Umeå universitets logga

umu.sePublikationer
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Phase evolution of cement raw meal in a high-CO2 atmosphere
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik. Heidelberg Materials Cement Sverige AB, SE, Slite, Sweden.ORCID-id: 0000-0002-4219-1226
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik. Heidelberg Materials Cement Sverige AB, SE, Slite, Sweden; Swedish Mineral Processing Research Association—MinFo, SE, Stockholm, Sweden.
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.ORCID-id: 0000-0003-1095-9154
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik. Swedish Mineral Processing Research Association—MinFo, SE, Stockholm, Sweden.ORCID-id: 0000-0002-8230-8847
2025 (Engelska)Ingår i: Cement and Concrete Research, ISSN 0008-8846, E-ISSN 1873-3948, Vol. 193, artikel-id 107874Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

This study investigates the effects of a high-CO2 atmosphere on phase evolution, burnability, and clinker mineral formation in cement raw meals using high-temperature X-ray diffraction (HT-XRD). The cement industry is a significant CO2 emitter, primarily from limestone decomposition and fuel combustion. Innovative solutions such as carbon capture and storage (CCS) are critical, with electrification and oxy-fuel combustion showing promise. Electrification using plasma technology, which employs CO2 as a carrier gas, offers a pathway to near-zero emissions. Four industrial raw meals from northern Europe were analyzed under conventional (20% CO2) and high-CO2 (95% CO2) conditions. Chemical composition, particle size distribution, and coarse fraction analyses preceded HT-XRD data collection across temperatures up to 1500 °C. High-CO2 conditions delayed calcite decomposition, reducing free-CaO availability and altering burnability. The timing of calcite decomposition relative to C2S formation suggests a reaction pathway in which free CaO, released from calcite, rapidly reacts with thermally activated SiO2 to form C2S. Additionally, spurrite decomposition released reactive CaO and C2S, enhancing C3S formation at 1300–1400 °C in spurrite-rich samples. Above 1400 °C, melt formation promoted further C3S development, leading to similar final levels in both tested atmospheres. These findings indicate that high-CO2 conditions significantly influence clinker phase evolution and reactivity. Practical implications include optimizing raw meal composition and kiln temperature profiles in electrified and oxy-fuel systems to enhance burnability while minimizing operational issues such as spurrite-induced kiln buildup. Future research should further explore industrial scalability and raw material adjustments to enhance CO2 efficiency during clinkerization.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Elsevier, 2025. Vol. 193, artikel-id 107874
Nyckelord [en]
Carbon capture and storage (CCS), Clinker, CO2, Phase evolution, Plasma
Nationell ämneskategori
Annan materialteknik Katalytiska processer Separationsprocesser Kemiteknik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:umu:diva-237648DOI: 10.1016/j.cemconres.2025.107874ISI: 001447835600001Scopus ID: 2-s2.0-86000717233OAI: oai:DiVA.org:umu-237648DiVA, id: diva2:1954101
Forskningsfinansiär
Energimyndigheten, 50893-1Energimyndigheten, 50224-1EU, Horisont Europa, 101138392Tillgänglig från: 2025-04-23 Skapad: 2025-04-23 Senast uppdaterad: 2025-08-19Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(8731 kB)96 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT02.pdfFilstorlek 8731 kBChecksumma SHA-512
deba3df47d68d56e8d34a0bdf465e7f468a962f5c9bcb5a4de8c9d787dad8eab22f92dc4883112ca30029fcb0d4d92b36a9fda603ba56be39d1ef07018cc1f0b
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextScopus

Person

Aguirre Castillo, JoséWilhelmsson, BodilBroström, MarkusEriksson, Matias

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Aguirre Castillo, JoséWilhelmsson, BodilBroström, MarkusEriksson, Matias
Av organisationen
Institutionen för tillämpad fysik och elektronik
I samma tidskrift
Cement and Concrete Research
Annan materialteknikKatalytiska processerSeparationsprocesserKemiteknik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 160 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 791 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf