Separate Mahlung
Eine Revolution in der Zementproduktion für eine nachhaltige Zukunft
Die Zementindustrie steht an einem Wendepunkt: Sie sieht sich wachsendem Druck ausgesetzt, ihre Umweltbelastung zu verringern und gleichzeitig den weltweiten Bedarf an Bauwerken zu decken. Mit einem Anteil von 7 % an den globalen CO₂-Emissionen muss der Sektor innovative Lösungen umsetzen, um mit den Klimazielen in Einklang zu kommen. Ein solcher Durchbruch ist die separate Mahlung – eine Mahltechnologie, die die Zementproduktion neu definiert, indem sie die Materialverarbeitung optimiert, die Leistung verbessert und den CO₂-Fußabdruck verringert.
Die ökologische Notwendigkeit
Die Zementproduktion ist von Natur aus kohlenstoffintensiv – pro Tonne Zement entstehen etwa 0,85 Tonnen CO₂. Der Großteil dieser Emissionen stammt aus der Kalzinierung von Kalkstein und der Verbrennung fossiler Brennstoffe. Um dem entgegenzuwirken, verfolgt die Branche verschiedene Strategien:
- Klinkerersatz durch alternative zementartige Materialien (SCMs) wie Kalkstein, Hüttensand oder Flugasche.
- Brennstoffwechsel hin zu alternativen Energiequellen.
- Prozessinnovationen wie die separate Mahlung zur Steigerung der Effizienz.
Grenzen der herkömmlichen Intermahlung
In der traditionellen Zementproduktion werden Klinker, Gips und SCMs gemeinsam in einer einzigen Mühle gemahlen. Dieses einfache Verfahren bringt jedoch erhebliche Nachteile mit sich:
- Übermahlung weicher Materialien: Materialien wie Kalkstein oder Hüttensand werden oft zu fein gemahlen, was die Oberfläche vergrößert und den Wasserbedarf erhöht, ohne die Festigkeit zu steigern.
- Unzureichend aufgeschlossener Klinker: Grobe Klinkerpartikel hydratisieren nur langsam, was die Frühfestigkeit beeinträchtigt.
- Energieverschwendung: Das gleichmäßige Mahlen ungleicher Materialien führt zu einem unnötig hohen Energieverbrauch.
Funktionsweise der separaten Mahlung
Bei der separaten Mahlung werden die einzelnen Komponenten individuell verarbeitet und erst danach gemischt. Das ermöglicht:
- Gezielte Partikelgrößenverteilung: Klinker wird sehr fein (3–30 Mikrometer) gemahlen, um die Reaktivität zu maximieren, während SCMs wie Kalkstein gröber bleiben (z. B. 5–15 Mikrometer), um die Packungsdichte zu optimieren.
- Reduzierter Wasserbedarf: Gröbere SCMs füllen Hohlräume effektiver aus, was den Wasserverbrauch in Betonmischungen um bis zu 10 % senken kann.
- Energieeinsparung: Durch das gezielte Mahlen sinkt der Stromverbrauch im Vergleich zur Intermahlung um 15–20 %.
Case Study: Zementwerk in Südamerika
Ein Zementwerk in Südamerika vollzog den strategischen Wechsel von Intermahlung zu separater Mahlung für seinen Type-IT-Zement, der zu 50 % aus Klinker besteht. Die Ergebnisse waren bemerkenswert: Die Produktionsleistung stieg um 40 % – von 100 auf 140 Tonnen pro Stunde. Zudem konnte der Klinkeranteil gesenkt und stattdessen 12 % Kalkstein in Type-IL-Zement eingesetzt werden. Auch die Frühfestigkeit verbesserte sich, da die Klinkerfeinheit gezielt optimiert wurde. Dieser Erfolg ebnet den Weg für die künftige Einführung von LC3-Zement – einer kohlenstoffarmen Alternative mit calcinierter Tonerde.
Herausforderungen und Lösungen
Trotz der klaren Vorteile bringt die Umsetzung der separaten Mahlung gewisse Herausforderungen mit sich:
- Höhere Investitionskosten (CAPEX): Zusätzliche Silos, Trocknungsanlagen und Mischsysteme sind erforderlich.
- Materialvariabilität: Unterschiede bei SCMs (z. B. Feuchtigkeit, Härte) erfordern maßgeschneiderte Mahlkonzepte.
- Kooperationsbedarf: Enge Partnerschaften zwischen Zulieferern und Herstellern sind notwendig, um Lösungen für standortspezifische Rohstoffe zu entwickeln.
Der Weg nach vorn
Die Global Cement and Concrete Association (GCCA) prognostiziert, dass Klinkersubstitution die Emissionen der Branche bis 2050 um 37 % senken kann. Separate Mahlung ist ein zentraler Hebel zur Realisierung dieses Ziels, da sie ermöglicht:
- Skalierbare, CO₂-arme Zemente: Mischungen mit 30–50 % SCMs werden machbar, ohne Leistungseinbußen.
- Integration in die Kreislaufwirtschaft: Abfallstoffe wie Hüttensand oder Biomasseasche erhalten als SCMs einen neuen Wert.
- Einhaltung regulatorischer Vorgaben: Erfüllt verschärfte Emissionsvorgaben (z. B. EU Green Deal).
Fazit
Separate Mahlung ist mehr als ein Effizienzgewinn – sie markiert einen Paradigmenwechsel für nachhaltigen Zement. Durch die Entkopplung der Materialverarbeitung eröffnen sich neue Freiräume für Flexibilität, Leistungssteigerung und Emissionsreduktion. Auf dem Weg zur Klimaneutralität wird die Implementierung solcher Innovationen unverzichtbar. Mit gezielten Investitionen und enger Zusammenarbeit kann sich die separate Mahlung als Fundament für eine grüne Bauwirtschaft etablieren.
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