Извлечение клинкера — наиболее сложный и энергоемкий процесс. Это требует больших капитальных и эксплуатационных затрат. Удельная себестоимость клинкера среди всех затрат, составляющих заводскую себестоимость портландцемента, достигает 80%. Именно этим определяется стремление максимально сэкономить клинкер при производстве железобетонных изделий, по возможности заменить его различными минеральными добавками и найти пути более полного использования клинкерных компонентов в составе цемента с увеличением крупности помола. Шлифование, применение шлифовальных машин и поиск оптимальных способов твердения бетона.

Основными технологическими операциями являются добыча известняка и глины, переработка сырья и обжиг с получением клинкера. Самой ответственной операцией в этом случае является обжиг. В процессе обжига из двух и более видов сырья создается одно вещество – клинкер с точно определенным минералогическим составом в виде силикатов кальция, алюминатов и алюмоферритов.

Полнота превращения нескольких веществ в одно зависит от смешения и степени диспергирования реагирующих фаз. И чем она выше, тем бурнее и полнее протекает эта реакция. Под вводом клинкера понимают полное поглощение оксида кальция, образующегося при разложении известняковой составляющей сырьевой смеси глинистыми окислами.

Мелкодисперсные материалы измельчают и смешивают либо с водой, либо в сухом виде. Таким образом, выделяется два принципиально основных процесса получения портландцемента. Мокрая, при которой измельчение и смешивание сырья осуществляется в присутствии воды, и сухая, когда материалы измельчаются и смешиваются в сухом виде.

Оба эти метода характеризуются своими преимуществами и недостатками. В присутствии воды снижается твердость и облегчается измельчение материалов, материалы легче и лучше перемешиваются до получения однородной смеси по сравнению с использованием сухих материалов. Но расход тепла на сжигание сырьевой смеси мокрым способом в полтора-два раза выше, чем сухим. Кроме того, потребная мощность печи значительно возрастает при сжигании влажной смеси сырья, так как значительная часть печи выполняет функции испарителя воды.

По результатам технико-экономического анализа мокрого и сухого процессов производства портландцемента, проведенного лабораторией SUMAB, был выделен третий, так называемый комбинированный процесс, сочетающий в себе преимущества мокрого и сухого процессов. . Обработку сырьевой смеси в комбинированном процессе проводят по мокрой схеме, после чего полученный кремообразный шлам максимально обезвоживают, фильтруют на специальном оборудовании и сжигают в печи в виде полусухой массы. . Комбинированный процесс снижает расход топлива почти на треть и инвестиционные затраты примерно на 10% по сравнению с мокрым процессом. Но при этом способе трудоемкость и энергоемкость увеличиваются на 10-20%.

Клинкер в основном обжигают во вращающихся печах. При сухом или комбинированном способе применяют длинные и короткие печи, которые работают совместно с другими термическими устройствами, выполняющими предварительные операции обжига, сушки и обезвоживания сырьевой смеси, а также частичного ее прокаливания. К такому оборудованию относятся конвейерные кальцинаторы, циклонные теплообменники, шламоконцентраторы. Они работают с высокотемпературными дымовыми газами, выходящими из печи. Использование тепла дымовых газов значительно снижает расход топлива на сжигание в этих системах.

Вращающиеся печи производят большую часть объема клинкера, производимого промышленностью. И только 4% объема производится в шахтных печах и других тепловых устройствах, находящихся на стадии практической разработки. К таким устройствам относятся агломерационные решетки, реакторы для обжига клинкера в состоянии кипения.