90
Prof. Dr Jovan Đuković, dipl. hem. Beograd M. Vukovića 4/13 Tel. +381 63 258056 E-mail: [email protected] Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog kalcijum sulfo aluminatnog cementa u Ugljeviku Beograd, januar 2012

Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

Prof. Dr Jovan Đuković, dipl. hem. Beograd M. Vukovića 4/13 Tel. +381 63 258056 E-mail: [email protected]

Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog kalcijum sulfo aluminatnog cementa u

Ugljeviku

Beograd, januar 2012

Page 2: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

2

Naručilac zadatka: Opština Ugljevik Ugljevik Ugovor br.: 02-404-102/11 Izvršilac zadatka: Prof. Dr Jovan Đuković, dipl. hem.

Page 3: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

3

Sadržaj Predgovor--------------------------------------------------------------------------------------------6 1. Osnove---------------------------------------------------------------------------------------------7 1.1 Uvod-----------------------------------------------------------------------------------------------7 1.2 Geografski položaj Fabrike cementa----------------------------------------------------------8 1.3 Istorijski pregled proizvodnje i upotrebe cementa-----------------------------------------10 1.4 Vrste cementa koje se danas proizvode i koriste u svijetu--------------------------------10 1.5 Svjetska proizvodnja i potrošnja cementa---------------------------------------------------13 1.6 Kalcijum sulfo aluminatni cement ( CSA cement, CSA Binder)------------------------20 1.6.1 Karakteristike kalcijum sulfo aluminatnog cementa (CSA)----------------------------26

1.6.2 Sastav kalcijum sulfo aluminatnog cementa (CSA)-------------------------------------28 1.7 Portland cement---------------------------------------------------------------------------------29 1.8 Uticaj proizvodnje cementa na životnu sredinu--------------------------------------------29 2. Sirovine za proizvodnju portland i kalcijum sulfo aluminatnog cementa, količine i njihov kvalitet ----------------------------------------------------------------------------32 2.1. Gips----------------------------------------------------------------------------------------------32 2.2 Leteći pepeo iz termoelektrane Ugljevik----------------------------------------------------36 2.3 Krečnjak-----------------------------------------------------------------------------------------37 2.4 Boksit--------------------------------------------------------------------------------------------38 2.5 Glina i laporci-----------------------------------------------------------------------------------38 3. Tehnološki postupak proizvodnje portland i kalcijum sulfo aluminatnog cementa (CSA cement CSA Binder) -----------------------------------------------------------40 3.1 Proizvodnja portland cementa----------------------------------------------------------------40 3.2 Proizvodnja kalcijum sulfo aluminatnog cementa-----------------------------------------46 4. Ekonomski parametri proizvodnje 600 000 t/g cementa ------------------------------48 4.1 Proizvodnja portland cementa----------------------------------------------------------------48 4.1.1 Snabdijevanje sa energijom-----------------------------------------------------------------48 4.1.2 Postrojenje za proizvodnju cementa-------------------------------------------------------48 4.1.3 Osnovne tehnološke karakteristike postrojenja za proizvodnju cementa-------------49 4.1.4 Glavna oprema fabrike cementa-----------------------------------------------------------49 4.1.5 Osnovna oprema fabrike cementa---------------------------------------------------------51 4.1.6 Cijena proizvodnje portland cementa-----------------------------------------------------52 4.2 Proizvodnja kalcijum sulfo aluminatnog cementa-----------------------------------------57 4.2.1 Cijena proizvodnje kalcijum sulfo aluminatnog cementa------------------------------57 4.3 Neophodna radna snaga-----------------------------------------------------------------------62 4.4 Tekuće cijene cementa na domaćem tržištu i tržištu zemalja u okruženju-------------62 5. Zaključci -----------------------------------------------------------------------------------------64 Literatura ------------------------------------------------------------------------------------------69 Aneks 1 ----------------------------------------------------------------------------------------------70 Rezultati ispitivanja kvaliteta i karakteristika pepela koji nastaje u Termoelektrani Ugljevik Aneks 2 ----------------------------------------------------------------------------------------------78 Rezultati ispitivanja kvaliteta i karakteristika krečnjaka (krovinski dio) iz ležišta Vučjak-Ugljevik Aneks 3 ----------------------------------------------------------------------------------------------88 Adrese najznačajnijih proizvođača cementa

Page 4: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

4

Pregled tabelarnih prikaza Tabela 1.1 Oznake za cement po evropskim standardim Tabela 1.2 Svjetska proizvodnja cementa po zemljama Tabela 1.3 Svjetska proizvodnja cementa u 2010 godini Tabela 1.4 Najznačajnije svjetske kompanije proizvođači cementa (2006god.) Tabela 1.5 Proizvodnja cementa na prostorima prethodne Jugoslavije i Albanije Tabela 1.6 Sastav sirovine, mineraloški sastav proizvoda dobijenog sinterovanjem sirovine i čvrstoća na pritisak sulfoaluminijumskog cementa Tabela 1.7 Vrijednosti čvrstoća CSA cementa (betona) Tabela 1.8 Stepen širenja betona Tabela 1.9 Stepen skupljanja bertona, odnos prema Portland cementu Tabela 1.10 Stabilnost čvrstoće betona Tabela 2.1 Specifikacija kvaliteta ODG-gipsa po zahtjevima industrije gipsa Tabela 2.2 Hemijski sastav ODG-gipsa (TE „Scholven“) i prirodnog gipsa (Rigips Ltd)

upoređeni sa zahtjevanim vrijednostima za ODG-gips Tabela 2.3 Pregled godišnje potrošnje uglja u Termoelektrani Ugljevik i sadržaj sumpora Tabela 2.4 Karakteristike uglja koji se koristi u Termoelektrani Ugljeviku Tabela 2.5 Karakteristike dimnog gasa Termoelektrane Ugljevik Tabela 2.6 Količine nastalog sumpor dioksida u Termoelektrani Ugljevik Tabela 2.7 Očekivana količina gipsa iz procesa odsumporavanja dimnih gasova u TE ugljevik Tabela 2.8 Hemijski sastav pepela koji nastaje u Termoelektrani Ugljevik Tabela 2.9 Sadržaj prirodenih radionukleida u uzorcima pepela termoelektrane Ugljevik Tabela 2 .10 Hemijski sastav krečnjaka Tabela 2.11 Hemijska analiza prosječnog četvoromjesečnog uzorka samljevenog boksita (decembar 2010- januar, februar, mart 2011) Tabela 3.1 Glavne mineralne komponente u portland cementu Tabela 3.2 Osnovni mineralni sastav CSA cementa (Italcementi Alipre) Tabela 3.3 Osnovni hemijski sastav CSA cementa (različitih proizvođača)(16,17) Tabela 4.1 Osnovne tehničke karakteristike postrojenja za proizvodnju cementa Tabela 4.2 Osnovni normativi za proizvodnju klinkera i cementa Tabela 4.3 Cijena proizvodnje portland cementa Tabela 4.4 Specifična cijena proizvodnje klinkera Tabela 4.5 Operativni troškovi pri proizvodnji klinkera godišnjeg kapaciteta 570.000 tona Tabela 4.6 Cijena proizvodnje kalcijum sulfo aluminatnog cementa Tabela 4.7 Specifična cijena proizvodnje klinkera kalcijum sulfo aluminatnog cementa Tabela 4.8 Specifična cijena proizvodnje cementa Tabela 4.9 Operativni troškovi pri proizvodnji klinkera godišnjeg kapaciteta 550.000 tona Tabela 4.10 Tekuće cijene cementa, oktobar-novembar 2011

Page 5: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

5

Pregled slika i grafičkih prikaza Slika 1.1 Geografska karta Bosne i Hercegovine sa oznakom lokacije Ugljevik Slika 1.2 Satelitski snimak područja Ugljevika Slika 1.3 Grafički prikaz proizvodnje cementa u svijetu u 2005 godini. Slika 1.4 Projekcija globalne svjetske proizvodnje cementa i emisije ugljen dioksida do 2050 godine (17) Slika 1.5 CSA ekspanzioni aditiv za cement Slika 1.6 CSA cement sa visikom inicijalnom i finalnom tvrdoćom Slika 1.7 CSA cement kao redukcioni agent skupljanja betona Slika 1.8 CSA cement niskog alkaliteta Slika 1.9 CSA cement kao aditiv za pločice i cementno mlijeko Slika 1.10 CSA cement kao materijal za ravnanje Slika 1.11 CSA binder (ciment) Slika 1.12 Izgled kalcijum sulfo aluminatnog cementa Slika 3.1 Osnovna šema tehnološkog postupka proizvodnje portland cementa Slika 3.2 Plan fabrike cementa (Layout) Slika 3.3 Šematski prikaz postrojenja fabrike cementa Hercules Cement Plant Slika 3.4 Fotografski snimak kompletne fabrike cementa Slika 3.5 Osnovna šema rotacione peći Slika 3.6 Izgled rotacione peći sa hladnjacima Slika 3.7 Postrojenja koje koristi automobilske gume kod proizvodnje klinkera Slika 4.1 Kretanje cijena cementa

Page 6: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

6

Predgovor Opština Ugljevik, pored velikih rezervi uglja i proizvodnje električne energije, raspolaže značajnim rezervama krečnjaka, gline i laporaca kao osnovnih sirovina za proizvodnju cementa. Osim toga nakon uvođenja procesa odsumporavanja dimnih gasova u Termoelektrani Ugljevik nastaće velika količina gipsa (oko 386 000 t/godini), dovoljnog kvaliteta za njegovu upotrebu u industriji cementa. Obzirom da u Republici Srpskoj nema proizvodnje cementa to se nametnulo kao logično razmišljanje da se uđe u projekat izgradnje cementare kapaciteta 600 000 t/g portland cementa ili specijalnog kalcijum sulfo aluminatnog cementa, alternativno. Kod proizvodnje kalcijum sulfo aluminatnog cemenata, kao specijalne vrsta cementa sa veoma dobrim karakteristikama, kao jedna od sirovina, u količini od oko 30%, koristi se gips. Ova komponenta će se obezbijediti u Termoelektrani Ugljevik iz procsesa odsumporavanja dimnih gasova koji će se realizovati u narednim godinama. Sa druge strane, kalcijum sulfoaluminatni cement se ne proizvodi u zemljama prethodne Jugoslavije, i u Albaniji tako da se očekuje da bi ta proizvodnja imala realno tržište. Predviđena tehnologija i oprema koja se navodi u Studiji omogućava proizvodnju jedne ili druge vrste cementa, a u zavisnosti od zahtjeva tržišta. Da bi se pristupilo realizaciji izgradnje fabrike za proizvodnju cementa potrebno je sagledati sve neophodne parametre od sirovina, njihovih zaliha i kvaliteta, potrebne energije, tehnologije, tržišta i ekonomske opravdanosti takve proizvodnje, odnosno neophodno je izraditi studiju opravdanosti ulaska u takav projekat. To je bio i predmet ove Studije koja je izrađena za potrebe Opštine Ugljevik. Studija, uzimajući u obzir trenutno stanje cijena sirovina, energije i radne snage, pokazuje punu opravdanost ulaska u realizaciju ovoga projekta. Pitanje tržišta se mijenja u zavisnosti od domaćih i svjetskih ekonomskih kretanja tako da je neophodno sagledati tržište u periodu definitivne odluke izgradnje fabrike cementa. Industrija cementa je, zbog globalne ekonomske krize u svijetu, posebno u Evropi, u značajnoj stagnaciji, ali se predviđa globalni oporavak privrede, a time i ove industrije, u periodu 2014-2016 godine do kada bi realno mogla da se izgradi fabrika cementa. Na kraju želim da se posebno zahvalim firmi Team network, engenering and management Siracusa, Italija koja mi je obezbijedila dio kvalitetnih podataka koji su korišćeni u Studiji.

Page 7: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

7

1. Osnove 1.1 Uvod Kod procesa odsumporavanja dimnih gasova, tehnologije koja se planira koristiti u Termoelektrani Ugljevik, pojavljuje se, kao nus proizvod, velika količina gipsa ( prema proračunu oko 386 000 t/godinu). Nastali gips, umjesto odlaganja na deponiju kao otpadni materijal, je moguće komercijalno koristiti čime bi se, pored ekoloških efekata, ostvarili i ekonomski efekti preko uštede troškova transporta i odlaganja nastalog gipsa, uštede na deponijskom prostoru na koji bi se odlagao nastali gips, odnosno preko komercijalnog korišćenja nastalog gipsa. U «Studija mogućnosti valorizacije gipsa iz procesa odsumporavanja u Termoelektrani Ugljevik» koja je urađena u septembru 2010 godine za Opštinu Ugljevik (1) sagledana su tehnološka rješenja moguće komercijalne proizvodnje i upotrebe gipsa iz materijala koji nastaju kod procesa odsumporavanja dimnih gasova u Termoelektrani Ugljevik, odnosno:

• proizvodnja sintetskog gipsa iz procesa odsumporavanja dimnog gasa, • postupke čišćenja gipsa nastalog odsumporavanjem dimnog gasa, ukoliko je to

neophodno, • proizvodnju i korišćenje gipsa u svijetu, cijene sintetskog gipsa i proizvoda od

gipsa, • očekivane količine gipsa iz procesa odsumporavanja dimnih gasova u

Termoelektrani Ugljevik, • tehnologiju proizvodnje komercijalnog gipsa u Termoelektrani Ugljevik, • moguću upotrebu gipsa proizvedenog u Termoelektrani Ugljevik i • sagledavanje mogućeg tržišta nastalog gipsa i proizvoda od gipsa.

Gips koji nastaje kod procesa odsumporavanja dimnih gasova ima široku primjenu u građevinarstvu, poljoprivredi, hemijskoj industriji, medicini, u proizvodnji standardnog portland cementa i specijalnog kalcijum sulfo aluminatnog cementa. Studija je, pored navedenih mogućnosti korišćenja nastalog gipsa, prezentovala osnovne podatke korišćenja nastalog gipsa u hemijskoj industriji:

• kod proizvodnje boja, farmaceutskih proizvoda, kod proizvodnje papira kao punilo, kod proizvodnje insekticida, proizvodnje kvasaca, tretmana voda i u mnogim drugim industrijskim granama. Neke od najznačajnijih primjena gipsa u industriji su sljedeće:

-kalcijum sulfat, odnosno gips i koks služe za proizvodnju kalcijum karbida, -amonijum sulfat se dobija iz kalcijum sulfata reakcijom sa amonijakom, ugljen dioksidom i vodom. Kao nus proizvod nastaje kalcijum karbonat, -gips se koristi u industriji stakla,

Page 8: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

8

-gips se koristi kod proizvodnje teflona, -gips velike čistoće se koristi u keramičkoj industriji, -gips se koristi u dekorativne svrhe za ukrase na zidovima, umjetnička djela i dr. -gips se koristi za medicinske potrebe (zubarstvu, ortopediji i dr.). -anhidrovani gips se koristi u industriji kao sikativ u uređajima za hlađenje, kod proizvodnje telefonskih kablova, za zaštitu optičkih i elektronskih uređaja, kod pripreme seruma.

Korišćenje gipsa u industriji cementa je veoma značajno i to je globalno posmatrano najveća količinska upotreba prirodnog i sintetskog gipsa. U industriji cementa gips se koristi kao retarder-usporivač (dodatak 5-6% klinkeru) kod proizvodnje portland cementa i kao sirovina kod proizvodnje kalcijum sulfo aluminatnog cementa. U ovoj studiji će se obraditi, sa tehnološkog i komercijalnog stanovišta, moguća proizvodnja portland i kalcijum sulfo aluminatnog cementa u Ugljeviku 1.2 Geografski položaj fabrike cementa Izgradnja Fabrike za proizvodnju portland i/ili specijalnog kalcijum sulfo aluminatnog cementa se planira u Ugljeviku. Opština Ugljevik se nalazi u sjevero-istočnom dijelu Republike Srpske i Bosne i Hercegovine, na istočnim padinama planine Majevica prema najvećoj žitnici u Bosni i Hercegovini, Semberiji. Centar opštine je grad Ugljevik smješten na regionalnom putu M-18 Bijeljina-Tuzla. Ugljevik je smješten u centru prethodne Jugoslavije u Republici Srpskoj i Bosni i Hercegovini. Udaljen je oko 50 km od Autoputa Beograd-Zagreb. Udaljenost Ugljevika od glavnih regionalnih centara je sljedeća: Bijeljina 24 km Banja Luka 230 km Zagreb 300 km Beograd 155 km Ljubljana 430 km Trst 550 km Grac 500 km Luka u Brčkom na rijeci Savi je udaljena 45 km od Ugljevika i povezana je sa plovnim sistemom Dunava. Željeznički terminal je u Bijeljini, 24 km udaljen od Ugljevika, a glavni željeznički čvor prethodne Jugoslavije u Vinkovcima je udaljen 80 km. Lokacija Ugljevika može da se vidi na geografskoj karti Bosne i Hercegovine i na satelitskom snimku koji su dati na sljedećim slikama.

Page 9: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

9

Slika 1.1Geografska karta Bosne i Hercegovine sa oznakom lokacije Ugljevika

Slika 1.2 Satelitski snimak područja Ugljevika

Page 10: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

10

1.3 Istorijski pregled proizvodnje i upotrebe cementa Pojam «Cement» datira još iz vremena starih Rimljana koji su koristili pojam opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala. Korišćen je vulkanski pepeo i mljeveni kamen koji su dodavani živom kreču da bi se dobilo hidraulično vezivo koje je kasnije definisano kao cementum, cimentum, camen i cement. Poznato je da je kombinacija hidratnog kreča i pazolana prvi put upotrijebljena u staroj Makedoniji. Tri vijeka kasnije su to koristili rimski inženjeri. Koristili su prirodne i vještačke pucolane za pravljenje ove vrste betona. Još uvijek su prisutne građevine iz toga perioda građene od ove vrste betona (Panteon u Rimu, Karakala kupatila, Rimski akvadukti i sl.). Srednjevjekovni zidari i vojni inženjeri su koristili hidraulični cement za izgradnju pojedinih građevinskih struktura (kanala, fortifikacionih prepreka, luka, brodogradilišta i dr.). Tehnološko znanje u proizvodnji hidrauličnog cementa je sistematizovano od strane francuskih i britanskih inženjera u 18 vijeku. U Britaniji je James Parker 1796 godine patentirao «Rimski cement». Proizvod se razlikovao od cementa koji se proizvodio u starom Rimu. Dobijen je zagrijavanjem glinenih depozita i kalcijum karbonata. Na proizvodnji sličnih vrsta cementa su radili John Smeaton, Luis Vicat i James Frost krajem 18 vijeka i početkom devetnaestog vijeka. U 1824 godini Josef Aspdin je patentirao sličan proizvod koji je nazvao Portland cement, obzirom da su proizvodi od ovoga cementa imali izgled sličan Portland kamenu. Prvi moderni Portland cement je napravio Aspidinov sin William 1840. U 1850 godini Portland cement je u najširoj upotrebi za proizvodnju betona. U USA se kao prvo šire korišćenje cementa povezuje za Rosendale cementom u početku 19 vijeka koji se široko koristi za izgradnju kapitalnih građevina (Kip slobode, Kapitol, Bruklinski most i za vodovodne sisteme). I danas se, posebno za velike građevine, koristi Rozental cement. Korišćenje cementa u dvadesetom i dvadeset prvom vijeku je veoma zastupljeno, tako da svjetska proizvodnja i potrošnja cementa dostiže više od tri milijarde tona.

1.4 Vrste cementa koje se danas proizvode i koriste u svijetu

Danas se u svijetu koristi više vrsta cementa. U najvećem obimu se koristi portland cement, a proizvode se i druge vrste cementa. Osnovni podaci o vrstama cementa su sljedeći.

Page 11: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

11

Portland cement proizvodi se termičkim tretmanom krečnjaka (kalcijum karbonata) sa manjim količinama drugih materijala, kao što je glina ili laporac, kod temperatura od 14500C, pri čemu nastaje klinker. Klinkeru se dodaje 5-6% gipsa radi regulisanja vremena stvrdnjavanja pri čemu se dobija cement za upotrebu (često se označava kao OPC cement). Ovo je najznačajnija vrste cementa pošto predstavlja osnovicu za dobijanje većine drugih vrsta cementa. Od ukupne proizvodnje svih cementa u svijetu portland cement čini 70%. Specifična masa portland cementa je najmanje 3000 kg/m3 i sa specifičnom površinom od najmanje 2400 cm2/g. Od portland cementa se proizvodi beton, različiti malteri i drugi materijali. Proizvode se različite vrste portland cementa, u zavisnosti od njegove upotrebe, odnosno različite formulacije sa osnovnom komponentom portland cementa. To su svi cementi koji se proizvode mljevenjem portland cementnog klinkera i uz dodatak drugih materijala. Dodatni materijali, u zavisnosti od vrste i količine, mijenjaju svojstva portland cementa. Iako su čvrstoće ovih cemenata u početku manje od čvrstoće čistog portland cementa oni pri većim starostima od 28 dana nadmašuju te čvrstoće. Zbog toga imaju iste klase kao i portland cement.

• portland cement sa letećim pepelom sadrži oko 30% letećeg pepela pucolana. Ovaj cemenat obezbjeđuje manji sadržaj vode u betonu to omogućava brže stvrdnjavanj betona. Ukoliko je na raspolaganju kvalitetan leteći pepeo ova vrsta cementa može biti alternativa standardnom portland cementu.

• Portland cement sa dodatkom zgure dobija se mljevenjem portland cementnog klinkera, gipsa i 30% granulisane zgure visokih peći. Karakteriše se nešto smanjenom relativnom čvrstoćom, uz porast kasnijih čvrstoća. Ovaj cement ima sporiju hidrataciju u odnosu na čisti portland cement.

• portland pucolan cement uključuje cement sa letećim pepelom, kao i cement proizveden iz drugih prirodnih ili vještačkih pucolana, kao što je vulkanski pepeo (u Italiji, Čileu, Meksiku, Filipinima je uobičajena vrsta cementa u upotrebi),

• portland silikatni cement dobija se dodatkom silikata tako da se dobija visoka čvrstoća. Dodaje se 5-20% silikata. Obično se silikat dodaje portland cementu za smješu za beton,

• Metalurški cement je portland cement sa dodatkom zgure kod koga sadržaj zgure iznosi preko 30%, ali ne prelazi granicu od 85%. Sporije hidratizira i manje je specifične mase. Ovaj cement je otporniji od portland cementa na različita agresivna dejstva. Postojan je u vodama koje sadrže hloride, sulfate i alkalije. Ovaj cement pokazuje veliku postojanost u morskoj vodi.

• Aluminatni cement se dobija žarenjem mješavine krečnjaka i boksita uz dodatak silicijum dioksida i oksida gvožđa. Žarenje je na temperaturi od 1500-15500C. Nakon mljevenja ovako dobijenog aluminatnog klinkera cement se može odmah upotrijebiti. Ova vrsta cementa ima crnkastu boju, ima veoma brz prirast čvrstoće u toku vremena, tako da u toku 24 sata ostvaruje oko 80% čvrstoće koja odgovara starosti od 28 dana. Vremenom dolazi do prekristalizacije produkata hidratacije tako dadolazi do pada čvrstoće. Ova vrsta cementa je otporna u morskoj vodi u „mekoj” vodi i u sulfatnim vodama, dok je neotporan u vodama koje sadrže alkalije.

Page 12: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

12

• Supersulfatni cement se dobija finim mljevenjem granulisane zgure (80-85%), anhidrata (10-15%) i portland cementnog klinketa (do 5%). Odlikuje se velikom finoćom mliva i niskom toplotom hidratacije. Otporan je prema sulfatima, morskoj vodi sonoj kiselini, lanenom ulju, fenolima i razblaženim rastvorima organskih kiselina.

• zidarski cement se koristi za proizvodnju maltera a ne za proizvodnju betona. Obično je portland klinker i drugi ingredijenti kao što su krečnjak, hidratisani kreč, retarderi i bojene materije. Koriste se kao malteri. U USA se koristi štuko cement koji se koristi kao malter za vezivanje zidarskih blokova,

• ekspanzioni cement sadrži, pored portland klinkera, ekspanzivni klinker kao što je sulfoaluminatni klinker,

• bijelo blendirani cement se proizvodi korišćenjem bijelog klinkera i bijele saplementne materijale kao što je metakaolin visoke čistoće,

• bojeni cement se koristi za dekorativne potrebe. Dodaju se pojedini pigmenti u portland cement,

• pucolan-krečni cement se dobija iz smješe pucolana i kreča. Proizvodili su ga stari Rimljani čije građevine napravljene od toga cementa i danas postoje,

• supersulfatni cement sadrži 80% granulirane šljake iz peći, 15% gipsa ili anhidrita i malo portland klinkera ili kreča kao aktivatora,

• kalcijum aluminatni cement je cement primarno proizveden iz krečnjaka i boksita. Aktivni ingredijenti su monokalcijum aluminat i majenit (Ca12Al14O33). Jačina se ostvaruje hidracijom u kalcijum aluminat hidrat. Veoma je pogodan za proizvodnju betona koji su otporni na visoke temperature,

• cement od šljake i kreča je cement po osobinama sličan pucolan krečnom cementu. Jedino je granulirana šljaka pogodna za proizvodnju ove vrste cementa,

• kalcijum sulfo aluminatni cement je nova vrsta cementa koja ima veoma dobre karakteristike.

• Cement na bazi Mg Oznake za cement U sljedećoj tabeli navode se oznake za cement po evropskim standardima

Tabela 1.1

Oznake za cement po evropskim standardima Naziv Oznaka Portland cement CEM I Portland cement sa dodatkom zgure CEM II/A-S CEM II/B-S Portland cement sa dodatkom pucolana CEM II/A-P CEM II/A-Q CEM II/B-P CEM II/B-Q Portland kompozitni cement CEM II/A-M CEM II/B-M Metalurški cement CEM III/A

Page 13: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

13

CEM III/B CEM III/C Pucolanski cement CEM IV/A CEM IV/B Kompozitni cement CEM V/A CEM V/B

A- Učešće dodatka od 6-20% B- Učešće dodatka od 21-35% C- Učešće dodatka od 81-95% M- Miješani dodatak pucolana i zgure P- Prirodni pucolan Q- Aktivirani pucolan S- Zgura visokih peći V- Silikatni leteći pepeo W- Karbonatni leteći pepeo

1.5 Svjetska proizvodnja i potrošnja cementa Proizvodnja cementa u svijetu se kreće u granicama većim od 3 milijarde tona/ godini (proizvodnja cementa u svijetu u 2010 godini je bio 3,325 milijardi tona). Zbog svjetske ekonomske krize u zadnjim godinama proizvodnja cementa je opala u većini zemalja (osim Kine, Indije i istočno-evropskih zemalja). Prema dostupnim podacima spisak država proizvođača cementa i količina proizvedenog cementa je navedena u tabeli 1.2 (9). Tabela 1.2 prikazuje svjetsku proizvodnju cementa u 2010 godini.

Tabela 1.2 HYDRAULIC CEMENT: svjetska proizvodnja, po zemljama1, 2

(Hiljada metričkih tona)

Zemlja 2004 2005 2006 2007 2008e

Afghanistane 70 - 60 - 50 - 50 50

Albania 573 489 r 525 r 889 r 890

Algeria 11,000 e 12,800 r 14,702 15,886 r 17,397 3

Angola 754 1,315 1,373 1,400 e 1,400

Argentina 6,254 7,595 8,929 9,602 9,703 3

Armenia-- 501 605 625 722 770

Australiae 8,000 9,000 9,000 9,000 8,500

Austria 4,356 r 4,560 r 4,852 r 5,203 r 5,309 3

Azerbaijan- 1,428 1,538 1,622 1,731 1,800

Bahrain 400 r 400 r 400 r 400 r 370

Bangladeshe 5,000 5,100 5,100 5,100 5,000

Barbados 322 341 r 338 r 294 r 300

Belarus- 2,731 3,131 3,495 3,820 4,219 3

Page 14: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

14

Belgium 6,715 7,594 8,192 8,200 e 8,200

Benine 250 250 1,489 3 1,550 3 1,600

Bhutane 170 170 180 180 170

Bolivia 1,276 1,440 1,636 1,739 1,700

Bosnia and Herzegovina- 1,045 1,026 1,226 1,283 r 1,406 3

Brazil 34,413 36,673 39,540 46,406 51,865 3

Brunei 242 266 240 r, e 200 r, e 200

Bulgaria 2,939 r 3,618 r 4,093 r 4,413 r 4,400

Burkina Fasoe 30 30 30 30 30

Burma4 519 543 570 608 676 3

Cambodia -- -- -- 87 87

Cameroon- 1,032 1,000 e 1,000 1,000 e 1,000

Canada 13,863 14,179 14,336 15,078 13,672 p, 3

Chile 3,798 3,999 4,112 4,440 4,622 3

China 970,000 1,068,850 1,236,770 1,361,170 r 1,388,380 p, 3

Colombia 7,822 9,959 10,038 5 11,068 5 10,456 3, 5

Congo (Brazzaville) -- 100 100 e 100 e 110

Congo (Kinshasa)- 403 511 530 520 r, e 520

Costa Ricae 1,500 1,400 1,400 3 1,400 1,400

C-te d-Ivoiree 650 650 650 - 650 650

Croatia- 3,811 3,481 3,598 r 3,524 r 3,500

Cuba 1,401 1,567 1,705 1,805 1,800

Cyprus-- 1,689 1,805 1,786 1,873 1,870

Czech Republic 3,829 3,978 4,239 4,899 4,805 3

Denmark-- 2,150 2,120 2,115 2,100 e 2,100

Dominican Republic 2,654 2,779 3,777 r 4,100 r, e 4,000

Ecuadore 3,470 r 3,690 r 4,110 r 4,420 r 4,000

Egypt-- 28,763 32,458 36,200 38,400 40,000

El Salvador 1,265 1,131 1,311 1,300 r, e 1,300

Eritreae 45 45 45 45 45

Estonia 615 726 849 r 937 r 808 3

Ethiopia 1,316 1,569 1,676 r 1,800 r, e 1,820

Fijie 120 143 3 143 145 143

Finland 1,295 1,357 1,685 1,743 1,745 3

France 20,962 21,277 22,540 22,300 e 21,700 3

French Guianae 60 60 60 60 62

Gabone 260 260 260 - 229 3 230

Georgiae 425 3 450 450 450 450

Germany 31,854 31,009 33,630 33,382 33,581 3

Ghanae-- 1,900 1,900 1,900 1,900 1,900

Greece 15,039 15,166 15,674 16,667 16,500

Guadeloupee 230 240 230 230 230

Guatemalae 2,200 2,400 2,500 2,500 2,500

Guineae 360 360 360 360 360

Page 15: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

15

Haitie 300 300 300 300 300

Honduras 1,392 1,384 1,800 r, e 1,800 r, e 1,800

Hong Kong 1,039 1,005 1,010 e 1,000 e 1,000

Hungary 3,580 r 3,371 3,724 r 3,552 r 3,544 3

Iceland 100 132 141 90 e 100

Indiae 130,000 145,000 - 160,000 - 170,000 177,000

Indonesia-- 33,230 33,917 35,000 e 36,000 e 37,000

Iran-- 32,198 32,650 35,300 r, e 40,000 r, e 44,400 3

Iraqe 2,500 3,000 3,500 4,500 r 5,500

Ireland 5,000 e 5,083 4,981 5,000 e 5,000

Israel- 4,494 5,093 5,089 5,000 e 5,000

Italy 45,343 40,284 47,814 47,542 r 43,030 3

Jamaica 808 845 761 592 600

Japan 67,376 69,629 69,942 67,685 62,810 3

Jordan 3,908 4,046 3,967 4,051 r 4,284 3

Kazakhstan- 3,662 3,975 4,880 5,699 5,223 3

Kenya 1,789 2,123 2,174 2,546 r 3,135 3

Korea, Northe 5,630 5,700 6,160 6,130 6,130

Korea, Republic of 56,955 51,391 53,971 57,042 53,900 3

Kosovo6 450 e 450 450 e 470 590 3

Kuwait 2,635 2,145 2,200 e 2,200 e 2,200

Kyrgyzstan 870 900 1,211 1,300 e 1,300

Laose 250 250 400 400 400

Latviae 284 3 280 280 300 310

Lebanon- 4,400 4,600 4,400 4,900 e 5,000

Liberia 121 144 155 157 160

Libyae 3,600 3,621 3 5,300 r 5,206 r, 3 6,000

Lithuania 753 832 1,065 1,105 1,100

Luxembourg 797 760 800 e 780 e 780

Macedonia- 752 r 827 r 867 r 902 r 862 3

Madagascare-- 170 150 150 270 3 270

Malawi 120 166 188 185 240

Malaysia 15,690 17,860 18,400 r, e 19,480 r 19,500

Martiniquee 220 220 220 220 220

Mauritania 300 300 e 374 r 410 322 3

Mexico 34,992 - 37,452 40,362 40,670 47,609 3

Moldova- 440 641 837 800 e 750

Mongolia 62 112 141 180 r 180

Moroccoe-- 11,000 11,000 11,000 11,000 11,000

Mozambiquee 550 r 490 r 600 r 800 r 730

Nepale, 4 285 290 295 300 285

Netherlands- 2,380 2,496 2,790 2,700 e 2,700

New Caledonia- 115 119 133 134 r, e 134

New Zealande 1,110 3 1,100 1,120 r, 3 1,100 1,100

Page 16: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

16

Nicaragua 521 530 530 e 530 e 530

Nigere- 54 54 54 54 54

Nigeriae 2,300 2,700 r 3,300 r 4,700 r 5,000

Norway 1,420 1,613 1,695 1,700 e 1,700

Oman 2,621 2,686 3,611 3,880 4,000

Pakistane- 15,000 17,000 20,652 3 30,000 r 39,000

Panama 1,042 1,050 1,050 e 1,050 r, e 1,050

Paraguaye 470 550 600 600 600

Peru 4,604 r 5,107 r 5,782 r 6,231 r 6,922 3

Philippines- 13,346 15,494 12,033 13,048 13,000

Poland 12,566 12,646 14,688 17,120 r 17,207 3

Portugal 8,843 8,438 8,340 12,631 r 10,000

Qatar 1,400 1,500 1,568 2,500 e 3,500

R-unione 380 380 400 400 400

Romania 6,239 7,032 8,253 10,061 10,703 3

Russia- 45,700 48,500 54,700 59,900 53,600 3

Rwanda-- 104 101 103 103 100

Saudi Arabia 25,380 26,064 27,056 r 30,369 31,823 3

Senegal 2,391 2,623 2,884 3,152 3,200

Serbia7 2,240 r, 8 2,276 r, 8 2,565 2,677 2,843 3

Serbia and Montenegro -- r, 8 -- r, 8 -- r -- r --

Sierra Leone 180 172 234 236 236

Slovakia-- 3,158 3,499 3,593 3,718 4,157 3

Slovenia 1,186 1,114 1,269 1,300 r, e 1,300

South Africa, sales9 10,297 11,464 12,658 13,651 13,341 3

Spain, including Canary Islands 45,593 50,347 54,033 54,720 r 42,088 3

Sri Lankae 1,400 1,500 1,600 1,700 1,800

Sudan- 307 331 202 326 r 330

Surinamee 65 65 65 65 65

Sweden 2,588 2,709 2,952 2,950 2,900

Switzerland-- 3,851 4,022 4,040 4,000 e 4,000

Syria 4,757 4,700 e 4,804 r 5,104 r 5,336 3

Taiwan 19,050 19,891 19,294 18,957 17,330 3 Tajikistan 194 253 282 313 r 300 Tanzania- 1,281 1,366 1,432 1,513 1,600 Thailand- 35,626 37,872 39,408 35,668 35,600

Togoe-- 800 800 800 - 800 800

Trinidad and Tobago 768 686 883 890 e 800

Tunisia 6,662 6,691 6,932 7,052 7,559 3

Turkey 38,796 42,787 47,499 49,553 51,432 3

Turkmenistane 550 650 800 900 900

Ugandae 559 3 630 630 650 650

Ukraine- 10,635 12,183 13,732 15,000 14,918 3

Country 2004 2005 2006 2007 2008e

Page 17: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

17

United Arab Emiratese 9,000 9,800 3 12,600 r 14,000 r 16,000

United Kingdom 11,405 11,216 12,119 11,900 e 11,900

United States, including Puerto Rico10 99,015 100,903 99,712 96,850 87,610 3

Uruguaye 620 r 620 r 620 r 620 r 620

Uzbekistan 5,068 5,068 5,700 r, e 6,500 r 6,600

Venezuelae 5,000 r 5,800 r 7,200 r 9,000 r 9,000

Vietnam- 26,153 30,808 32,690 36,400 e 37,000

Yemen 1,546 1,550 1,470 1,728 3,000

Zambiae 390 435 650 650 700

Zimbabwee 500 600 700 - 400 400

--- Total 2,190,000 2,350,000 2,610,000 r 2,810,000 r 2,840,000 eEstimated. pPreliminary. rRevised. -- Zero. 1World totals and estimated data are rounded to no more than three significant digits; may not add to totals shown. Even where presented unrounded,-

reported data are thought to be accurate to no more than three significant digits. Data are from a variety of sources, including the European Cement

Association. 2Table includes data available through July 9, 2009. Data may include clinker exports for some countries. 3Reported figure. 4Data are for fiscal year ending March 31 of the following year. 5Data for 2006-08 are for gray cement only; white cement output was likely to have been an additional 50,000 to 100,000 metric tons per year. 6Not included in Serbia data. 7Excludes Kosovo data. 8Montenegro and Serbia formally declared independence in June 2006 from each other and dissolved their union. Montenegro has no cement plants. 9Data have been adjusted to remove sales of cementitious materials other than finished cement. Material sales removed (mostly fly ash and ground-

granulated blast furnace slag) amounted, in metric tons, to: 2004-1,438,567; 2005-1,511,716; 2006-1,599,505; 2007-1,664,304; and-

2008-1,395,124. 10Portland and masonry cements only.

Tabela 1.3

Svjetska proizvodnja cementa u 2010 godini R. br. Zemlja/Region Miliona tona1 Kina 1,800 2 Indija 220 3 U S A 63.5 4 Turska 60 5 Brazil 59 6 Japan 56 7 Iran 55 8 Španija 50 9 Vijetnam 50 10 Rusija 49 11 Egipat 48 12 Južna Koreja 46 13 Saudijska Arabija 45

Page 18: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

18

14 Indonezija 42 15 Italija 35 16 Meksiko 34 17 Njemačka 31 18 Tajland 31 19 Pakistan 30 Ostali 520 2010 Svjetska proizvodnja 3,325

Najznačajnije svjetske kompanije proizvođače cementa sadrži tabea 1.4.

Tabela 1.4 Najznačajnije svjetske kompanije proizvođači cementa(2006god.)

Redni br. Kompanija Godišnja proizvodnja mil. tona 1. Holcim 198 2. Lafarge 175 3. Cemex 94 4. Haildeberg cement 90 5. Italcementi 70 6. Anhui Conch Cement, Kina 150 (2010 godini) 7. TitanCement Company S.A 15 Grafički prikaz proizvodnje cementa u svijetu u 2005 godini sadrži slika 1.3(8). Projekcija globalne svjetske proizvodnje cementa i emisije ugljen dioksida do 2050 godine pokazuje značajan porast ove proizvodnje u svijetu. To ilustruje grafički prikaz dat na slici 1.4 (17).

Page 19: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

19

Slika 1.3 Grafički prikaz proizvodnje cementa u svijetu u 2005 godini.

Proizvodnja cementa na prostorima prethodne Jugoslavije i Albanije je značajna što potvrđuju podaci navedeni u tabeli 1.5 (10).

Tabela 1.5 Proizvodnja cementa na prostorima prethodne Jugoslavije i Albanije

No Zemlja Potrošnja cementa, t/g

Postrojenje Vlasnik klinker t/d kapacitet

Proizvodnja cementa, t/g

Note

1 Albania 1.000.000 Elbasan Seament 3500 1.300.000 2 Kosovo 1.000.000 Sharr Cement 1500 500.000 Holcim3 Makedonija 1500000 Lisje Titan 2600 900.000 4 Srbija 2.500.000 Kosjerić

Popovac Beočin

Titan Holcim Lafarge

1650 1400 4000

600.000 650.000 1.200.000

Page 20: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

20

5 Bosna &

Hercegovina 1800000 Lukovac

Kakanj Asamer Heidelberg

1600 1450

750.000 650.000

6 Hrvatska 2500000 Dalamcijaceme nt Našicecement Koromačno

Cemex Nexe group Holcim

5000 2400 1650

2.600.000 950.000 750.000

7 Slovenija 2000000 Fabrika cementa Trbovlje Fabrika cementa Anhovo

Lafarge Salonit

1300 2100

500.000 1.000.000

8

Slika 1.4

Projekcija globalne svjetske proizvodnje cementa i emisije ugljen dioksida do 2050 godine (17)

1.6 Kalcijum sulfo aluminatni cement ( CSA cement, CSA Binder)

U zadnje vrijeme se vrše istraživanja upotrebe otpadnog gipsa iz procesa odsumporavanja dimnih gasova kao sirovine za dobijanje specijalne vrste cementa, tzv. kalcijum sulfo aluminatnog cementa (CSA). Kod ove vrste cementa koristi se velika količina otpadnog gipsa (30-34 %) i drugih otpadnih materijala (leteći pepeo iz

Page 21: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

21

termoelektrana, zgura iz visokih peći, otpadni kreč i dr.). Osim toga, zbog niže temperature koja se koristi kod proizvodnje, potrošnja energije je manja nego kod proizvodnje portland cementa. Tradicionalno se kalcijum sulfo aluminatni cement proizvodi grijanjem smješe gipsa, krečnjaka, boksita i laporca, odnosno letećeg pepela na temperaturi od 1300-13500C. Za proizvodnju ove vrste cementa moguće je koristiti pepeo nastao kod izgaranja uglja, sintetski gips iz procesa odsumporavanja dimnih gasova, boksit i materijal iz procesa izgaranja uglja u fluidiziranom sloju. Neophodno je naglasiti da se planira izgradnja novih blokova termoelektrane Ugljevik 3 koji će koristiti tehnologiju izgaranja uglja u cirkulacionom fluidiziranom sloju sa krečnjakom kao inertnom komponentom. Otpadni materijal koji pri tome nastaje je veoma pogodan, kao jedna od sirovina, za proizvodnju cementa. Pri proizvodnji kalcijum sulfoaluminatnog cemenzta dolazi do manje emisije CO2 i manje potrošnje energije u poređenju sa proizvodnjom portland cementa, što je veoma važno sa ekonomskog i ekološkog stanovišta. Kalcijum sulfo aluminatni cement se komercijalno proizvodi u Kini od 1970 godine. Prema dostupnim podacima (17) ova proizvodnja iznosi oko milion tona godišnje. Kod proizvodnje ove vrste cementa, uz upotrebu otpadnog fosfo gipsa, odnosno umjesto njega sulfo gipsa, koriste se i ostale komponente čiji udio, kao promjer, predstavljaju podaci navedeni u tabeli 1.6 (2).

Tabela 1.6 Sastav sirovine, mineraloški sastav proizvoda dobijenog sinterovanjem sirovine i čvrstoća

na pritisak kalcijum sulfo aluminatnog cementa Sastav sirovine (smješe),mas. %

Ts*(oC) Mineraloški sastav proizvoda

nastalog sinterovanjem W/S** Čvrstoća na

pritisak (MPa)''''

1d 7d 28d

Krečnjak 34,72 Fosfogips 33,54 Boksit 22,14 Pepeo 9,60

1200 3CaO.3Al2O3.CaSO4 4CaO.2SiO2.CaSO4 CaSO4

0,4 49,3 67,1 76,2

Krečnjak 34,72 Fosfogips 33,54 Boksit 22,14 Zgura 9,60

1200 3CaO.3Al2O3.CaSO4 4CaO.2SiO2.CaSO4 CaSO4

0,4 35,4 51,4 58,2

Krečnjak 34,72 Fosfogips 33,54 Boksit 22,14 Glina 9,60

1200 3CaO.3Al2O3.CaSO4 4CaO.2SiO2.CaSO4 CaSO4

0,4 49,5 61,7 69,7

* temperatura sinterovanja ** odnos voda/proizvod nastao sinterovanjem *** očvrslog proizvoda dobijenog miješanjem vode i proizvoda nastalog sinterovanjem

Page 22: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

22

Osnovne mineralne komponente u kalcijum sulfo aluminatnom cementu (CSA) su anhidrovani kalcijum sulfo aluminat (4CaO·3Al2O3·CaSO4), dikalcijum silikat (2CaO·SiO2), gips(CaSO4·2H2O). Kalcijum oksid u cementu je vezan i ne pojavljuje se kao slobodna molekula. Kalcijum sulfo aluminatni cement ima karakteristike koje mu daju prednost u odnosu na portland cement:

• portland cement je veoma osjetljiv na onečišćenja u sirovini za proizvodnju, što nije slučaj sa kalcijum sulfo aluminatnim cementom (CSA cement),

• u CSA cementu nema prisustva dikalcijum i trikalcijum silikata koga sadrži portland cement, već sadrži kalcijum sulfo aluminat,

• fazu hidracije omogućava monosulfat hidrat ili trisulfat hidrat (etringit) u zavisnosti od težinskih odnosa kalcijum sulfo aluminata, kalcijeva hidroksida i kalcijeva sulfata,

• specifična površina je 350 m2/kg, min., • vrijeme stvrdnjavanja-početno vrijeme 25 minuta min., krajnje vrijeme

stvrdnjavanja 3 sata max., vrijeme stvrdnjavanja od 28 dana koje je potrebno za portland cement postiže se sa CSA cementom za 24 sata. To je posebno važno kod pojedinih opravki koje zahtijevaju kratko vrijeme stvrdnjavanja betona (piste aerodroma, autoputevi, mostovi i dr.)

• jačina sabijanja (MPa, min.)- 33,0(1 dan), 42,5 (3 dana), 45,0 (28 dana), • čvrstina na lom (MPa, min.): 6,0 (1 dan), 6,5(3 dana), 7,0 (28 dana), • vodonepropustan, • otporan na mraz, • otporan na koroziju, odnosno sprečava koroziju materijala (željeza u armaturi i dr.), • niske je alkalnosti. • Ova vrsta cementa je veoma pogodna sa stanovišta zaštite životne sredine. Poznat je

kao «zeleni» cement. Kod proizvodnje 1 tone cementa emituje se 216 kg CO2 što je smanjenje oko 62% u odnosu naproizvodnju portland cementa. Zbog niže temperature kod proizvodnje CSA cementa nastaje manja emisija oksida azota. Beton proizveden iz CSA cementa je ekološki pogodniji 2 do 6 puta nego beton proizveden od portland cementa.

Kalcijum sulfo aluminatni cement je posebno interesantan jer: • prisustvo onečišćenja u sirovinama za proizvodnju nema uticaja na kvalitet cementa, • kod proizvodnje klinkera je značajna ušteda u potrošnji energije u odnosu na portland

cement jer je temperatura proizvodnje niža za 2000C, • nastali klinker je gladak i trošan, tako da je potrebna manja potrošnja energija za

njegovo mljevenje • ovaj cement se, po prirodi, širi, odnosno povećava se zapremina hidracijom, tako da

je idealan za proizvodnju betona niske poroznosti i malog skupljanja (3). • Za proizvodnju ove vrste cementa koriste se «otpadni» materijali.

Kalcijum sulfo aluminatni cement ima široku promjenu:

Page 23: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

23

Koristi se za proizvodnju betona dobrih karakteristika kao što je otpornost na mraz, nepropustnost idr. Koristi se za izradu različitih cijevi i proizvoda široke upotrebe, za izgradnju morskih dokova, mostova, podzemnih zidova, u rudarstvu, izgradnju autoputeva, aerodromskih pista, za kapsuliranje opasnog otpada i dr.

Ova vrsta cementa se, takođe, koristi za:

• različite popravke (mostova, aerodromskih pista, parkirališta id r.) • različite odlivke od betona kao što su cijevi i drugi elementi, • crijep, cementno mlijeko, cementna ljepila, • ravnanje različitih podova, • proizvodi za rudnike kao što su podgrade za sigurnost u rudniku, • plasteri, malteri, materijali za izradu dobara šire upotrebe, • speciajalni adhezivi. Kalcijum sulfo aluminatni cement je posebno pogodan za proizvodnju maltera koji se brzo stvrdnjavaju i kod niskih temperatura. U praksi je često neophodno vršiti opravke kao što su mostovi ivičnjaci puteva, puteve i dr. gdje je nophodno da se malter koji se koristi veoma brzo stvrdne, nezavisno od spoljne temperature. Te osobine pokazuje kalcijum sulfo aluminatni cement koji se brzo stvrdnjava i kod spoljnih temperatura koje su blizu nule. Podaci koje navode u svome istraživanju Ambroise i Pera (14) pokazuju da ova vrsta cementa, korišćena za proizvodnju maltera, pokazuje veoma dobre karakteristike i kod temperatura od 5oC, odnosno dolazi do brzog stvrdnjavanja, što je veoma važno za pojedine radove u građevinarstvu.

Kalcijum sulfo aluminatni cement ima široku komercijalnu upotrebu. Neke od primjena ovoga cementa, pored ranije navedenih primjena, sadrže fotografski snimci jednog od proizvođača cementa.

Slika 1.5

CSA ekspanzioni aditiv za beton

Page 24: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

24

Slika 1.6

CSA cement sa visokom inicijalnom i finalnom tvrdoćom

Slika 1.7 CSA cement kao redukcioni agent skupljanja betona

Slika 1.8 CSA cement niskog alkaliteta

Page 25: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

25

Slika 1.9 CSA cement kao adheziv za pločice i cementno mlijeko

Slika 1.10 CSA cement kao matrijal za ravnanje

Slika 1.11

CSA binder (cement)

Kalcijum sulfo aluminatni cement (CSA) se prvi put pominje 1930 godine u jednom francuskom patentu. Značajnija komercijalna proizvodnja ovoga cementa je počela 70-ih i 80-ih godini dvadesetog vijeka. Kao osnovne sirovine kod proizvodnje ovoga cementa koriste se gips, krečnjak, leteći pepeo iz termoelektrana na ugalj i boksit.

Page 26: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

26

Proizvodnja cementa se obavlja u pećima na temperaturi od 1250o C. CSA cement, pored ostalih prednosti nad portland cementom, ima prednost sa ekološkog stanovišta: temperatura proizvodnje je niža a time i manja emisija ugljen dioksida po toj osnovi, kao i manja upotreba kalcijeva karbonata i oslobađanja ugljen dioksida po toj osnovi, proizvodi se iz “otpadnih“ matrijala, čime se štede prirodni resursi i deponijski proctor za odlaganje gipsa koji nastaje u procesu odsumporavanja dimnih gasova u termoenergetskim postrojenjima. Upotreba letećeg pepela iz procesa izgaranja uglja, ili materijala koji nastaje u procesu izgaranja u fluidiziranom sloju, sintetskog gipsa dovodi do manje emisije ugljen dioksida i smanjenje potrošnje energije u odnosu na proizvodnju Portland cementa (13). 1.6.1 Karakteristike kalcijum sulfo aluminatnog cementa (CSA) Najznačajnije karakteristike CSA cementa su:

• specifična površina 350 m2/kg, • vrijeme stvrdnjavanja : početno vrijeme nije manje od 25 minuta, krajnje nije

duže od 3 sata, • stezanje (očvršćavanje) betona je dosta brzo i ono se dešava u toku 2-3 sata kod

normalnih temperatura, • beton ima veliku čvrstoću, što pokazuju podaci, koje navodi firma OREWORD, u

sljedećoj tabeli:

Tabela 1.7 Vrijednosti čvrstoća CSA cementa (betona)

Tip betona

Indeks CSA725 CSA825 CSA925 CSA1025

Čvrstoća sabijanja ,MPa

1d 3d

60.5 72.5

63.5 82.5

65.5 92.5

70.5 102.5

Čvrstoća naprezanja, MPa 1d 3d

7.5 8.2

8.0 8.8

9.0 9.9

10.0 11.5

• beton ima malo širenje i malo skupljanje kod njegovog stvrdnjavanja, što

pokazuju podaci, koje navodi firma OREWORD, u sljedećim tabelama :

Page 27: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

27

Tabela 1.8

Stepen širenja betona

Uslovi u kojima je beton

3 d

7d

14d

28d

60d

U vodi +0.0690 +0.0697 +0.0763 +0.0763 +0.0763

U suvom vazduhu -0.104 -0.139 -0.174 -0.208 -0.215

Tabela 1.9

Stepen skupljanja bertona, odnos prema Portland cementu

vrsta cementa Ratio 3d 7d 28d 60d 120d

Portland cement 1:3:0.5 0.163 0.298 0.656 0.804 0.853

Kalcijum sulfo aluminatni cement 1:3:0.5 0.060 0.094 0.174 0.238 0.256

• cement je sa nižom pH vrijednost (slabo alkalan) nego Portland cement, tako da mu je pH vrijednost 10,5-11, dok je kod Portland cementa pH vrijednost 13,

• ne dovodi do značajnije korozije čeličnih konstrukcija (armature), • propustnost betona je mala i kod pritiska od 30 kg/cm2 ne propušta vodu, • može se koristiti do temperatura od 100oC, • dugi period stabilnosti čvrstoće, što pokazuje sljedeća tabela:

Tabela 1.10

Stabilnost čvrstoće betona Čvrstoća (Mpa)

Betonska smješa 1 mjesec 3 mjeseca 6 mjeseci 1 godina 2 godine 6 godina

1:1.33:2.71:0.42 41.5 45.0 49.0 51.9 52.3 55.1

1:1.69:3.69:0.50 36.1 38.8 41.3 43.1 45.1 46.7

1:2.30:4.58:0.62 31.18 33.3 34.3 35.4 37.9 39.8

• otporan je na koroziju kod većeg sadržaja sulfata, soli magnezijuma, soli natrijuma, tako

da je koeficijent otpora na koroziju iznad 1. • cement je finijih kristala, u odnosu na portland cement • finijih čestica, u odnosu na portland cement, • veće površine, • drugačiji hemizam nastanka nego kod portland cementa, • stabilniji, • drugačiji proces hidratacije nego kod portland cementa.

Page 28: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

28

1.6.2 Sastav kalcijum sulfo aluminatnog cementa (CSA) Osnovni mineraloški sastav kalcijum sulfo aluminatnog cementa je :

• anhidrovani kalcijum sulfo aluminat ( 4 CaO.3Al2O3.CaSO4), • dikalcijum silikat (2CaO.SiO2), • gips (CaSO4.2H2O).

Kalcijum oksid (kreč) u cementu je vezan, a ne slobodan. Time se snižava alkalitet CSA cementa tako da se pH kreće u granicama 10,5-11, dok je pH vrijednost portland cementa oko 13, tako da je on mnogo alkalniji od CSA cementa. Niži alkalitet SCA cementa smanjuje mogućnost reakcija alkalnih agregata. To je posebno važno kada je beton izložen vlagi. Reakcija nastanka CSA cementa je sljedeća: 4CaO.3Al2O3.SO3 + 8CaSO4 + 93 H2O 3(CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O) Ova reakcija je brza, što je nepovoljno u praktičnom radu, zato se cementu dodaju sredstva za usporavanje brzine reakcije. Kao usporivači(retarderi) reakcije se koriste fosfono alkil karboksilna kiselina ili njene soli. Kao sredstvo za usporavanje reakcije može da posluži dodatak portland cementa. U prilogu, kao primjer, se navodi elementarna analiza cementa i uslovi i karakteristike CSA cementa. Izgled CSA cementa je dat na sljedećoj slici.

Slika 1.12 Izgled kalcijum sulfo aluminatnog cementa

Page 29: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

29

1.7 Portland cement

Kod proizvodnje portland cementa iz osnovnih komponenata nastaje međuproizvod klinker. Za konačni proizvod- cement neophodno je dodati 5-6 % gipsa. Osnovna uloga dodatog gipsa je da uspori stvrdnjavanje betona. Gips usporava reakciju hidratacije trikalcijum aluminata (3CaO.Al2O3) koja može da bude ekstremno brza. Pri tome se stvara hidratisani sulfoaluminat-etringit 3CaOAl2O3.3CaSO4.32H2O koji se taloži na površini granula 3CaO.Al2O3 usporavajući dalji proces hidratacije. Priprema gipsa iz procesa odsumporavanja za upotrebu u industriji portland cementa zahtijeva svođenje sadržaja vode u dozvoljene granice i eventualno izdvajanje čvrstih čestica krečnjaka i čestica uglja. Samim tim proces pripreme izdvojenog gipsa za upotrebu u industriji cementa je jednostavniji i jevtiniji. U nekim slučajevima je dovoljno da se gips oslobodi suviška vode i da ide direktno u proizvodnju cementa. Portland cement se danas proizvodi i koristi u najvećem obimu u čitavom svijetu. Obzirom na jednostavnu tehnologiju proizvodnje, dostupne i relativno jevtine sirovine, kao i svoje dobre karakteristike ovaj cemenat se koristi još od davnih vremena. Klinker kod proizvodnje portland cementa se miješa sa 5-6% gipsa koji ima ulogu da uspori proces stvrdnjavanja betona što je neophodno kod njegove upotrebe u građevinarstvu i kod proizvodnje pojedinih betonskih elemenata. Osnovne sirovine za proizvodnju portland cementa su kalcijum karbonat, silicijum dioksid, aluminijum oksid i feri trioksid, odenosno sirovine koje sadrže ova jedinjenja (krečnjak, glina, laporac i dr.).

1.8 Uticaj proizvodnje cementa na životnu sredinu Proces proizvodnje cementa, u svim fazama proizvodnje, može da ima značajan nepovoljni uticaj na životnu sredinu. Kod proizvodnje portland cementa koristi se 2% ukupno globalno potrošene energije, odnosno 5% industrijske potrošnje energije. Pri ovoj proizvodnji emituje se 5% globalne antropogene emisije ugljen dioksida (16). Pri procesu proizvodnje, kao najznačajniji polutanti, nastaju čvrste čestice (prašina), ugljen dioksid i gasovi kod sagorijevanja fosilnih goriva. Osim toga ova proizvodnja stvara buku i vibracije koji nepovoljno utiču na radnu i životnu okolinu.

A) Nastanak čvrstih čestica je u procesu pripreme sirovina, u gasovima koji nose cement u rotacionoj peći, kao posljedica rada mlinova i direktno iz uređaja za transport cementa (različiti konvejeri). Radi toga svi transportni uređaji moraju biti u zatvorenom sistemu, tako da se gasovi sa česticama,

Page 30: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

30

zajedno sa gasovima iz rotacione peći vode na elektrostatski precipitator za izdvajanje čestica. U većini zemalja standard emisije čestica u dimnom gasu je 30 mg/m3. Neophodno je, što se i koristi kod modernih cementara, koriđćenje efikasnih uređaja za otprašivanje. Izdvajanje čestica klinkera iz gasa ima istovremeno veliko ekološko i ekonomsko značenje.

B) Emisija ugljen dioksida kod proizvodnje cementa se pojavljuje direktno kod

termičkog tretmana kalcijum karbonata, u rotacionoj peći, pri čemu nastaje kalcijum oksid-kreč i ugljen dioksid. Osim toga dio ugljen dioksida nastaje kod procesa spaljivanja fosilnih goriva koja se koriste kod ove proizvodnje. Industrija cementa je drugi najveći emiter ugljen dioksida, obzirom da je energetika najveći antropogeni emiter ovoga gasa (računa se da industrija cementa emituje 5% ukupne globalne antropogene emisije ovoga gasa). Kod proizvodnje 1 tone cementa (portland) emituje se 900 kg ugljen dioksida (60% iz hemijskog procesa i 40% iz procesa izgaranja goriva). Danas se pokušava smanjiti ova emisija preko zamjene sirovina kod proizvodnje cementa kao što je proizvodnja kalcijum sulfo aluminatnog cementa gdje je emisija ugljen dioksida manja do 30%. To ima veliko značenje obzirom na probleme koje stvara ugljen dioksid u sistemu zemljina površina atmosfera preko efekta staklene bašte.

C) Emisija oksida azota je značajna kod ove proizvodnje. Zbog visokih

temperatura u rotacionoj peći dolazi do nastanka termalnih oksida azota. Količana nastalih oksida azota direktno zavisi od temperature u peći. Pri tone nastaje, od ukupnih oksida azota, 95% NO i 5% NO2. Njihovo ukupno učešće u gasu iz peći je oko 5%. Evropski standardi za ova postrojenja je 0.50 g/m3 za nova postrojenja i 0.80 g/m3 za postrojenja koja su već u radu. Zbog toga je neophodno koristiti tehnološke postupke za smanjenje emisije. Jedan od postupaka koji se primjenjuje i zadovoljava ove kriterijume je selektivna nekatalitička redukcija NO (SNCR).

D) Sumpor dioksid nastaje u procesu u rotirajućoj peći iz sumpora i njegovih

jedinjenja koje sadrži sirovina za proizvodnju klinkera i iz goriva koje se koristi u radu. Sirovine koje se koriste mogu da sadrže pojedine sulfate i sulfide. U najvećem obimu su sulfidi koji kod temperature, u predgrijaču, od 370-420o C dovode do nastanka sumpor dioksida. Očekuje se količina sumpor dioksida od 1,2 g/m3 gasa.

E) Ugljen monoksid se pojavljuje u izlaznim gasovima iz rotacione peći.

Emisija ovoga gasa je najčešće posljedica prisustva organskih materija u sirovini. Ovi organski materijali se u predgrijaču prevode u CO i CO2. Prisustvo ugljen monoksida i organskih gasova ne zavise od procesa izgaranja u peći.

F) Dioksini i furani mogu da se pojave u manjim koncentracijama kod

proizvodnje klinkera. Temperaturna distribucija i rezdentno vrijeme u peći je

Page 31: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

31

povoljna za destrukciju organskih jedinjenja koje se unose u peć bilo preko goriva ili sirovine. Iz tih razloga nastaju u malim količinama polihlorirani dibenzo-p-dioksini (dioksini) i dibenzofurani (furani) koji se pojavljuju u izlaznim gasovima rotacione peći.

G) Polihlorirani aromatski ugljovodonici mogu da se pojave u malim

koncentracijama u izlaznom gasu rotacione peći. Uglavnom je to naftalen. Nastaje u najvećem obimu iz organskih materija koje se unose u sirovini. Pri destrukciji organskih materija u sirovini mogu da se pojave u manjem obimu benzen, toluen, etil benzen i ksilen.

H) Gasoviti anorganski hloridi i fluoridi emituju se u malom obimu, a u

zavisnosti od vođenja procesa proizvodnje klinkera. Kada su u pitanju fluoridi koje sadrži sirovina, oni se obićno vežu u klinkeru. Međutim, ultra fine čestice koje prolaze kroz gasne filtere mogu da dovedu do emisije malih koncentracija gasovitih fluorida u atmosferu.

I) Emisija teških metala u atmosferu se u nekim slučajevima pojavljuje, u

zavisnosti od sirovina koje se koriste u procesu proizvodnje i temperature koja se ostvaruje u rotacionoj peći za proizvodnju klinkera. Kod korišćenja pojedinih glina i krečnjaka može doći, preko emitovanih gasova, do emisije teških metala kao što su talijum, kadmijum i živa koji su izrazito toksični metali.

Page 32: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

32

2. Sirovine za proizvodnju portland i kalcijum sulfo aluminatnog cementa, količine i njihov kvalitet

Za proizvodnju portland i kalcijum sulfo aluminatnog cementa u Ugljeviku koristiće se sljedeće osnovne sirovine:

• Gips iz procesa odsumporavanja dimnih gasova u Termoelektrani Ugljevik, • leteći pepeo iz Termoelektrane Ugljevik, • krečnjak , • boksit. • glina ili laporci

2.1. Gips Za proizvodnju cementa koristiće se gips koji nastaje iz procesa odsumporavanja dimnih gasova u Termoelektrani Ugljevik. Gips koji se dobija u procesu odsumporavanja dimnih gasova u termoenergetskim postrojenjima poznat je kao ODG- gips ili sulfo gips. Definiciju ovoga gipsa, u okviru Evropske Unije i OECD, je dao EUROGYPSUM, krovna organizacija za industrije gipsa. Ova definicija, koju su usvojile sve evropske organizacije, glasi: „Gips dobijen odsumporavanjem dimnih gasova (ODG-gips, sulfo-gips, desulfo-gips) je vlažan, konačno odvojen i kristalan kalcijum sulfat dihidrat (CaSO4 x 2H2O ), visoke čistoće. On nastaje u toku mokrog procesa odsumporavanja u pažljivo kontrolisanim uslovima krečnjačko/krečnog procesa poslije oksidacije vazduhom i naknadnom obradom gipsa.“ EPA je 21 juna 2010 godine predložila nacionalna pravila za bezbjedno odlaganje i tretman otpadnih materijala koji se pojavljuju kod termoenergetskih postrojenja na ugalj. Ovi predlozi ne uključuju nastali gips kod procesa odsumporavanja dimnih gasova a koji se dalje komercijalno koristi. EPA je utvrdila da je korišćenje sintetskog gipsa za proizvodnju panela i drugih proizvoda sigurno i pogodno sa stanovišta zaštite okoline. EPA konstantuje da je « upotreba ODG gipsa kod proizvodnje gipsanih panela smanjuje potrebu za rudarskom proizvodnjom mineralnog gipsa, čime se štede prirodni resursi i energija koja bi se koristila kod rudarske eksploatacije gipsa». Ovo pokazuje da se u Evropskoj Uniji ODG-gips valorizuje kao identičan prirodnom gipsu. ODG-gips je sada legalno prihvaćen kao produkt po evrpskoj (EU) i međunarodnoj (OECD) legislativi, tako da više nije na popisu otpadnog materijala. Industrija prerade i korišćenja gipsa zahtijeva da kvalitet ODG-gipsa (sulfo-gipsa) bude takav da se iz njega mogu dobiti proizvodi istog kvaliteta kao i proizvodi

Page 33: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

33

proizvedeni iz prirodnog gipsa . Kao primjer, naveden u tabeli 2.1, daje se specifikacija kvaliteta ODG-gipsa po zahtjevima industrije za preradu gipsa. U tabeli 2.2 naveden je hemijski sastav ODG-gipsa (TE „Scholven“ koji nastaje po tehnologiji odsumporavanja koja će se koristiti u Termoelektrani Ugljevik, tako da se može očekivati sličan kvalitet nastalog gipsa) i prirodnog gipsa (Rigips Ltd) upoređeni sa zahtjevanim vrijednostima za ODG-gips.

Tabela 2.1 Specifikacija kvaliteta ODG-gipsa po zahtjevima industrije gipsa

R.br. Karakteristika kvaliteta Jedinica Vrijednost 1. Vlažnost % < 10 2. Stepen čistoće R % >95% 3. pH vrijednost 5-8 4. Boja (stepen bjeline) % >80 5. Miris Neutr. kao

prir. gips 6. Prosječna veličina zrna (ostatak na situ 32µm) % > 60

Primjese (max.∑ 5,28%) od čega :

% <5

-magnezijum oksid ...... MgO, rastvorljiv u vodi % <0,10 - natrijum oksid ....Na2O, rastvorljiv u vodi % <0,06 -hlorid ...... Cl- , rastvorljiv u vodi ppm <100 -kalcijum sulfit ..... CaSO3

x 0,5 H2O % <0,50 -oksidabilni organski sastojci čađ, leteći koks (kao C) % <0,10 -aluminijum oksid.......Al2O3 % <0,30 -gvožđe III oksid .......Fe2O3 % <0,15 -silicijum dioksid......SiO2 % <0,25 -kalcijum i magnezijum karbonat ...CaCO3+MgCO3 % <1,50 -kalijum oksid......... K2O, rastvorljiv u vodi % <0,06

7.

-amonijak i nitrat.....NH3 + NO3- % 0

8. Elementi u tragovima : Saglasno propisima, smiju biti samo u količinama koje nisu opasne i radioaktivne

Tabela 2.2 Hemijski sastav ODG-gipsa (TE „Scholven“) i prirodnog gipsa (Rigips Ltd)

upoređeni sa zahtjevanim vrijednostima za ODG-gips Osobine +sastav Jedini

ca ODG-gips TE „Scholven“

Prirodni gips (Rigips Ltd)

Zahtjevane vrijednosti za ODG-gips

Vlažnost % 5,000 1,000 10,000 Stepen čistoće % 97,000 85,000 95,000 pH-vrijednost 7,400 7,000 5-8 Prosječna veličina zrna (ostatak na situ 32µm)

% 85,000 60,000

MgO, rastvorljiv u vodi % 0,005 0,010 0,100 Na2O, rastvorljiv u vodi % 0,002 0,005 0,060

Page 34: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

34

K2O, rastvorljiv u vodi % 0,001 0,005 0,060 Cl-, rastvorljiv u vodi % 0,008 0,003 0,010 CaSO3 x 0,5 H2O % 0,020 Nema 0,500 Oksidabilni organski sastojci % 0,010 0,060 0,100 Al2O3 % 0,060 0,300 0,300 Fe2O3 % 0,120 0,200 0,150 SiO2 % 0,900 2,000 2,500 CaCO3 + MgCO3 % 1,500 12,000 1,500 Iz tabele se vidi da ODG-gips ispunjava zahtjeve kvaliteta gipsa, a njegove karakteristike su slične onim kod prirodnog gipsa. Izuzetak je čitoća (sadržaj CaSO4 x 2H2O) koja je viša kod ODG-gipsa, nego kod prirodnog mineralnog gipsa, koji takođe sadrži i drugih minerala kao inertnog materijala. Mineraloški sastav ODG-gipsa zavisi od uslova rada i načina sagorijevanja uglja u kotlu, pa ODG-gips može sadržavati do 6% po masi primjesa, kao staklastih čestica letećeg pepela (od 0,1 do 0,2% po masi) ili kao kristalnih ili amorfnih primjesa adsorbenata. To su uglavnom silikati, glina, kvarc, hematit, dolomit, siderit, magnezit (max.do 5% po masi) kalcit (max. do 5% po masi) i tragovi sekundarnih formacija kalcijum fluorida (CaF2), kalcijumhlorida (CaCl2) i kalcijum sulfit poluhidrata (CaSO3 x 0,5 H2O ). Sve ove komponente bitno ne utiču na kvalitet gipsa koji se koristi kod proizvodnje kalcijum sulfo aluminatnog cementa. Količine gipsa koje se očekuju kod procesa odsumporavanja dimnih gasova u Termoelektrani Ugljevik su, obzirom na koncentraciju sumpor dioksida u dimnim gasovima, u količinama koje će zadovoljiti potrebe proizvodnje 600 000 t/godini kalcijum sulfo aluminatnog cementa. Sagledavanje količine očekivanog gipsa pokazuju sljedeće (7). Termoelektrana Ugljevik za proizvodnju električne energije koristi mrki ugalj koji je sa visokim sadržajem sumpora. Pregled godišnje potrošnje uglja u Termoelektrani Ugljevik sadrži tabela 2.3.

Tabela 2.3 Pregled godišnje potrošnje uglja u Termoelektrani Ugljevik i sadržaj sumpora

Godina Utrošak uglja (t) % Sukupni u uglju*

2004 1.138.000 4,25 2005 1.053.000 4,36 2006 1.523.000 4,36 2007 1.650.821 4,52 2008 1.701.091 4,52 2009 1.873. 978 4,52 2010 1 343 107 3,70

* Sadržaj sumpora određivan svakodnevno u laboratoriji Termoelektrane Ugljevik i predstavlja godišnji prosjek svih analiza. Prosječne vrijednosti hemijskog sastava uglja koji se koristi u Termoelektrani Ugljevik sadrži tabela 2.4.

Page 35: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

35

Tabela 2.4 Karakteristike uglja koji se koristi u Termoelektrani Ugljeviku

Komponenta % težinski Ugljenik 28.75 Pepeo 25.34 Vlaga 29.35 Vodonik 2.82 Sumpor 4.67 Azot 0.53 Kiseonik 8.54

Karakteristike dimnog gasa koji se emituje iz Termoelektrane Ugljevik, sadrži tabela 2.5.

Tabela 2.5 Karakteristike dimnog gasa Termoelektrane Ugljevik Količina gasa(vlažan) 1,460,000 m3 N/h vlažan Temperatura gasa 192o C Pritisak gasa 0 mmH2O Voda 9.19 % zapremine SO2 25,000 mg/m3 N suv NO2 600 mg/m3 N suv O2 6% zapremine CO2 14.04% zapremine HCl 60 mg/m3 N suv HF 60 mg/m3 N suv Prašina 150 mg/m3 N suva

Tabela 2.6 Količine nastalog sumpor dioksida u Termoelektrani Ugljevik

Godina Nastaje SO2 (t)

Emisija SO2 (t)

SO2 (t) za odsumporavanje

2004 96730 91 893 90 376,7 2005 91821 87 230 85 790,7 2006 132805 126 165 124 083,3 2007 149234 141 772 139 432,7 2008 153778 146 089 143 678,5 2009 169406 160935 157716 2010 108358,7 108358,7 108358,7

Page 36: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

36

Tabela 2.7 Očekivana količina gipsa iz procesa odsumporavanja dimnih gasova u TE Ugljevik

Godina SO2 t/godini za odsumporavanje

Količina nastalog gipsa t/godini

2004 90 376,7 242 887,4 2005 85 790,7 230 562,5 2006 124 083,3 333 473,8 2007 139 432,7 374 725,4 2008 143 678,5 386 135,9 2009 157716 423 861,6 2010 108 358,7 291212,1 Kao što prezentirani podaci pokazuju proces odsumporavanja dimnih gasova će obezbijediti dovoljnu količinu gipsa očekivanog zadovoljavajućeg kvaliteta, obzirom na predviđenu tehnologiju odsumporavanja koja će se koristiti u Termoelektrani Ugljevik.

2.2 Leteći pepeo iz Termoelektrane Ugljevik Obzirom na prosječni sadržaj pepela u uglju od 25,34% i potrošnju uglja na godišnjem nivou od 1.873. 978 tona (u 2009 godini) u procesu se očekuje oko 476 866 t/godini pepela. To su količine koje su više nego potrebne za proizvodnju 600 000 t/godini cementa. Osnovne karakteristike pepela koji nastaje iz uglja sadrži tabela 2.8, a detaljna ispitivanja pepela Aneks 1(4). Sadržaj prirodenih radionukleida u uzorcima pepela Termoelektrane Ugljevik sadrži tabela 2.9 (5).

Tabela 2.8 Hemijski sastav pepela koji nastaje u Termoelektrani Ugljevik

Jedinjenja % SiO2 31.97

Fe2O3 11.89 Al2O3 17.09 CaO 15.08 MgO 3.62 Na2O 0.62 K2O 1.30 P2O5 0.19 TiO2 0.58 SO3 17.46

Page 37: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

37

Ispitivanje stepena radioaktivnosti pepela koji nastaje u procesu sagorijevanja u Termoelektrani Ugljevik, izvršena od strane Mašinskog fakulteta Univerziteta u Sarajevu, Instituta za procesnu tehniku, energetiku i tehniku sredine (5) pokazuju podaci navedeni u sljedećoj tabeli.

Tabela 2.9 Sadržaj prirodenih radionukleida u uzorcima pepela Termoelektrane Ugljevik

Radioaktivni niz Radionukleid Aktivnost u Bqkg-1

Niz U-223 Ra-226 Pb-214 Bi-214

184,93 + 9,76 201,81 + 6,36 165,29 + 10,10

Niz Th-232 Ac-228 Th-208

62,29 + 6,44 63,05 + 5,25

Prirodni kalijum K-40 448,58 + 33,31 2.3 Krečnjak Krečnjak koji se planira koristiti kod proizvodnje kalcijum sulfo aluminatnog cementa će se eksploatisati iz rudnika krečnjaka Vučjak- Ugljevik. Prosječni hemijski sastav krečnjaka sadrži tabela 2.10, a detaljne podatke o krečnjaku sadrži Aneks 2(6).

Tabela 2 .10 Hemijski sastav krečnjaka

Komponenta Sadržaj (% težine) CaCO3 85,62 Fe2O3 1,15 Al2O3 2,65 MgO 0.431 SiO2 8,96 CaO 47,97

Mg CO3 0,901 K2O 0,241 Na2O 0,043 P2O5 0,040 Mn 165 ppm Zn 22 ppm Cu 24 ppm Co 15 ppm

TiO2 1670 ppm Cr 21 ppm Pb 45 ppm Ni 50 ppm Cd 3 ppm

Zapreminska težina 1,2t/m3 Veličina čestice <100mm

Page 38: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

38

2.4 Boksit Proizvodnja boksita je u Rudniku boksita Milići koji je udaljen oko 80 km od Ugljevika. Proizvodi se boksit koji se koristi za proizvodnju glinice u Zvorniku. Godišnja proizvodnja je na nivou 300 000 tona glinice. Kapacitet rudnika je takav da može obezbijediti dovoljne količine boksita za proizvodnju 600 000 t/godinu kalcijum sulfo aluminatnog cementa. Osnovne karakteristike boksita iz Rudnika boksita Milići su prezentirani u tabeli 2.11.

Tabela 2.11 Hemijska analiza prosječnog četvoromjesečnog uzorka samljevenog boksita

(decembar 2010- januar, februar, mart 2011) g.ž. (%) 12.68 Al2O3 (%) 53.25 SiO2 (%) 5.36 MSi 9.93 Fe2O3 (%) 24.60 TiO2 (%) 2.53 CaO (%) 1.09 ZnO (%) 0.005 P2O5 (%) 0.111 V2O5 (%) 0.049 MnO (%) 0.063 F (%) 0.010 C org (%) 0.056 CO2 (%) 0.62

2.5 Glina, laporci Struktura krovinskih litoloških članova na području površinskog kopa Ugljevik-Istok ( po vertikalnom geološkom stubu) bila je sledeća:

1. Glinoviti laporci.................................................61,0% 2. Gline (laporovite i šljunkovite)..........................19,0% 3. Laporci................................................................9,4% 4. Krečnjaci.............................................................8,4% 5. Ugljevite gline.....................................................1,2% 6. Pješčari...............................................................1,2%

Okonturena količina otkrivke za površinski kop Ugljevik-Istok je 351.955.800 m3. Na osnovu rezultata istražnog bušenja u ukupnoj gore navedenoj količini otkrivke, laporac učestvuje sa 189.500.000 m3č.m. što iznosi 53,8%, glinoviti laporac 141.000.000 m3č.m., što iznosi 41,2%.

Page 39: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

39

Fizičko – mehanički parametri, na osnovu laboratorijskih ispitivanja za laporce i glinovite laporce su sledeći: Min-max/usvojeno Zapreminska težina KN/m3 14,01-22,14 / 20,60 Min-max/usvojeno Vlažnost W (%) 12,90-26,40/15-25 Neophodno je istaći da je u fazi pripreme projekat istraživanja količina i kvaliteta gline i laporaca u području Rudnika i termoelektrane Ugljevik. Projekat će se realizovati u toku 2012 godine, tako da će se obezbijediti kvalitetni podaci o ovoj sirovini kod proizvodnje portland cementa. Ranija istraživanja količina i kvaliteta krečnjaka iz rudnika krečnjaka pokazuje da je krečnjak kvaliteta koji odgovara standardima kod proizvodnje cementa. Osim toga, u pripremi je projekat istraživanja količina i kvaliteta krečnjaka na lokacijama Rudnika i termoelektrane Ugljevik, koji će se realizovati u 2012 godini. Ukoliko istraživanje pokaže da ima dovoljno krečnjaka zadovoljavajućeg kvaliteta, to će njegovu proizvodnju učiniti nešto jevtinijom kada je u pitanju njegova proizvodnja i transport do fabrike cementa.

Page 40: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

40

3. Tehnološki postupak proizvodnje portland i kalcijum sulfo aluminatnog cementa (CSA cement CSA Binder)

3.1 Proizvodnja portland cementa Proces proizvodnje portland cementa se može generalno podijeliti u nekoliko faza:

• prva faza: rudarenje i proizvodnja osnovnih sirovina koje učestvuju u proizvodnji cementa (80% krečnjak i 20% glina ili laporac),

• druga faza: mljevenje krečnjaka do finih čestica i dodatak ostalih komponenata (glina, laporac i dr.),

• treća faza: sušenje osnovnih sirovina, njihovo grijanje i dovođenje u rotacionu peć gdje kod visoke temperature dolazi do nastanka komponenata čiji pregled sadrži tabela 3.1.,

• četvrta faza: nastali proizvod-klinker se melje do finih čestica i dodaje gips da bi se dobio konačni proizvod-cement.

Tabela 3.1

Glavne mineralne komponente u portland cementu Jedinjenje Oznaka Hemijska formula Tipična koncentracija,

% Trikalcijum silikat C3S 3CaO SiO2 60-70 Dikalcijum silikat C2S 2CaO SiO2 10-20 Trikalcijum aluminat C3A 3 CaOAl2O3 5-10% Tetra kalcijum alumino-ferat

C4AF 4CaO Al2O3Fe2O3 3-8

U rotacionoj peći se dovode topli gasovi koji postepeno zagrijavaju smješu za proizvodnju klinkera. Smješa i topli gasovi se kreću protustrujno tako da se na kraju kretanja smješe postiže najveća temperatura. Sukcesivne hemijske reakcije se dešavaju u zavisnosti od temperature u kojoj se nalazi smješa:

• Kod temperature 70-110oC dolazi do isparenja slobodne vode koja je u smješi, • Kod temperature od 400-6000C minerali u glini se razlažu do svojih oksida,

najčešće do SiO2 i Al2O3. Dolomit prelazi u kalcijev karbonat, MgO i CO2 • Kod temperature 650-900oC kalcijum karbonat reaguje sa SiO2 i formira Ca2SiO4,

• Kod tempereture 900-1050oC zaostali kalcijum karbonat se razlaže do CaO i CO2, • Kod temperature 1300-1450oC dešava se parcijalno taljenje (20-30%) i nastali

belit reaguje sa CaO uz formiranje alita (Ca3O.SiO4). • Alit je karakterističan konstituent portland cementa. Da bi se reakcija završila

neophodno je temperatura od 1400-1450oC. Parcijalno taljenje dovodi do formiranja agregata promjera 1-10 mm.

Page 41: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

41

Hemizam kod proizvodnje portland cementa se može prikazati preko nekoliko temperatrurnih i vremenskih zona (11,12):

• zona 1: 0-35 min, 800-1110oC, dekarbonizacija, nastanak 3 CaOAl2O3 iznad 900oC, taljenje Al2O3 i Fe2O3 CaCO3 → CaO + CO2

• zona 2: 35-40 min, 1110-1300oC egzotermna reakcija i nastanak sekundarne silikatne faze 2CaO + SiO2 → 2CaOSiO2

• zona 3: 40-50 min, 1300-1450-1300oC sinterovanje i reakcija u talini uz nastanak tercijarnih silikata i tetra kalcijum alumino-ferata CaOSiO2 + CaO → 3 CaOSiO2 3CaOAl2O3 + CaO + Fe2O3 → 4CaOAl2O3Fe2O3

• zona 4: 50-60 min, 1300-1100oC hlađenje i mineralizacija različitih mineralnih faza koje su nastale u peći.

Šematski prikaz osnovnog tehnološkog postupka proizvodnje portland cementa je dat na slici 3.1. Na slici 3.2 dat je plan fabrike cementa (Layout) i na slici 3.3 šematski pikaz postrojenja. Na fotografiji datoj na slici 3.4 prikazan je izgled kompletne fabrike za proizvodnju cementa.

Slika 3.1 Osnovna šema tehnološkog postupka proizvodnje portland cementa

Page 42: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

42

Slika 3.2 Plan fabrike cementa (Layout)

Slika 3.3 Šematski prikaz postrojenja fabrike cementa Hercules Cement Plant

Page 43: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

43

Slika 3.4 Fotografski snimak kompletne fabrike cementa

Rotaciona peć je uvedena u proizvodnju klinkera 1885 godine i danas se koristi u 95% svjetske proizvodnje cementa. Izrađuje se od čelika sa unutrašnjom oblogom od vatrostalnog materijala. U okviru postrojenja u nagibu je od 1-40 i kod rada lagano rotira 0d 30-250 0brtaja/satu. Sirovinska smješa se unosi na vrh rotacione peći i lagano se kreće prema dnu peći. Sa suprotne strane se unosi gorivo koje proizvodi veliki koncentrični plamen prema kome se kreće smješa sirovina koja dostiže maksimalnu temperaturu. Nastali klinker se vodi u hladnjak koji istovremeno predstavlja izmjenjivač toplote pošto vrši zagrijavanje vazduha za sagorijevanje goriva. Osnovna šema rotacione peći je data na slici 3.5. Danas se koriste rotacione peći različitih dimenzija i kapaciteta. Koriste se peći dimenzija 5,8 x 225 m kapaciteta 3000 t/dan. Pored rotacione peći kao osnovnog dijela opreme za proizvodnju klinkera, koriste se:

• Predgrijači, • Hladnjak,

Page 44: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

44

• Mlinovi, • Ventilatori i • Uređaji za čišćenje izlaznog gasa.

Slika 3.5

Osnovna šema rotacione peći Hladnjaci, čija uloga je da ohlade klinker uz istovremeno zagrijavanje vazduha za sagorijevanje, su najčešće građeni kao rotacioni hladnjaci cilindričnog oblika. U hladnjak kaskadno pada klinker kroz koji prolazi vazduh koji, hladeći klinker, se zagrijava. Cilindrični hladnjaci, obično od 7-9 cilindara se pripajaju na peć tako da rotiraju zajedno sa rotacionom peći. Izgled rotacione peći sa hladnjacima je dat na slici 3.6. Danas se koriste i tzv. veliki hladnjaci koji brže hlade klinker i većeg su kapaciteta.

Slika 3.6 Izgled rotacione peći sa hladnjacima

Kod proizvodnje portland cementa koristi se značajna potrošnja energije:

• za proizvodnju klinkera u peći 1750 Kj/kg

Page 45: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

45

• termalni gubici, • potrošnja električne energije za mlinove i dr., • ukupno potrebna energija 3600 Kj/kg.

Pri ovim precesima nastaje ugljen dioksid:

• -~ 1 tona CO2 kod proizvodnje 1 tone cementa, • 0,08 t/ toni betona.

Kod ove proizvodnje se u pojedinim fazama koriste visoke temperature:

• predgrijač 20-900oC, prosjek 450oC, • kalcinator 900oC • rotaciona peć 900-140oC,

hlađenje klinkerea 1400-20oC Kao gorivo kod proizvodnje cementa koristi se ugalj, petrol koks, teška ulja, prirodni gas i rafinerijski gas, kao i pojedini otpadni materijali. Za ove potrebe je pogodan ugalj, tako da pojedini bituminozni ugljevi mogu ostvariti tempereturu u peći i do 2050oC, dok prirodni gas može da ostvari temperaturu do 1950oC. Pored navedenih goriva koriste se i pojedini otpadni materijali kao što su automobilske gume. Automobilske gume mogu da se direktno spaljuju ili se drobe u čestice veličine 5-10 mm i kao takve se ubacuju u komoru za spaljivanje. Čelik i cink iz gume se hemijski inkorporiraju u klinker. Primjer postrojenja koje koristi automobilske gume kod proizvodnje klinkera sadrži slika 3.7. Smatra se da su cementare, zbog svoga procesa rada i visokih temperatura, pogodne za spaljivanje pojedinih opasnih materijala. Međutim, kod spaljivanja otpadnih materijala može doći do do problema vezanih za zaštitu životne sredine.

Slika 3.7 Postrojenja koje koristi automobilske gume kod proizvodnje klinkera

Page 46: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

46

3.2 Proizvodnja kalcijum sulfo aluminatnog cementa Proizvodnja kalcijum sulfo aluminatnog cementa je tehnološki slična proizvodnji portland cementa. I kod ove proizvodnje se koristi slična oprema kao kod proizvodnje portland cementa uz nekoliko osnovnih tehnoloških faza:

• prva faza: rudarenje i proizvodnja osnovnih sirovina koje učestvuju u proizvodnji cementa (krečnjak, boksit, gips i silikat),

• druga faza: mljevenje krečnjaka i ostalih sirovina i njihovo blendiranje, • treća faza: sušenje osnovnih sirovina, njihovo grijanje i dovođenje u rotacionu

peć gdje kod visoke temperature dolazi do nastanka komponenata čiji pregled sadrži tabela 1.10,

• četvrta faza: nastali proizvod-klinker se melje do finih čestica i dodaje 15% gipsa da bi se dobio konačni proizvod-kalcijum sulfo aluminatni cement.

Osnovna šema ove proizvodnje je sljedeća: jevenje i proizvodnja homogenizacija sirovina ↓ Osnovne sirovine ↓ Priprema sirovina → Preiprema →Proizvodnja za peć aditiva klinkera ↓ Klinker ↓ Mljevenje i → Priprema → Završno sušenje aditiva mljevenje aditiva ↓ Cement U procesu hidratacije kalcijum sulfo aluminatni cement formira entringit. Retarder koji usporava reakciju je neka od fosfono alkil karboksilna kiselina ili njena so. Retarder se može pripremiti kao smješa koja se dodaje u cement ili se može uključiti u pripremi formulacije cementa.

Tabela 3.2 Osnovni mineralni sastav CSA cementa (Italcementi Alipre) C4A3S C2S CS Ostalo Alipre ≥ 58 ≤ 20 ≤ 7 ≤ 15

Page 47: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

47

Ovakav sastav cementa onemogućava razvoj hidratacionih procesa, za razliku od portland cementa, uz nastanak etringita koji utiče na proces stvrdnjavanja betona. Samim tim i osnovna reakcija nastanka etringita je sljedeća: C4A3S + 8CSH2 + 6CH + 74H → 3 C6AS3H32 Gdje je: C4A3S – kalcijum sulfo aluminat CSH2 –kalcijum sulfat CH- kalcijum hidroksid C2S – belit

Tabela 3.3 Osnovni hemijski sastav CSA cementa (različitih proizvođača)(16,17) Proizvođač CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 SO3 MgO Alipre(Italija) 36-41 ≤ 7 27-33 ≤ 1,5 12-16 ≤ 52 525 (Kina) 42 8,35 25,6 2,84 13,8 2,01 SAC(Kina) 40,92 11,16 24,41 2,29 14,66 2,89 Lafarge Barnstone (B2)

47 9,9 33,2 1 7,9

CSA(Mehta 3) 48,3 8,7 18,4 13,2 11,4 CSA(Mehta 5) 51,8 15,7 13,1 5 14,4 Specifična površina cementa je 4600 ± 250 cm2/g. Vrijeme stvrdnjavanja, minuta: Početno ≤ 25, krajnje ≤ 35. Osnovne karakteristike betona proizvedenog iz ovoga cementa su:

• visoka otpornost na koroziju, • stabilnost dimenzija, • niski efekat skupljanja.

Page 48: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

48

4. Ekonomski parametri proizvodnje 600 000 t/g cementa

4.1 Proizvodnja portland cementa Proizvodnju portland cementa u količinama od 600 000 t/g je tehnološki moguće realizovati u Ugljeviku obzirom na dostupnost sirovina i energije kojima raspolaže Opština Ugljevik. Osim toga i osnovni ekonomski pokazatelji opravdavaju ovu proizvodnju. Ti pokazatelji su sljedeći(10).

4.1.1 Snabdijevanje sa energijom

Rudnik uglja Ugljevik proizvodi mrki ugalj toplotne vrijednosti oko 10 000 kJ/kg. Za proizvodnju cementa se može koristiti mrki ugalj u količini od 50-70%, a ostatak bi se mogao koristiti petrol koks. Računa se cijena uglja 2 Eura/GJ. Postojeća Termoelektrana Ugljevik bi snabdijevala fabriku cementa sa električnom energijom čija je sadašnja cijena 0,087 Eura/kWh za dnevnu potrošnju i 0,042 Eura/kWh za noćnu potrošnju, odnosno prosječna cijena je 0,07 Eura/kWh. Ova cijena bi mogla da bude i niža.

4.1.2 Postrojenje za proizvodnju cementa

Novo postrojenje projektuje se za proizvodnju 600 000 tona/godinu cementa sljedećih klasa: 350.000 MT – 32,5 B II 200.000 MT – 42,5 Al 50,000 MT - 52,5 N Za proizvodnju se predviđa rotaciona peć kapaciteta 1800 tona/danu i mlin za mljevenje cementa kapaciteta 130-140 tona/satu. Ukoliko se želi veće korišćenje jevtinije noćne električne energije tada se projektuje mlin kapaciteta 180-200 t/h.

Page 49: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

49

4.1.3 Osnovne tehnološke karakteristike postrojenja za proizvodnju

cementa Osnovne karakteristike postrojenja za proizvodnju cementa sadrži tabela 4.1.

Tabela 4.1 Osnovne tehničke karakteristike postrojenja za proizvodnju cementa

Transport/ odlagač predhomogenizacije 600 t/h

Predhomogenizacioni ekstractor 250 t/h

Transport do hvatača čestica mlina 150-220 t/h

Transport sirovina 180 t/h

Mljevenje osnovnih sirovina 170 t/h

Transport do homogenizacionog silosa 200 t/h

Transport materijala do rotacione peći 140 t/h

Proizvodnja u rotacionoj peći 1.800 t/d

Transport do skladišta klinkera 140 t/h

Mljevenje uglja/petrol koksa 20 t/h

Snabdijevanje mlina klinkera 20-140 t/h

Snabdijevanje mlina gipsom 4-40 t/h

Snabdijevanje mlina krečnjakom 4-40 t/h

Mljevenje cementa 140 t/h

Skladište

Predhomogenizacija krečnjaka 30.000 t

Korektiv osnovnih sirovina i cementa 6.000 t

Ugalj i petrol koks 5.000 t

Cement 15.000 t

Klinker 40.000 t

4.1.4 Glavna oprema fabrike cementa Apron fider

• kapacitet: 120 t/h • materijal: laporac, ugalj i gips • veličina materijala: laporac drobljen 0-150 mm; ugalj iz rudnika Ugljevik, a gips

iz procesa odsumporavanja dimnih gasova u termoelektrani Ugljevik

Page 50: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

50

Mlin za ugalj sa dobošom za sušenje

• kapacitet: 27 t/h lignita (HGI 59,8) ili 12,5 t/h petrol koksa • veličina ulazne sirovine: < 30 mm • vlaga: lignita max 32% prije sušionika; petrol koksa max. 7% • nastali lignit sa sadržajem prašine max. 8- 10% R , 0,09 mm • petrol koks prašinast 2-3 % R, 0,09mm;

Traka za odlaganje sa odbacivačem

• materijal koji se transportuje: laporac i laporac i krečnjak • brzina operacije: 200 t/h maksimum • metoda rada: CHEVRON

Traka za odlaganje sa odbacivačem

• materijal koji se transportuje: laporac i laporac i krečnjak • brzina operacije: 130 t/h maksimum • metoda rada: CHEVRON

Transport materijala

• material koji se transportuje: laporac i laporac i krečnjak • brzina transporta: 130 t/h

Vertikalni roler mlin za sirovine

• kapacitet mljevenja: 170 t/h • veličina ulazne sirovine: 0-30 mm • sadržaj vlage u materijalu: max. 9% • rezidualni sadržaj vlage: max. 1% • finoća konačnog proizvoda: 15% R 90 μm • meljivost: max. 6,8 kWh/t mjereno na brojaču glavnog motora mlina

Vrećasti filter mlina osnovnih sirovina

• količina vazduha za izdvajanje čestica: 230.000 Nm3/h • vrsta čestica: čestice od sirovina • izdvajanje čestica: 80g/Nm3 • temperatura: 150°C

Rotaciona peć za za proizvodnju klinkera Tangencijalni silos za blending materijala

• materijal za punjenje: mljevene sirovine • usipna težina: 1,2 t/m3 • temperatura: 80°C • kapacitet: 5000 tona

Page 51: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

51

4.1.5 Osnovna oprema fabrike cementa Predgrijač-kalcinator

• 4 stepeni jedinični noseći sistem • visina sistema od centra peći: approx. 62 m • spojen sa kalcinatorom niske vrijednosti NOx sa sekundsrnim sistemom izgaranja • predgrijač ID fen; • brzina duvanja ID fena na ulazu 6500 m3/h kod 870 mbar i 330°C • pad pritiska 53,5 mbar

Rotaciona peć

• diametar: 3,8 x 58 m na tri nosača • brzina okretanja peći: min/max 0,65/4 okreta/min. • osnovno gorivo: mljeveni ugalj, lignit i petrol koks • kalorična vrijednost: lignita 2300 kcal/kg na bazi vlažnog uglja; petrol koks 8000

kcal/kg na bazi suvog materijala • proizvod klinker • izlazni proizvod: 1800 t/danu • potrošnja toplote: 800kcal/kg klinkera • kapacitet izgaranja: 180,5 GJ/h

Hladnjak klinkera

• kapacitet: 1800 t/danu • sa čekićastom drobilicom • ulazna temperature materijala: 1400°C • izlazna temperature materijala: 75°C veća od okolne • ukupna površina hlađenja: oko 50m2 • uključenje u postojeći objekat • efikasnost hlađenja: min.75%

Vrećasti filter za hlađenje klinkera

• sa izmjenjivačem toplote • količina gasa sa česticama klinkera: 100.000 Nm3/h • vrsta čestica: klinker • količina izdvojenih čestica: 20/50 g/Nm3 • temperatura: 120°C

Page 52: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

52

Horizontalni mlin sa kuglama za cement Mlin sa dvije separatorske komore

• kapacitet: 130 t/h • veličina ulaznog materijala: 0-30 mm • smješa ulaznog materijala: klinker-leteći pepeo-krešnjak • finoća nastalog proizvoda: 3200 cm2/g

Mašine za pakovanje cementa u vreće x 2

• 25 - 50kg vreće • kapacitet 50 t/h • 10 brizgalica 4.1.6 Cijena proizvodnje portland cementa

Ukupna investicije, bez uključenja opreme za rudnik krečnjaka, je do 156 400 000 KM ( 80 000 000 Eura). U tabeli 4.2 dati su osnovni normativi za proizvodnju klinkera i cementa. U tabelama 4.3, 4.4 i 4.5 su navedeni detaljni podaci o cijenama proizvodnje klinkera i cementa na bazi normativa koji su navedeni u tabeli 4.2.

Tabela 4.2

Osnovni normativi za proizvodnju klinkera i cementa

Proizvodnja klinkera 570.000 t/g Osnovni par. Količina/t, tona

F/K 1,6 Sirovine Vlaga Krečnjak 63% 7% 0,674 Laporac 33% 10% 0,363 Leteći pepeo 4% 0% 0,040 Ugalj mrki 50% 800 Kcal/kg 0,100 Petrolkoks 50% 800 Kcal/kg 0,50 Električna energija, proizvodnja i mljevenje

125 Kwh/ton 125 Kwh/ton

Gips za proizvodnju cementa 5% 0.050

Page 53: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

53

Tabela 4.3 Cijena proizvodnje portland cementa

Osnovni podaci

Proizvodnja klinkera 570.000 t/gOsnovni par.

F/K 1,6 Sirovine Vlaga Krečnjak 63% 7% Laporac 33% 10% Leteći pepeo 4% 0% Cijena krečnjaka 2,9 KM/toni Cijena laporca 2.9 KM/toni Cijena pepela 0 KM/toni

Mljevenje cementa Klinker Leteći pepeo Krečnjak

32,5Cem II B-M (V-W) 350.000 65% 23% 10% 42,5 II A/l 200000 80% 5% 13% 52.5 I N 50000 93% 0% 5% Ukupno 600.000 Cijena vreća za cement 0,4 KM/vreći Doziranje smješe 0,02% Cijena krečnjaka 2,9 KM/toni Cijena pepela 1,0 KM/toni Cijena gipsa 5,0 KM/toni

Proizvodnja klinkera Cijena uglja >4000 kcal/kg 4,0 KM/GJ Cijena petrol koksa >8000 kcal/kg 7,0 KM/GJ Potrošnja toplote 800 Kcal/kg 6,5 GJ/tonKl % uglja 50% % petrol koksa 50% Cijena energije Električna energija Cijena Kwh 0,14 KM/Kwh

Specifična potrošnja za klinker 70 Kwh/ton Prosječna specifična potrošnja za mljevenje cementa 55 Kwh/toni Cpecifična cijena rada Računato na 600.000 tona/godini klinkera Priprema sirovina i proizvodnja klinkera 8,0 KM/toni Mljevenje Cementa 3,0 KM/toni

Page 54: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

54

Uslužne djelatnosti Priprema sirovina i proizvodnja klinkera 2,0 KM/toni Mljevenje cementa 0,8 KM/toni Cijena rada ukupno 6000000 KM

75% Priprema sirovina i proizvodnja klinkera 4500000 KM 25% Mljevenje cementa 1500000 KM Proizvodnja klinkera 570.000 tpg Proizvodnja cementa 600.000 tpg

Specifična cijena rada Priprema sirovina i proizvodnja klinkera 7,9 KM/toni Cementa 2,5 KM/toni

Tabela 4.4 Specifična cijena proizvodnje klinkera

Proizvodnja klinkera 570.000 t/godini Sirovine 968.772 t/godini

Sirovine

potrebne Suva/t/godiniVlažna, t/godini KM/toni

Laporac 33% 301.064 331.170 3,0 1,70 KM/toniKrečnjak Laktanica 63% 574.831 614.802 3,0 3,25 KM/toniLeteći pepeo iz procesa spaljivanja 4% 22800 22800 0 Specifična cijena za sirovine 4,95 KM/toni

Proizvodnja klinkera Gorivo

Specifična toplota izgaranja 800 Kcal/kg Kl

3,25 GJ/ton Kl Ugalj 50% 1,63 GJ/ton Kl 6,5 KM/toniPetrol koks 50% 1,63 GJ/ton Kl 11,4 KM/toni

Specifična cijena goriva 17,9 KM/toni

Električna energija

Specifino spaljivanje za: 70 Kwh/toni 0,14 KM/KWh 9,8 KM/toniPripremu goriva

Page 55: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

55

Mljevenje sirovina Homogenizacija Proizvodnja klinkera Transport I skladištenje klinkera

Održavanje 8,0 KM/toni

Usluge snabdjevača 2,00 KM/toni

Ukupna varijabilna cijena 42,65 KM/toniCijena rada KM/toni

75% mljevenje sirovina, proizvodnja klinkera Ukupna cijena rada 7,50 KM/toni Ukupno 50,15 KM/toni

Ukupna ulaganja u fabriku cementa iznose oko 156.400.000,00 KM ili 80.000.000,00 EUR/a. Proizvodne cijene cementa i klinkera formirane su primjenom osnovnih normativa pri izračunavanju operativnih troškova – sirovina, energije, zarada i održavanja.

Tabela 4.5 Operativni troškovi pri proizvodnji klinkera godišnjeg kapaciteta 570.000 tona

Red. broj

O P I S

Jed. mere

Količina

Cena KM

Iznos KM

Iznos po toni proizvoda KM

1. Krečnjak Tona 614.802,00 3,013 1.852.500,00 3,252. Laporac Tona 331.170,00 2,93 970.328 1,703. Leteći pepeo Tona 22.800,00 - - -4. Mrki ugalj Tona 57.000,00 65,00 3.705.000,00 6.505. Polukoks Tona 28.500,00 220,80 6.498.000,00 11,406 Elektroenergija Kwh 39.900.000, 0,14 5.586.000,00 9,807. Troškovi rada KM 4.275.000,00 7,508. Usluge

snabdjevača KM 1.140.000,00 2,00

9. Održavanje KM 4.560.000,00 8,00 Ukupno varijab.

trošk. KM 28.585.500,00 50,15

U proizvodnji cementa, pored klinkera dodaju se, u različitim omjerima zavisno od vrste cementa , i leteći pepeo, krečnjak i gips. Ova mešavina nazvana je kao ’’Mix’’.

Page 56: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

56

Projektovane vrste cementa su: 32,5 Cem II u količini od 350.000,00 tona, 42,5 A/L u kojičini od 200.000,00 tona godišnje, 52,5 Type 1, u količini od 50.000,00 tona. Prosečna cijena ’’Mix-a’’, kao sirovine za sve vrste cementa u ukupnoj količini od 600.000,00 tona iznosi 50,15 KM po toni proizvoda. U proizvodnu cijenu treba uključiti i troškove u fazi proizvodnje cementa: električne energije u iznosu od 7,70 KM, troškovi održavanja u iznosu od 3,00 KM, usluge snabdijevanja u iznosu od 1,80 KM, troškovi rada u iznosu od 2,5 KM i vreće za pakovanje u iznosu od 8,00 KM. Svi navedeni troškovi se odnose po toni gotovog proizvoda – cementa, tako da ukupna proizvodna cena cementa, bez administrativnih troškova i troškova plaćanja kapitala iznosi 73,15 KM ili konvertovano u EUR cena iznosi 37,42 EUR-a/toni cementa. Prosečna prodajna cena, bez PDV-a iznosi u BiH od 95- 100 EUR-a. Vrednost proizvodnje cementa, uz primjenu prosječne trenutne cijene od 97,5 EUR/a iznosila bi ( 600.000 tona X 97,5 EUR) 58.500.000,00 EUR-a godišnje. Ulaganja za proizvodnju 600.000,00 tona cementa, po varijabiolnim troškovima, kako je navedeno iznosi ( 600.000 X 37,42 ) 22 452 000,00 EUR-a, tako da na troškove kapitala , administrativne troškove, druge fiksne troškove i dobit otpada 36.048.000,00 EUR-a. Procena investicionih ulaganja izkazana je u jednoj cifri. Nedostaje tehniča struktura ulaganja u objekate pa je moguće samo proceniti prosječan vijek trajanja svih budućih objekata. Na bazi iskustva, a i ranijeg ‘’Pravilnika o nomeklaturi nematerijalnih ulaganja i osnovnih sredstava sa stopama amortizacije’’, kojim su u tački 67 pod 2 propisane stope amortizacije za :’’Oprema za proizvodnju cementa’’- peći, mlinovi i drobilice, naprave za homogenizaciju, transportne i dozirne i za pakovanje cementa 7% ( vijek trajanja 14,28 godina), sušare, ložišta, elektrofilteri i ostali filteri, komandni i signalni ormani, kompresori i kranovi 10% (vijek trajanja 10godina), mobilna mehanizacija za lomljenje kamena, za klasiranje materijala, za mlevenje i sušenje 16,5% ( vijek trajanja 6,06 godina), ostala oprema 8% ( vijek trajanja 12,5 godina), fabričke hale i ostale građevine za vršenje delatnosti iz oblasti industrije i građevinarstva – od tvrdog materijala 2,5% ( vijek trajanja 40 godina) , može se konstatovati da ostatak po podmirenju proporcionalnih troškova obezbeđuje dovoljan iznos za povrat uloženih sredstava u roku od najviše 4 godine, što uz zaposlenje 370 radnika i po tom osnovu posticaj za razvoj drugih djelatnosti, opravdava ovo ulaganje. Najveći fiksni trošak kod ove proizvodnje je amortizacija koja, imajući u vidu navedeni vijek trajanja opreme i objekata, može se procijeniti na oko 6 500 000 Evra/ godini. Ukupna ulaganja u investicije po radniku iznose (80 000 000,00/370 ) 216 216,00 Eura, što je povoljno za ovu vrstu industrije.

Page 57: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

57

4.2 Proizvodnja kalcijum sulfo aluminatnog cementa Za proizvodnju specijalnog kalcijum sulfo aluminatnog cementa bi se koristila ista oprema koja se predviđa za proizvodnju portland cementa, sa mogućim malim modifikacijama. 4.2.1 Cijena proizvodnje kalcijum sulfo aluminatnog cementa

Ukupna investicije, bez uključenja opreme za rudnik krečnjaka, je do 156 400 000 KM ( 80 000 000 Eura). Tabela 4.6 Cijena proizvodnje kalcijum sulfo aluminatnog cementa

Proizvodnja klinkera 550.000 Tona/godiniF/K 1,6

Sirovine Vlaga Krečnjak 41,1% 7%

Boksit 24,6% 10% Gips 32,7% 10%

Silikatni pijesak 1,6% 5% Cijena krečnjaka 2,90 KM/toni Cijena boksita 60,00 KM/toni Cijena gipsa 5,00 KM/ton

Cijena silikatnog pijeska 10,0

KM/toni

Mljevenje cementa Klinker Gips

CSA cement 550.000 85% 15% Ukupno 595.000

Cijena vreća za cement 0,4 KM/vreći Doziranje smješe 0,02% Cijena krečnjaka 2,9 KM/toni Cijena boksita 60,0 KM/toni Cijena gipsa 5,0 KM/toni Proizvodnja klinkera

Cijena uglja >4000 kcal/kg 4 KM/GJ Cijena petrol koksa >8000 kcal/kg 7,0 KM/GJ

Page 58: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

58

Potrošnja toplote 750 Kcal/kg 3,25 GJ/ton Kl

% uglja 50% %of petrol koksa 50% Cijena energije

Električna energija Cijena Kwh 0,07 KM/Kwh

Specifična potrošnja za klinker 110,0 Kwh/ton Prosječna specifična potrošnja za

mljevenje cementa 55 Kwh/toni Cpecifična cijena rada

Računato na 595.000 tona/godini klinkera

Priprema sirovina i proizvodnja klinkera 8,0 KM/toni

Mljevenje Cementa 3,0 KM/toni Uslužne djelatnosti

Priprema sirovina i proizvodnja klinkera 2,0 KM/toni

Mljevenje cementa 0,8 KM/toni Cijena rada ukupno 6000000 KM

75% Priprema sirovina i proizvodnja klinkera 4500000 KM

25% Mljevenje cementa 1500000 KM Proizvodnja klinkera 550.000 Mt/godini Proizvodnja cementa 595.000 Mt/godini

Specifična cijena rada Priprema sirovina i proizvodnja

klinkera 7,5 KM/toni

Tabela 4.7 Specifična cijena proizvodnje klinkera kalcijum sulfo aluminatnog cementa

Proizvodnja klinkera 550 000 Mt/godini

Sirovine 771 765Mt/godini, suve 937 119 Mt/godini,vlažne

Sirovine

potrebne Suva/t/godiniVlažna, t/godini KM/toni

Krečnjak 41,1% 375 765 402.069 2,9 2,12 KM/toniGips 32,7% 220 000 242 000 5,0 1,64 KM/toniBoksit 24,6% 165 000 181 500 60 14,76 KM/toniSilikatni pijesak 1,6% 11 000 11 550 10,0 0,16 KM/toniSpecifična cijena za sirovine 18,68 KM/toni

Page 59: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

59

Proizvodnja klinkera Gorivo

Specifična toplota izgaranja 750 Kcal/kg Kl

3,25 GJ/ton Kl Ugalj 50% 1,63 GJ/ton Kl 6,5 KM/toniPetrol koks 50% 1,63 GJ/ton Kl 11,4 KM/toni

Specifična cijena goriva 17,9 KM/toni

Električna energija

Specifino spaljivanje za: 70 Kwh/toni 0,07 €/Kwh 9,8 KM/toniPripremu goriva Mljevenje sirovina Homogenizacija Proizvodnja klinkera Transport I skladištenje klinkera

Održavanje 8,00 KM/toni

Usluge snabdjevača 2,00 KM/toni

Ukupna varijabilna cijena 56,38 KM/toniCijena rada KM/toni

75% mljevenje sirovina, proizvodnja klinkera Ukupna cijena rada 7,5 KM/toni Ukupno 63,88 KM/toni

Tabela 4.8

Specifična cijena proizvodnje cementa Ukupna proizvodnja cementa 595 000 t/godini Cijena klinkera 62,7 KM/toni Cijena boksita 60,0 KM/toni Cijena krečnjaka 2,9 KM/toni Cijena gipsa 5,0 KM/toni Cijena silikatnog pijeska 10,0 KM/toni

Klinker boksit Krečnjak Gips

Silikatni pijesak t/godini

t/godini t/godini t/godini t/godini

Page 60: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

60

Ukupno, t/godini 595 000 550 000 181 500 294 510 242 000 11 550

Specifična cijena za: Klinker 63,88 KM/toni Boksit 14,76 KM/toni Krečnjak 2,12 KM/toni Gips 1,64 KM/toni Sil.pijesak 0,16 KM/toni

Cijena električne energije Prosj. Spec. cijena Kwh/toni 55 7,7 KM/toni Cijena održavanja 3,0 KM/toni

Admix. cijena 1,0 KM/toni

Cijena usluga snabdijevanja 0,8 KM/toni

Cijena vreća 8,0 KM/toni

Cijena rada Što odgovara 25% od ukupne cijene 2,5 KM/toni

Ukupna proizvodna cijena 86,88 KM/toni Prosječna proizvodna cijena 86,88 Za proizvodnju specijalnog kalcijum sulfo aluminatnog cementa bi se koristila ista oprema koja se predviđa za proizvodnju portland cementa, sa mogućim malim modifikacijama. Proizvodne cijene cementa i klinkera formirane su primjenom osnovnih normativa pri izračunavanju operativnih troškova – sirovina, energije, zarada zaposlenih i održavanja.

Tabela 4.9 Operativni troškovi pri proizvodnji klinkera godišnjeg kapaciteta 550.000 tona

Red. broj

O P I S

Jed. mere

Količina

Cena KM

Iznos KM

Iznos po toni proizvoda KM

1. Krečnjak Tona 402 069 2,9 1 166 000,00 2,122. Boksit Tona 181.500 60,00 10.890.000,00 14,763. Gips Tona 242.000 5,00 1.210.000,00 1,644. Silikatni pesak Tona 11.550 10.00 115.500,00 0,165. Ugalj Tona 55.000 65,00 3.575.000,00 6,506 Petrol koks Tona 28.397 220.80 6.270.058,00 11,407. Električna Kwh 38.500.000 0,14 5.390.000,00 9,80

Page 61: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

61

energija 8. Usluge

snabdjevača KM 1.100.000,00 2,00

9. Održavanje KM 4.400.000,00 8,0010 Cijena rada KM 4.125.000,00 7,50 ukupno 37.929.637,00 63,88 U proizvodnu cijenu cementa, pored proizvodne cene klinkera, koja iznosi 63,88 KM uključeni su i troškovi: električne energije u iznosu od 7,70 KM, troškovi održavanja u iznosu od 3,00 KM, usluge snabdijevanja u iznosu od 1,80 KM, troškovi rada u iznosu od 2,5 KM i vreće za pakovanje u iznosu od 8,00 KM. Svi navedeni troškovi se odnose po toni gotovog proizvoda – cementa, tako da ukupna proizvodna cena cementa, bez administrativnih troškova i troškova plaćanja kapitala iznosi 86,88 KM ili konvertovano u EUR cena iznosi 44,44 EUR-a. Prosečna prodajna cena cementa, bez PDV-a u BiH iznosi od 97,5 EUR-a. Vrednost proizvodnje cementa, uz primjenu navedene cijene od 97,5 EUR/a iznosila bi ( 595.000 tona x 97,5 EUR) 58 012 500,00 EUR-a. Ulaganja za proizvodnju 595.000,00 tona cementa, po varijabiolnim troškovima, kako je navedeno iznosi ( 595.000 x 44,44 ) 26 441 800,00 EUR-a, tako da na troškove kapitala , administrativne troškove, druge fiksne troškove i dobit otpada 31 570 700,00 EUR-a. Procena investicionih ulaganja izkazana je u jednoj cifri. Nedostaje tehniča struktura ulaganja u objekate pa je moguće samo proceniti prosječan vijek trajanja svih budućih objekata. Na bazi iskustva, a i ranijeg ‘’Pravilnika o nomeklaturi nematerijalnih ulaganja i osnovnih sredstava sa stopama amortizacije’’, kojim su u tački 67 pod 2 propisane stope amortizacije za :’’Oprema za proizvodnju cementa’’- peći, mlinovi i drobilice, naprave za homogenizaciju, transportne i dozirne i za pakovanje cementa 7%( vijek trajanja 14,28 godina), sušare, ložišta, elektrofilteri i ostali filteri, komandni i signalni ormani, kompresori i kranovi 10% ( vijek trajanja 10godina), mobilna mehanizacija za lomljenje kamena, za klasiranje materijala, za mlevenje i sušenje 16,5% ( vijek trajanja 6,06 godina), ostala oprema 8% ( vijek trajanja 12,5 godina), fabričke hale i ostale građevine za vršenje delatnosti iz oblasti industrije i građevinarstva – od tvrdog materijala 2,5% ( vijek trajanja 40 godina) , može se konstatovati da ostatak po podmirenju proporcionalnih troškova obezbeđuje dovoljan iznos za povrat uloženih sredstava u roku od najviše 5 godine, što uz zaposlenje 370 radnika i po tom osnovu posticaj za razvoj drugih djelatnosti, opravdava ovo ulaganje. Najveći fiksni trošak kod ove proizvodnje je amortizacija koja, imajući u vidu navedeni vijek trajanja opreme i objekata, može se procijeniti na oko 6 500 000 Evra/ godini. Ukupna ulaganja u investicije po radniku iznose (80 000 000,00/370 ) 216 216,00 Eura, što je povoljno za ovu vrstu industrije.

Page 62: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

62

4.3 Neophodna radna snaga Za proizvodnju 600 000 t/g cementa, kao i za proizvodnju osnovnih sirovina laporca i krečnjaka optimalni broj zaposlenih je ukupno 370 različitog stepena obrazovanja i stručne spreme.

4.4 Tekuće cijene cementa na domaćem tržištu i tržištu zemalja u okruženju

Cijene cementa u Bosni i Hercegovini i zemljama u okruženju su dosta slične. Jedan od razloga je da su cementare u okviru nekoliko velikh svjetskih firmi iz ove oblasti (Lafarge, Holcim, Titan, Cemex, Haildeberg) tako da se cijene cemeta kreću između 90 i 100 Eura/toni cementa. Tekuće cijene koje su važile u mjesecu oktobar-novembar 2011 godine su navedene u tabeli 4.7. Neophodno je naglasiti da dostupni podaci pokazuju da su cijene Portland cementa u prvom kvartalu 2011 u odnosu na prvi kvartal 2010 porasle za 1,7 %, dok je taj porast u 2010 bio 4,2%. To ilustruje grafički prikaz dat na slici 4.1. Kina je najveći potrošač cementa i ta potrošnja per kapita je najveća u svijetu. Oko 45% proizvedenog cementa se koristi za infrastrukturne investicije. Porast potrošnje cementa će rasti od 12-13% na godišnjem nivou. Prosječna cijena cementa u Kini je 63 US dolara po metričkoj toni.

Tabela 4.10 Tekuće cijene cementa, oktobar-novembar 2011

Cijene cementa u Bosni i Hercegovini proizvođač cena po toni Fabrika cementa Lukavac 180 KM (92,5 Eura) Fabrika cementa Kakanj 178 KM (91 Eura) Cijene cementa u Srbiji „Holcim“ 88 Eura Beočinska cementara 92 Eura „Titan“ 88 Eura

Cijene cementa u okruženju Zemlja proizvođač cijena

Page 63: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

63

po toni Grčka „Titan“ 90 evra Makedonija „Holcim“ 80 evra Hrvatska „Titan“ 85-90 evra Mađarska - 90 evra Rumunija - 90 evra

Slika 4.1

Kretanje cijena cementa

Page 64: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

64

5. Zaključci U ranije urađenoj Fizibiliti studiji sagledana su tehnološka i ekonomska rješenja moguće komercijalne proizvodnje i upotrebe gipsa iz materijala koji nastaju kod planiranog procesa odsumporavanja dimnih gasova u Termoelektrani Ugljevik. Pored drugih primjena nastalog gipsa značajna je primjena kod proizvodnje portland cementa i specijalnog kalcijum sulfo aluminatnog cementa. Korišćenje gipsa u industriji cementa je veoma značajno i to je globalno posmatrano najveća količinska upotreba prirodnog i sintetskog gipsa. U industriji cementa gips se koristi kao retarder-usporivač (dodatak 5-6% klinkeru) kod proizvodnje portland cementa i kao sirovina kod proizvodnje kalcijum sulfo aluminatnog cementa. (oko 30-34 % u ukupnoj količini sirovina). Izgradnja fabrike za proizvodnju portland ili specijalnog kalcijum sulfo aluminatnog cementa se planira u opštini Ugljevik. Opština Ugljevik se nalazi u sjevero-istočnom dijelu Republike Srpske i Bosne i Hercegovine, u centru prethodne Jugoslavije sa veoma povoljnim geografskim položajem kada je u pitanju tržište proizvoda ( Ugljevik je udaljen oko 50 km od Autoputa Beograd-Zagreb, od Bijeljine 24 km, Banja Luke 230 km, Zagreba 300 km, Beograda 155 km, Ljubljane 430 km, Trsta 550 km, Graca 500 km, Luka u Brčkom na rijeci Savi je udaljena 45 km od Ugljevika i povezana je sa plovnim sistemom Dunava, željeznički terminal je u Bijeljini, 24 km udaljen od Ugljevika, a glavni željeznički čvor prethodne Jugoslavije u Vinkovcima je udaljen 80 km). Republika Srpska nema proizvodnju cementa, tako da je i sa regionalnog stanovišta izgradnja fabrike cementa značajna. Opština Ugljevik posjeduje osnovne sirovine i energiju za proizvodnju portland cementa a u blizini je proizvodnja boksita neophodnog u proizvodnji specijalnog kalcijum sulfo aluminatnog cementa. Proizvodnja cementa datira još iz vremena Starog Rima kada je počela proizvodnja i upotreba jedne vrste cementa čije građevine i danas postoje. Ova proizvodnja se naročito razvila u devetnaestom i dvadesetom vijeku, tako da se danas proizvodi više razičitih vrsta cementa ( portland cement, portland cement sa letećim pepelom, portland pazolan cement, portland silikatni cement, zidarski cement, ekspanzioni cement, bijelo blendirani cement, bojeni cement, pazolan-krečni cement, supersulfatni cement, kalcijum aluminatni cement, cement od šljake i kreča, kalcijum sulfo aluminatni cement, cement na bazi Mg). Proizvodnja cementa u svijetu se kreće u granicama većim od 3 milijarde tona/ godini (proizvodnja cementa u svijetu u 2010 godini je bio 3,325 milijardi tona). Zbog svjetske ekonomske krize u zadnjim godinama proizvodnja cementa je opala u većini zemalja svijeta (osim Kine, Indije i istočno-evropskih zemalja). Najveći proizvođači cementa u svijetu su Kina sa 1 800 000 000 t/g, Indija 220 000 000 t/g, USA 63 500 000 t/g, Turska 60 000 000 t/g, a od kompanija: Holcim 198 000 000 t/g, Lafarge 175 000 000 t/g, Cemex 94 000 000 t/g, Haildeberg 90 000 000 t/g i Italcementi 70 000 000 t/g.

Page 65: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

65

Proizvodnja i potrošnja cementa u zemljama prethodne Jugoslavije i Albaniji je sljedeća: Albanija 1 300 000 t/g (potrošnja 1 000 000 t/g), Srbija sa Kosovom 2 950 000 t/g (potrošnja 3 500 000 t/g), Makedonija 900 000 t/g (potrošnja 1 500 000 t/g), Bosna i Hercegovina 1 400 000 t/g (potrošnja 1 800 000 t/g), Hrvatska 4 300 000 t/g (potrošnja 2 500 000 t/g) i Slovenija 1 500 000 t/g (potrošnja 2 000 000 t/g). Za proizvodnju kalcijum-sulfo-aluminatnog cementa koristi se velika količina prirodnog ili sintetskog gipsa (30-34 %) i drugih otpadnih materijala (leteći pepeo iz termoelektrana, zgura iz visokih peći, otpadni kreč i dr). Tradicionalno se kalcijum sulfo aluminatni cement proizvodi grijanjem smješe gipsa, krečnjaka, boksita i laporca, odnosno letećeg pepela na temperaturi od 1300-13500C. Moguće je koristiti pepeo kod izgaranja uglja, sintetski gips iz procesa odsumporavanja dimnih gasova, boksita i materijal iz procesa izgaranja u fluidiziranom sloju kod pripreme cementa. Pri tome dolazi do manje emisije CO2 i manje potrošnje energije u poređenju sa proizvodnjom portland cementa.

Kalcijum sulfo aluminatni cement (CSA) ima karakteristike koje mu daju prednost u odnosu na portland cement:

• portland cement je veoma osjetljiv na onečišćenja u sirovini za proizvodnju, što nije slučaj sa CSA cementom,

• u CSA cementu nema prisustva dikalcijum i trikalcijum silikata koga sadrži portland cement, već sadrži kalcijum sulfo aluminat,

• fazu hidracije omogućava monosulfat hidrat ili trisulfat hidrat (etringit) u zavisnosti od težinskih odnosa kalcijum sulfo aluminata, kalcijeva hidroksida i kalcijeva sulfata,

• specifična površina je 350 m2/kg, min., • vrijeme stvrdnjavanja-početno vrijeme 25 minuta min., krajnje vrijeme

stvrdnjavanja 3 sata max., • jačina sabijanja (MPa, min.)- 33,0(1 dan), 42,5 (3 dana), 45,0 (28 dana), • čvrstina na lom (MPa, min.): 6,0 (1 dan), 6,5(3 dana), 7,0 (28 dana), • vodonepropustan, • otporan na mraz, • otporan na koroziju, odnosno sprečava koroziju materijala, • niske je alkalnosti. • Ova vrsta cementa je veoma pogodna sa stanovišta uštede energiije (temperatura

proizvodnje klinkera je niža za 200o C u odnosu na portland cement), a time i zaštite životne sredine obzirom da se kod njegove proizvodnje emituje, u odnosu na proizvodnju portland cementa, 35% manje ugljen dioksida, kao i manja emisija oksida azota.

Kalcijum sulfo aluminatni cement ima široku promjenu:

• za izradu različitih cijevi i proizvoda široke upotrebe, • za izgradnju morskih dokova, • mostova,

Page 66: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

66

• podzemnih zidova, • u rudarstvu, • izgradnju autoputeva, • aerodromskih pista, • za kapsuliranje opasnog otpada i dr.. • različite popravke (mostova, aerodromskih pista, parkirališta id r.) • različite odlivke od betona kao što su cijevi i drugi elementi, crijep, • cementno mlijeko, cementna ljepila, • ravnanje različitih podova, • plasteri, malteri, materijali za izradu dobara šire upotrebe, • speciajalni adhezivi.

Portland cement se danas proizvodi i koristi u najvećem obimu u čitavom svijetu. Obzirom na jednostavnu tehnologiju proizvodnje, dostupne i relativno jevtine sirovine, kao i svoje dobre karakteristike ovaj cemenat se koristi još od davnih vremena. Klinker kod proizvodnje portland cementa se miješa sa 5-6% gipsa koji ima ulogu da uspori proces stvrdnjavanja betona što je neophodno kod njegove upotrebe u građevinarstvu i kod proizvodnje pojedinih betonskih elemenata. Osnovne sirovine za proizvodnju portland cementa su kalcijum karbonat, silicijum dioksid, aluminijum oksid i feri trioksid, odenosno sirovine koje sadrže ova jedinjenja (krečnjak,glina, laporac i dr.). Za proizvodnju portland i kalcijum sulfo aluminatnog cementa u Ugljeviku koristiće se sljedeće osnovne sirovine:

• gips iz procesa odsumporavanja dimnih gasova u termoelektrani Ugljevik, • leteći pepeo iz termoelektrane Ugljevik, • krečnjak, • boksit, • glina ili laporci. Sve navedene sirovine zadovoljavajućeg kvaliteta se nalaze u opštinama Ugljevik i

Milići, kao i izvori neophodne energije.

Planira se proizvodnja 600 000 t/g cementa (portland ili CSA cementa u zavisnosti od tržišta, obzirom da je tehnološki postupak i neophodna oprema slična). Za ovaj obim proizvodnje je neophodna potrošnja , za portland cement normativa koji su navedeni u tabeli 4.2 i sa kalcijum sulfo aluminatni cement normativi koji su navedeni u tabeli 4.7. Projektovane vrste portland cementa su: 32,5 Cem II u količini od 350.000,00 tona godišnje, 42,5 A/L u količini od 200.000,00 tona godišnje, 52,5 Type 1, u količini od 50.000,00 tona godišnje. Prosečna cijena ’’Mix-a’’, kao sirovine za sve vrste cementa u ukupnoj količini od 600.000,00 tona iznosi 50,15 KM po toni proizvoda. U proizvodnu cijenu treba uključiti i troškove u fazi proizvodnje cementa: električne energije u iznosu od 7,70 KM, troškovi održavanja u iznosu od 3,00 KM, usluge

Page 67: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

67

snabdijevanja u iznosu od 1,80 KM, troškovi rada u iznosu od 2,5 KM i vreće za pakovanje u iznosu od 8,00 KM. Svi navedeni troškovi se odnose po toni gotovog proizvoda – cementa, tako da ukupna proizvodna cena portland cementa, bez administrativnih troškova i troškova plaćanja kapitala iznosi 73,15 KM ili konvertovano u EUR cena iznosi 37,42 EUR-a/toni cementa. Prosečna prodajna cijena portland cementa, bez PDV-a, iznosi u BiH od 95- 100 EUR-a. Vrijednost proizvodnje cementa, uz primjenu prosječne trenutne cijene od 97,5 EUR/a iznosila bi ( 600.000 tona x 97,5 EUR) 58.500.000,00 EUR-a godišnje. Ulaganja za proizvodnju 600.000,00 tona cementa, po varijabiolnim troškovima iznosi ( 600.000 X 37,42 ) 22 452 000,00 EUR-a, tako da na troškove kapitala , administrativne troškove, druge fiksne troškove i dobit otpada 36.048.000,00 EUR-a.

Na bazi iskustva, a i ranijeg ‘’Pravilnika o nomeklaturi nematerijalnih ulaganja i osnovnih sredstava sa stopama amortizacije’’, kojim su u tački 67 pod 2 propisane stope amortizacije za :’’Oprema za proizvodnju cementa’’- peći, mlinovi i drobilice, naprave za homogenizaciju, transportne i dozirne i za pakovanje cementa 7%( vijek trajanja 14,28 godina), sušare, ložišta, elektrofilteri i ostali filteri, komandni i signalni ormani, kompresori i kranovi 10% ( vijek trajanja 10godina), mobilna mehanizacija za lomljenje kamena, za klasiranje materijala, za mlevenje i sušenje 16,5% ( vijek trajanja 6,06 godina), ostala oprema 8% ( vijek trajanja 12,5 godina), fabričke hale i ostale građevine za vršenje delatnosti iz oblasti industrije i građevinarstva – od tvrdog materijala 2,5% ( vijek trajanja 40 godina) , može se konstatovati da ostatak po podmirenju proporcionalnih troškova obezbeđuje dovoljan iznos za povrat uloženih sredstava u roku od najviše 4 godine, što uz zaposlenje 370 radnika i po tom osnovu posticaj za razvoj drugih djelatnosti, opravdava ovo ulaganje. Najveći fiksni trošak kod ove proizvodnje je amortizacija koja, imajući u vidu navedeni vijek trajanja opreme i objekata, može se procijeniti na oko 6 500 000 Evra/ godini. Ukupna ulaganja u investicije po radniku iznose (80 000 000,00/370 ) 216 216,00 Eura, što je povoljno za ovu vrstu industrije. U proizvodnu cijenu cementa, pored proizvodne cijene klinkera, koja iznosi 63,88 KM uključeni su i troškovi: električne energije u iznosu od 7,70 KM, troškovi održavanja u iznosu od 3,00 KM, usluge snabdijevanja u iznosu od 1,80 KM, troškovi rada u iznosu od 2,5 KM i vreće za pakovanje u iznosu od 8,00 KM. Svi navedeni troškovi se odnose po toni gotovog proizvoda – cementa, tako da ukupna proizvodna cena cementa, bez administrativnih troškova i troškova plaćanja kapitala iznosi 86,88 KM ili konvertovano u EUR cena iznosi 44,44 EUR-a. Prosečna prodajna cena cementa, bez PDV-a u BiH iznosi od 97,5 EUR-a. Vrednost proizvodnje cementa, uz primjenu navedene cijene od 97,5 EUR/a iznosila bi ( 595.000 tona x 97,5 EUR) 58 012 500,00 EUR-a.

Page 68: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

68

Ulaganja za proizvodnju 595.000,00 tona cementa, po varijabiolnim troškovima, kako je navedeno iznosi ( 595.000 x 44,44 ) 26 441 800,00 EUR-a, tako da na troškove kapitala , administrativne troškove, druge fiksne troškove i dobit otpada 31 570 700,00 EUR-a. Za proizvodnju 600 000 t/g cementa, kao i za proizvodnju osnovnih sirovina laporca i krečnjaka optimalni broj zaposlenih je ukupno 370 različitog stepena obrazovanja i stručne spreme. Posljednji izvještaj Global Cement Volume Forecast Report (GCVFR) od strane CW grupe, vodeće svjetske firme iz oblasti analize i konsaltinga u cementnoj industriji, pokazuje da će globalni porast potrošnje cementa u svijetu biti 6% u 2012 godini uz dostizanje potrošnje od 3,78 milijardi tona. Porast potrošnje je niži od porasta u 2011 godini koji je bio 9% (potrošnja 3,56 milijardi tona). Najveći pokretač porasta potrošnje cementa je Kina koja će potrošiti 2,22 milijarde tona cementa u 2012 godini. Kada su u pitanju regioni potrošnja cementa u Evropi ostaće ista, dok će u Sjevernoj Americi biti porast za 2% u 2011 godini. Ne očekuje se neka značajnija promjena u 2012 godini. U 2013 se očekuje sasvim mala promjena. Kada je u pitanju Latinska Amerika, centralna i istočna Evropa i region Bliskog Istoka povećanje potrošnje će biti nešto niže od svjetskog prosjeka.Međutim, u Brazilu,Saudijskoj Arabiji i Poljskoj će biti značajna ekspanzija u potrošnji cementa. U 2012 godini regioni Azija, Latinska Amerika i Bliski Istok će imati globalnu potražnju cementa sa rastom od 6%. U Sjevernoj Americi i Zapadnoj Evropi će potražnja cementa pasti niže od očekivanog porasta, dok će potražnja cementa u Africi biti u porastu od 4%. Očekuje se da u 2013 godini globalna potražnja cementa bude na nivou od 4 milijarde tona u čemu će Kina učestvovati sa 59% ukupne potražnje cementa.

Page 69: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

69

Literatura

1. Đuković, J., «Studija mogućnosti valorizacije gipsa iz procesa odsumporavanja u Termoelektrani Ugljevik», septembar 2010.

2. Marinković, S.R., Kostić-Pulek, A.B., Izučavanje mogućnosti primene otpadnih gipseva u građevinarstvu i solidifikaciji otpadnih materijala, Otpadni fosfogips i mogućnosti njegove primene Monografija, M.B. Rajković, urednik, Jugoslovenska inženjerska akademija, str.23-46, Beograd, 2004.

3. Singh, M., Kapur, P.C, Pradip, Journal of hazardous materials, Science Digest, 157 (2008),106-113.

4. Institut za nuklearne nauke «Vinča», Laboratorija za termotehniku i energetiku-ITE, Laboratorija za goriva i termotehnička ispitivanja, Vinča, 2008.

5. Mašinski fakultet Univerziteta U Sarajevu, Institut za procesnu tehniku, energetiku i tehniku sredine, Knjiga 3: Pedološki aspekti, Sarajevo, 1989.

6. Insatitut za tehnologiju nuklearnih i drugih mineralnih sirovina, Beograd, Tehnološka ispitivanja mogućnosti primene krede i krečnjaka (krovinski sio) iz ležišta Vučjak-Ugljevik, Beograd, 2004.

7. Đuković, J., i sar. Studija uticaja na životnu sredinu postrojenja za odsumporavanje dimnih gasova u Termoelektrani Ugljevik, Tehnološki fakultet Zvornik, 2008.

8. Podaci sa Interneta 9. Podaci sa Interneta 10. DESK STUDY, New cement plant , Capacity 1800 tpd – 600.000 tpy of cement,

Ugljevik, Republika Srpska, Teamwork, Italija, februar 2010. 11. The Manufacture of Poretland Cement, The Cement and Concrete Association of

New Zealand, 1989. 12. Bogue,R.H., The Chemistry of Portland Cement, 2nd edition, Reinhold

Publishing Corporation, 1955. 13. Henke, K.R., Rathborne, K.R., Jewell, R., Use of coal combustion byproducts in

the production of calcium sulfoaluminate-belite cement, 2007 GSA Denver Annual Meeting (28–31 October 2007), Paper No. 62-5.

14. Hanley, W., Constantiner, D., Goldbrunner, J., Retarder for calcium sulfoaluminate cements, United States Patent 6818057, 2004.

15. Ambroise, J., Pera, J., Use of calcium sulfoaluminate cement to impruve strength of mortars at low temperature, Concrete Repair, Rehabilitation and Retrofitting II- Aleksander et al (eds), 2009 Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-0-415-46850-3.

16. Chen, I.A., Syntesis of portland cement and calcijum sulfoaluminate-belite cement for sustainable development and performancesw, University of Texas Libraries, U T Electronic Theses and Dissertations, 2009.

17. Keith Quillin, BRE, Internet

Page 70: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

70

Aneks 1

Rezultati ispitivanja kvaliteta i karakteristika pepela koji nastaje u Termoelektrani Ugljevik

Page 71: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

71

IZVEŠTAJ O ISPITIVANJU

Broj 2/08

PODACI O UZORKU

Proizvođač/dobavljač: Rudnik i TE UGLJEVIK-Ugljevik

Vrsta uzorka: ugalj

Datum prijema uzorka na ispitivanje: 3.01. 2008.

Uzorkovanje izvršio-la: Rudnik i TE UGLJEVIK-Ugljevik

CILJ ISPITIVANJA: Utvrđivanje kvaliteta uglja

JUS B.H8.312, JUS B.H8.317, JUS B.H8.318, JUS B.H8.325, JUS B.H8.335, METODE ISPITIVANJA JUS B.H8.338, JUS B.H8.339, JUS B.H8.342, JUS B.H8.359, JUS B.H8.360,

JUS B.H8.362, JUS B.H8.363, JUS B.H8.364, JUS B.H8.365, JUS B.H8.366,

JUS B.H8.368, JUS B.H8.369 Datum:4.01.2008. Rukovodilac LGTH: : mr V. Joksimović Prikazani rezultatati odnose se isključivo na navedeni uzorak. Izveštaj se ne sme umnožavati bez odobrenja Laboratorije za goriva i termotehnička ispitivanja Ref. QP.2.140.02 REZULTATI ISPITIVANJA TEHNIČKA ANALIZA: Rudnik i TE UGLJEVIK-Ugljevik, ugalj sa presipne stanice1.≈245.567 t uzorkovan od 26.11-31.12. 2007.

1 Sa dostavnom vlagom

Sa vlagom u analitičkom

uzorku Bez vlage Bez vlage i

pepela

Vlaga 32.10 10.22 Pepeo 22.56 29.83 33.23 Sumpor ukupni 5.40 7.15 7.96 Sumpor u pepelu

%

1.19 1.57 1.75

Page 72: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

72

Sumpor sagorljiv 4.21 5.58 6.21 9.30 Koks 41.19 54.47 60.67 41.10 C-fix 18.63 24.64 27.44 41.10 Isparljivo 26.71 35.31 39.33 58.90 Sagorljivo 45.34 59.95 66.77 100.0 TOPLOTA SAGOREVANJA GORIVA

Gornja 2987 3949 4398 6587 Donja

kcal/kg 2684 3725 4211 6307

Gornja 12506 16534 18414 27578 Donja

kJ/kg 11237 15596 17631 26406

ELEMENTARNA ANALIZA: i TE UGLJEVIK-Ugljevik, ugalj sa presipne stanice1.≈245.567 t uzorkovan od 26.11-31.12. 2007. Ugljenik ukupni 29.42 38.90 43.32 64.88 Vodonik 2.58 3.41 3.80 5.69 Sumpor sagorljivi 4.21 5.58 6.21 9.30 Azot Kiseonik

%

9.13 12.06 13.44 20.13

Ispitivanje izvršio-la: S. Dramićanin Rukovodilac ispitivanja: mr V. Joksimović HEMIJSKA ANALIZA PEPELA UGLJA:R i TE UGLJEVIK-Ugljevik, ugalj sa presipne stanice1.≈245.567 t uzorkovan od 26.11-31.12. 2007.

Jedinjenja % SiO2 31.97

Fe2O3 11.89 Al2O3 17.09 CaO 15.08 MgO 3.62 Na2O 0.62 K2O 1.30 P2O5 0.19 TiO2 0.58 SO3 17.46

Ispitivanje izvršio-la: S. Dramićanin Rukovodilac ispitivanja: mr V. Joksimović TAČKE TOPIVOSTI PEPELA: i TE UGLJEVIK-Ugljevik, ugalj sa presipne stanice1.≈245.567 t uzorkovan od 26.11-31.12. 2007.

Page 73: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

73

TOPIVOST PEPELA

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

850 950 1050 1150 1250 1350

T[C]

Visi

na p

robn

og te

la [m

m]

Ispitivanje izvršio-la: S. Dramićanin Rukovodilac ispitivanja: mr V. Joksimović Rukovodilac LGTH: : mr V. Joksimović Direktor laboratorije ITE: dr Borislav Grubor Rukovodilac LGTH: : mr V. Joksimović

Rukovodilac za kvalitet: mr Milica Mladenović

1 Oksidaciona atmosfera Redukciona atmosfera Početak sinterovanja 1050

Tačka omekšavanja 1115

Tačka polulopte 1160

Tačka razlivanja

[°C]

1170

REZULTATI ISPITIVANJA TEHNIČKA ANALIZA: Rudnik i TE UGLJEVIK-Ugljevik, ugalj sa presipne stanice1.≈148.48 t uzorkovan od 31.12.2007.-1.02. 2008.

Sa dostavnom vlagom

Sa vlagom u analitičkom

uzorku Bez vlage Bez vlage i

pepela

Vlaga 32.50 11.31 Pepeo 22.48 29.53 33.30 Sumpor ukupni 4.82 6.33 7.14 Sumpor u pepelu 1.90 2.50 2.82 Sumpor sagorljiv

%

2.92 3.83 4.32 6.48

Page 74: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

74

Koks 41.38 54.38 61.31 41.99 C-fix 18.91 24.85 28.01 41.99 Isparljivo 26.11 34.31 38.69 58.01 Sagorljivo 45.02 59.16 66.70 100.0 TOPLOTA SAGOREVANJA GORIVA Gornja 2986 3924 4424 6633 Donja

kcal/kg 2682 3698 4239 6355

Gornja 12502 16429 18522 27771 Donja

kJ/kg 11229 15483 17748 26607

ELEMENTARNA ANALIZA: Rudnik i TE UGLJEVIK-Ugljevik, ugalj sa presipne stanice1.≈148.48 t uzorkovan od 31.12.2007.-1.02. 2008. Ugljenik ukupni 29.43 38.68 43.61 65.38 Vodonik 2.54 3.34 3.77 5.65 Sumpor sagorljivi 2.92 3.83 4.32 6.48 Azot Kiseonik

%

10.13 13.31 15.00 22.49

Ispitivanje izvršio-la: S. Dramićanin Rukovodilac ispitivanja: mr V. Joksimović HEMIJSKA ANALIZA PEPELA UGLJA: Rudnik i TE UGLJEVIK-Ugljevik, ugalj sa presipne stanice1.≈148.48 t uzorkovan od 31.12.2007.-1.02. 2008.

Jedinjenja %

SiO2 28.88

Fe2O3 8.42

Al2O3 11.81

CaO 19.98

MgO 4.13

Na2O 0.47

K2O 0.83

P2O5 0.32

TiO2 0.56

SO3 24.41 Ispitivanje izvršio-la: S. Dramićanin Rukovodilac ispitivanja: mr V. Joksimović TAČKE TOPIVOSTI PEPELA: Rudnik i TE UGLJEVIK-Ugljevik, ugalj sa presipne stanice1.≈148.48 t uzorkovan od 31.12.2007.-1.02. 2008.

Page 75: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

75

TOPIVOST PEPELA

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

850 950 1050 1150 1250 1350

T[C]

Visi

na p

robn

og te

la [m

m]

Ispitivanje izvršio-la: S. Dramićanin Rukovodilac ispitivanja: mr V. Joksimović Rukovodilac LGTH: : mr V. Joksimović

1 Oksidaciona atmosfera Redukciona atmosfera Početak sinterovanja 1065

Tačka omekšavanja 1100

Tačka polulopte 1160

Tačka razlivanja

[°C]

1185 REZULTATI ISPITIVANJA TEHNIČKA ANALIZA: Rudnik i TE UGLJEVIK-Ugljevik, ugalj sa presipne stanice1.≈139.496 t uzorkovan od 1.02.2008.-3.03. 2008.

Sa dostavnom vlagom

Sa vlagom u analitičkom

uzorku Bez vlage Bez vlage i

pepela

Vlaga 31.70 10.80 Pepeo 24.20 31.60 35.43 Sumpor ukupni 5.12 6.68 7.49 Sumpor u pepelu 1.88 2.45 2.75 Sumpor sagorljiv 3.24 4.23 4.74 7.34 Koks 42.20 55.11 61.78 40.81 C-fix

%

18.00 23.51 26.35 40.81

Page 76: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

76

Isparljivo 26.10 34.09 38.22 59.19 Sagorljivo 44.10 57.60 64.57 100.0 TOPLOTA SAGOREVANJA GORIVA

Gornja 2821 3684 4130 6396 Donja

kcal/kg 2521 3460 3946 6110

Gornja 11811 15424 17291 26779 Donja

kJ/kg 10555 14486 16521 25581

ELEMENTARNA ANALIZA: Rudnik i TE UGLJEVIK-Ugljevik, ugalj sa presipne stanice1.≈139.496 t uzorkovan od 1.02.2008.-3.03. 2008. 60 Ugljenik ukupni 28.01 36.58 41.01 63.51 Vodonik 2.56 3.35 3.75 5.81 Sumpor sagorljivi 3.24 4.23 4.74 7.34 Azot Kiseonik

%

10.29 13.44 15.07 23.34

Ispitivanje izvršio-la: S. Dramićanin Rukovodilac ispitivanja: mr V. Joksimović HEMIJSKA ANALIZA PEPELA UGLJA: Rudnik i TE UGLJEVIK-Ugljevik, ugalj sa presipne stanice1.≈139.496 t uzorkovan od 1.02.2008.-3.03. 2008.

Jedinjenja % SiO2 33.56

Fe2O3 9.06 Al2O3 11.72 CaO 22.09 MgO 3.10 Na2O 0.50 K2O 0.82 P2O5 0.23 TiO2 0.49 SO3 18.30

Σ 99,87 Ispitivanje izvršio-la: S. Dramićanin Rukovodilac ispitivanja: mr V. Joksimović TAČKE TOPIVOSTI PEPELA: Rudnik i TE UGLJEVIK-Ugljevik, ugalj sa presipne stanice1.≈139.496 t uzorkovan od 1.02.2008.-3.03. 2008.

Page 77: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

77

TOPIVOST PEPELA

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

850 950 1050 1150 1250 1350

T[C]

Visi

na p

robn

og te

la [m

m]

Ispitivanje izvršio-la: S. Dramićanin Rukovodilac ispitivanja: mr V. Joksimović Rukovodilac LGTH: : mr V. Joksimović

Oksidaciona atmosfera Redukciona atmosfera Početak sinterovanja 890

Tačka omekšavanja 1080

Tačka polulopte 1165

Tačka razlivanja

[°C]

1185

Page 78: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

78

Aneks 2 Rezultati ispitivanja kvaliteta i karakteristika krečnjaka (krovinski dio)

iz ležišta Vučjak-Ugljevik i krede iz ležišta «Laktanica» Ugljevik

Page 79: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

79

Page 80: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

80

Page 81: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

81

Page 82: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

82

Rezultat termičke analize (DTA/TGA) uzorka Vučjak krečnjak je prikazan na sljedećoj slici.

Page 83: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

83

Page 84: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

84

Page 85: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

85

Page 86: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

86

Page 87: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

87

Page 88: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

88

Aneks 3

Adrese najznačajnijih proizvođača cementa u svijetu

Page 89: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

89

1. Lafarge S.A Headquarters: Paris, France Lafarge cement, Beočinska fabrika cementa, 21300 Beočin, Srbija tel. +381 21 874 100 Posjeduje cementaru u Hrvatskoj

2. Oreworld Trade(Tangshan)Co., Ltd., China Address: Jinrong Building, no. 116,Xinhua West Road, Tangshan City, Hebei, China Tel: 0086-315-232-5353 /5757/3136/5393 Fax:0086-315-232-0202 E-mail:[email protected] Trading company specialized to High Alumina Cements such as Calcium Sulpho Alumina Cement for the construction materials and refractory industries. 3. Tangshan Polar Bear Co. Ltd. Manufacturer of sulpho-aluminate cements 4. Górka Cement sp. z o.o. Producer of alumina cements with Al2O3-contents between 40 and 70% (grades 40, 50 and 70, tradename gorkal). 5. Pashiya Metallurgical Cement Plant Manufacturer of alumina cements. 6. Italcementi Group Italcementi - Via Camozzi, 124 - 24121 Bergamo, Italy - Tel. +39 035 396 111 Sa godišnjom proizvodnjom od oko 75 miliona tona cementa, 21000 zaposlenih Italcementi S.p.A is the world’s fifth largest cement producer. The Parent Company, Italcementi S.p.A., is one of Italy’s 10 largest industrial companies and is listed on the Italian Stock Exchange. Italcementi Group’s companies combine the expertise, know how and cultures of 22 countries in 4 Continents boasting an industrial network of 59 cement plants, 11 grinding centres, 5 terminals, 350 concrete batching units and 90 aggregates quarries. Manufacturer of Calcium Sulfo Aluminate cements (tradename Alipre). 7. Shenzhen Chenggong Trade Co., Ltd. 8. Holcim Ltd.

Headquarters: Jona, Switzerland Holcim Srbija

Page 90: Studija mogućnosti proizvodnje portland i specijalnog ... · opus caementicium za opis zidarskog betona koji se proizvodio iz drobljenog kamena i živog kreča kao vezivnog materijala

90

11000 Beograd Koste Racina 16 Tel. +381 11 3606013 Holcim posjeduje fabriku u Makedoniji 9.Cemex S.A.B. de C.V. Headquarters: Monterey, Mexico Cemex Hrvatska 10.Haildeberg cement AG Headquarters: Gailderberg, Germany 11. Team network, engenering and management Siracusa, Via L. Spagna, 50/L-M Italija 12. Anhui Conch Cement Company Limited

Address: 1011 Jiuhua South Road, Wuhu City, Anhui Province, the PRC Phone :0086-553-8398888 E-

mail: [email protected]

13. Titan Cement Company S.A.

Headquarters: Atina, Grčka Titan cementara u Kosjeriću, Posjeduje cementare u Grčkoj, Makedoniji i Hrvatskoj

Ultimax cement,

5432 Industrial Drive 92649 Huntington Beach, CA, USA

CTS cement manufacturing Corporation Rapid Set Products,

11065 Knott Avenue, Suite A, Cypress, CA 90630, USA

Tel. 800-929-3030, Fax 714-379-8270

E-mail: [email protected]

Ove dvije kompanije u USA proizvode kalcijum sulfo aluminatni (CSA) cement.