Zementmahlung – Stand der Technik und Trends für die Zukunft

Abstract

ZusammenfassungDie Zementindustrie steht vor großen Herausforderungen und hat gleichzeitig die Chance, eine entscheidende Rolle bei der Erreichung der klimapolitischen Ziele einzunehmen. Die Zementproduktion trägt weltweit mit ca. 7 % zum gesamten CO2-Ausstoß bei und steht daher seit Jahren im Fokus von Gesellschaft und Politik. Zur Zielerreichung beitragen können vielfältige Maßnahmen, wie die Reduktion des Einsatzes fossiler Brennstoffe durch CO2-neutrale Ersatzbrennstoffe, neue Produktionstechniken unter Sauerstoffatmosphäre, Carbon Capture Projekte zur CO2-Einlagerung, die Herstellung von technischem Kohlendioxyd oder synthetischen Kraftstoffen. Eine weitere, seitens der Zementindustrie vorangetriebene Forschungsaktivität und weltweit zu beobachtender Trend ist die Reduzierung des Klinkeranteiles in Zementen. Normen und Standards werden angepasst, um neue Zemente mit einem höheren Anteil an Zuschlagstoffen für die Bauindustrie einzuführen. So weisen etwa die Zementsorten CEM II/C und CEM VI einen reduzierten Klinkeranteil auf, sie erlauben den Einsatz von erhöhten Anteilen an Schlacke, Kalkstein, rezykliertem Beton und anderen Zuschlagstoffen. Diese wiederum energetisch optimal, also mit geringem elektrischen Energieeinsatz herzustellen, stellt die Werke und die Industrie vor neue Herausforderungen. Der elektrische Energiebedarf eines Zementwerkes ist nicht zu unterschätzen und liegt aktuell in einem Bereich von 90 bis 110 kWh pro Tonne produziertem Zement, neuere Zementwerke liegen bei 80 kWh/t und darunter. Betrachtet man den mittleren Energieverbrauch eines Werkes, so werden rund 71 % für die Mahlung eingesetzt, etwa 24 % für die Klinkerherstellung und ca. 5 % für allgemeine Verbraucher. Davon beansprucht die Zementmahlung ca. 44 % und beträgt je nach eingesetzten Mahlsystemen und erzeugtem Zementsortenportfolio zwischen 35 und 50 kWh/t.Im Rahmen dieser Veröffentlichung werden die aktuell zum Einsatz gelangenden Mahlsysteme – Kugelmühlenkreisläufe, Walzenschüsselmühlen sowie Rollenpressen – besprochen. Des Weiteren werden deren Vorteile, Anwendungsmöglichkeiten und -grenzen sowie die aus der langjährigen Tätigkeit des Erstautors gewonnenen Erkenntnisse zusammengefasst und Markttrends präsentiert. Die optimierte Herstellung von Mischzementen durch Separatmahlung wird zur Diskussion gestellt und die damit gemachten Erfahrungen vorgestellt. Die Separatmahlung bietet optimale Voraussetzungen, um in Zukunft den Klinkerfaktor auf ein Minimum zu reduzieren, und ermöglicht gleichzeitig den Einsatz von energetisch günstigen Mahlsystemen, wie etwa Rollenpressen und/oder Walzenschüsselmühlen, um einerseits den steigenden Zementbedarf im Werk zu decken und andererseits die Energiekosten niedrig zu halten.