عند تصلبه، مع الحجر الرمادي المنتشر في شبه جزيرة «بُرتْلند» الإنكليزية على بحر المانش، وقد شيد أسبدين أول مصنع لإنتاج هذا الإسمنت بطريقته المبتكرة التي عرفت فيما بعد باسم «الطريقة الرطبة». وتستخدم فيها الأفران البرجية، التي طرأت عليها فيما بعد تحسينات كثيرة (الشكل 1).

وفي عام 1825 توصل العالم الروسي ي.غ. تْشِيلييف E.Geliev، وحده، إلى اختراع نوع من الإسمنت البرُتلندي بشيّ مزيج صنعي من الحجر الكلسي والغضار. وقام هذا العالم بتأليف أول كتاب في صناعة الإسمنت تناول فيه تقنية هذه الصناعة والخواص الفيزيائية والكيمياوية للإسمنت المنتج. وظل الأمر كذلك إلى أن بين الإنكليزي جونسون Jonson في عام 1845 قواعد صنع الإسمنت البرتلندي بدقة، ولاسيما اقتراح أسلوب طحن العجيرات nodules المتلبدة عند شيّ الخليط، والتي كانت تؤلف كتلاً صلبة صغيرة لا ينفذ منها الماء ولا تذوب فيه. وأصبح اسم الإسمنت البرتلندي مقتصراً منذئذ على الإسمنت المنتج من طحن المواد بعد تلبدها. وقد شهدت هذه الحقبة بداية الصناعة الحقيقية للإسمنت، إذ شيد جونسون المذكور في عام 1851 مصنع يوداليت Yeudalit لإنتاج الإسمنت البرتلندي (الأسود)، وتوصل إلى رفع درجة الحرارة في أفرانه إلى 1450 درجة مئوية. وأقيم أولْ مصنع للإسمنت البرتلندي في الولايات المتحدة في عام 1876 على يد ديفيد سايلور. وكان الخليط يشوى في أتونات برجية مشابهة لتلك التي يشوى فيها الكلس. وفي عام 1885 أقام فريدريك رانسوم Frederick Ransome أول فرن دوار يعمل بالطريقة الرطبة. ويعد هذا التاريخ خطوة مهمة في تطور صناعة الإسمنت وانتشارها في العالم، وقد أدخل هذا الاختراع إلى الولايات المتحدة الأمريكية أول مرة عام .1899 وفي أواخر القرن التاسع عشر كذلك درس الفرنسي لوشاتولييه Le Chatelier التركيب الكيمياوي لمختلف مركبات الإسمنت. وتابع الأمريكي بوغ Bogue استكمال هذه البحوث وإنجازها، كما توصل الفرنسي بييه  Bied سنة 1908 إلى صنع الإسمنت الألوميني. ومع تزايد الحاجة إلى الإسمنت طورت صناعته، وبذلت كل الإمكانات لتحسين نوعيته، وتحسين طرائق إنتاجه والوسائل التقنية المستخدمة لزيادة كمية الإنتاج وتقليل الكلفة. وغدت صناعة الإسمنت مؤشراً مهماً لنمو الفاعليات الإنشائية، كما أصبحت مادة الإسمنت أحد العناصر المهمة في بناء الحضارات الحديثة، وأحد المعايير الأساسية للتطور الاقتصادي.

                   صناعة الإسمنت

الشكل (2) المخطط التقني العام لإنتاج الإسمنت بالطريقة الجافة

تشتمل عملية إنتاج الإسمنت اليوم على استخراج الخامات الطبيعية التي يتألف منها وخلطها ببعض المواد ونفايات الصناعة كالرماد وخبث المعادن والصخور والرمل وغيرها، ثم تكسيرها وطحنها لتصبح خلطة متجانسة بالقوام المطلوب، ثم شي الخلطة في درجات حرارة تراوح بين 1450ْ-1550ْ، ثم طحن الناتج ـ ويسمى الكلينكر ـ ليصبح ذروراً دقيقاً، مع إضافة قدر ضئيل نسبياً من مواد منشطة أو فعالة كالجص، حتى يأخذ الإسمنت صفاته المرغوب فيها. أما الطرائق المتبعة في صناعة الإسمنت فهي: الطريقة الجافة والطريقة الرطبة والطريقة نصف الجافة والطريقة نصف الرطبة. ويتوقف اختيار الطريقة أساساً على عدد من العوامل التقنية والاقتصادية كدرجة تركيز الإنتاج واستهلاك الوقود والطاقة والقوى العاملة. ويبين الشكل 2 المراحل التقنية الأساسية لإنتاج الإسمنت بالطريقة الجافة، وهي المتبعة في أغلب المعامل الحديثة التي تتبنى هذه الطريقة.

 

المشرفون: moataz, Smash87, المشر , القصم العلوم

00
لا توجد أية مواضيع جديدة

المواد الأولية واستخراجها

                         المواد الأولية واستخراجها

 تتألف المواد الأولية التي يصنع منها الإسمنت البرتلندي من خامات تحوي مادة الكلس أساساً كالحجر الكلسي والمَرْل والحُوَّار والصَدف ورماد الحطب والخبث، وكلها غنية بأكسيد الكلسيوم مع أكاسيد أخرى ضرورية كأكاسيد السيليسيوم والألمنيوم والحديد وغيرها. ويجب أن تكون الخلطة الأولية قبل عملية الشي مشتملة على 90-95% من الأكاسيد الأساسية التالية بنسب محددة فيما بينها: أكسيد الكلسيوم أو الكلس الحي وثاني أكسيد السيليسيوم أو السيليس SiO2 وأكسيد الألمنيوم أو الألمين Al2O3 وأكسيد الحديد Fe2O3، ويضاف إليها نسبة ضئيلة من أكاسيد ثانوية مثل أكسيد المغنزيوم MgO وأكسيد الصوديوم Na2O وأكسيد البوتاسيوم K2O وأكسيد التيتانيوم TiO2 وأكسيد الفسفور P2O5.

 

مخطط صنع الإسمنت بالطريقة الجافة والطريقة الرطبة

ويتم الحصول على هذه الخلطة من مقالع خاصة غنية بالمركبات الأساسية وفي مقدمتها الحجر الكلسي والغضار. ويتألف الحجر الكلسي أساساً من كربونات الكلسيوم CaCO3، ويجب أن تكون نسبتها فيه بين 75 و100% وذلك بحسب نوعية الحجر الكلسي، وأما الغضار فيحوي السيليس والألومين وأكسيد الحديد بنسب متفاوتة بحسب الغضار المتوافر، ويمكن استخدام البازلت، وهو صخرٌ بركاني، عوضاً عن الغضار لاحتوائه على المركبات المطلوبة. وإن تركيز هذه المركبات في الخلطة بنسب محددة تماماً شرط أساسي للحصول على الإسمنت المرغوب فيه. وهنا يأتي دور المركبات الثانوية، فهي إما أن تكون مواد مصححة أو مضافة. والمواد المصححة ضرورية لتعديل نسب المركبات الرئيسة وتصحيحها في حال وجود نقص أو لإعطاء الإسمنت صفة معينة، فيضاف الرمل لتعديل نقص السيليس، ويضاف الحديد أو خبث الحديد لتعديل نقص أكسيد الحديد، ويضاف البوكسيت bauxite لتعديل نقص الألومين وغير ذلك. أما المواد المضافة فتتألف من مواد عضوية أو غير عضوية تضاف إلى الخلطة لتحسين ظروف شيها وتخفيف نسب المواد الفائضة فيها وتقليل استهلاك الطاقة، ويأتي في مقدمة هذه المواد الكلوريدات والفلوريدات والفسفات والكبريتات وغيرها.

الشكل (3) أنواع الكسارات الأساسية في صناعة الإسمنت

التكسير والطحن والمجانسة: يشترط قبل شيّ الخلطة في الأفران أن تكون جيدة الخلط وعلى هيئة ذرور ناعم، ويتم الخلط في الطريق بين المقالع التي تأتي منها المواد الأولية وأفران الحرق. إذ يتم استخراج الخامات بالتفجير والحفر بوساطة الحفارات والجرافات، ثم تنقل على سيور ناقلة أو في عربات كهربائية أو قطارات خاصة إلى أماكن التكسير والطحن، فتلتقمها كسارات ضخمة تصمم وفقاً للخواص الفيزيائية والميكانيكية لتلك المواد، وهي إما أن تكون ذات مطارق أو ذات فكين أحدهما ثابت والآخر متحرك، أو أسطوانية أو مخروطية فيها كرات وكتل حديدية تسحق ما بداخلها (الشكل 3).

ففي الطريقة الجافة تطحن المواد الهشة من دون تكسير أو تهشيم أولي، وقد يتطلب بعض المواد القاسية كالبازلت والمرمر وبعض أنواع الصخور الكلسية تهشيماً مبدئياً قبل إدخالها المطحنة. ويتم في أثناء الطحن خلط الخامات خلطاً جيداً ونهائياً. وقد يبدأ الخلط من المقلع ويستمر مع مرور المواد الخام في الكسارات فالمطاحن.

الشكل (4) نظام طحن المواد الأولية في صناعة الإسمنت:
              1- المواد الجاهزة، 2- الناقل الدلوي، 3- الفارزة،
              4- المواد الراجعة، 5- المطحنة.

وفي الطريقة الرطبة وما يماثلها تجرش المواد الخام بوجود الماء الذي يخفف من قساوتها ويقلل من الاستهلاك النوعي لطاقة الطحن، وتستمر إضافة الماء حتى تصبح الخلطة ثِمْطاً (طيناً رقيقاً) شبيهاً باللبن الرائب. ويتم الطحن في مطاحن أسطوانية ذات كرات فولاذية شديدة الصلابة مختلفة الأقطار، أو في مطاحن رحوية. وقد غدت المطاحن الرحوية هي المفضلة في صناعة الإسمنت الحديثة لأنها توفر الحصول على خلائط شديدة النعومة عالية التجانس ولاسيما عند اتباع الطريقة الجافة. ويتزامن الطحن مع التجفيف في الطرائق الرطبة ومثيلاتها، ويكون ذلك بترقيد الخلطة المائعة في رواقيد ضخام، أو بتمريرها في مرشحات على شكل «طنابير» drums دوارة مغطاة بالخيش، أو بتبخير الماء في مبادلات حرارية بتمرير تيار من الهواء الساخن، حتى يتم الحصول في خاتمة المطاف على خلطة أولية متجانسة ذات حجم حبيبي يتطابق والمواصفات المطلوبة، ولا تزيد نسبة الرطوبة فيها عند المخرج على 1%، ثم تمرر الخلطة بعدها على منخل دقيق الثقوب (4900 ثقب/ سم2) وفارزة تفرز الذرور الجاهز إلى صوامع المجانسة والتخزين، وتعيد المواد الخشنة إلى المطحنة ( لا تزيد نسبة هذه المواد على 10-18% من الخلطة) (الشكل 4).

وتؤخذ من الذرور الجاهز عينات ساعية لمراقبة جودته وتعديل مواصفاته بإضافات جديدة في صوامع المزج والمجانسة من أجل الحصول على الخلطة المناسبة لعملية الشي. وعندما تصبح الخلطة جاهزة تفرغ في صوامع تخزين تغذي الأفران الدوارة بالذرور الخام. وقد يلجأ بعض مصانع الإسمنت إلى تجفيف الخلطة وشيها في الفرن في آن واحد اقتصاداً في الوقت والنفقة.

الشيّ: إن تحويل المواد الأولية الخام إلى «كلِنْكَر» clinker. وهي المرحلة الأساسية في صناعة الإسمنت، يتم في فرن دوار أو فرن شاقولي مهما كانت الطريقة المتبعة (جافة أو رطبة)، وفي درجات حرارة تراوح بين 1000 و1450 درجة مئوية. وتعتمد هذه العملية على عوامل مختلفة أهمها التركيب الكيمياوي للمواد الأولية وخواصها الفيزيائية والميكانيكية وحرارة الأفران عند الشي ونوعية الوقود المستعمل وطريقة التبريد والطحن النهائي.

 

الشكل (5 ـ أ) فرن شاقولي يعمل بالطريقة الجافة في أربعة طوابق (مبادلات حرارية وزبعية) مع التسخين المسبق، نموذج همبولدت: الارتفاع الكلي 60م، طول الفرن 60م، الإنتاج اليومي 1500طن.
الشكل (5 ـ ب) فرن شاقولي يعمل بالطريقة نصف الجافة، نموذج فرن مستقيم: قطره 2.5م، ارتفاعه 10م، إنتاجه اليومي 200طن

تحتل أفران الشي المكانة الرئيسة في مصانع الإسمنت وكانت في بدايات هذه الصناعة أفراناً شاقولية مطورة عن أتونات حرق الكلس القديمة، ومازالت أنواع من الأفران الشاقولية شائعة الاستعمال في أوربة لمردودها الاقتصادي، وقد أدخلت عليها تحسينات كثيرة ساعدت على بقائها لتزاحم الفرن الدوار إلى اليوم، إلا أن معظم المصانع الحديثة تستعمل الأفران الدوارة في خطوط إنتاجها لقدرتها على زيادة طاقة الإنتاج وتحسين نوعيته. والفرن الدوار هو أسطوانة من الصفيح السميك مكسوة من الداخل بكساء مقاوم للحرارة، وتكون مائلة ميلاً خفيفاً على الأفق (4.3 سم لكل متر واحد) ضماناً لتقدم الكلنكر في داخلها نحو نهاية التفريغ، وتدور الأسطوانة حول محورها الطولي دورة كاملة في كل دقيقة أو دقيقة ونصف. ويراوح طول الفرن الدوار بين 90 و 150م، وقد يصل طول بعض الأفران إلى 185م، أما القطر فيراوح بين 3.5 و5م، ويكتسب الفرن حرارته في العادة من نفث لهب ذرور الفحم المشتعل في الهواء، أو من نفث المازوت أو الغاز المشتعل، ويخضع الخليط في نزوله على طول الفرن إلى تفاعلات عدة وبمستويات حرارة مختلفة (الشكل5).

 

الشكل (5 ـ جـ) فرن دوار أفقي يعمل بالطريقة الرطبة، قطر ه 4م، طوله 150م، إنتاجه اليومي 1000طن

وتتم في مرحلة الشي عمليات إرجاع كيمياوية ومبادلات حرارية يخضع فيها الكلنكر لتبدلات عدة قبل أن يبلغ صيغته النهائية. وأهم هذه التبدلات تبخر الماء الحر في الدرجة 100-المشرفون: moataz, Smash87, المشر , القصم العلوم

00
أفضل المواضيع لهذا اليوم
أفضل 20 مشاركين في هذا اليوم
أفضل 20 عضو في هذا المنتدى

مواضيع جديدةمواضيع جديدةلا توجد أية مواضيع جديدةلا توجد أية مواضيع جديدة  المنتدى مُقفلالمنتدى مُقفل