Cement and concrete production is one of the most energy-intensive industrial processes worldwide, accounting for approximately 7-8 % of global CO₂ emissions. At the same time, global demand for cement continues to grow, driven by urbanization and infrastructure development. This creates increasing pressure on manufacturers to ensure efficient production, consistent product quality and reduced environmental impact. The production of cement involves several complex process steps, from quarrying and preparation of raw materials to clinker formation at temperatures of around 1450 °C and final grinding. Each stage requires precise control of material composition and process conditions to ensure stable operation and high product performance.

In this context, the accurate determination of carbon and sulfur plays a central role. These elements directly influence raw mix design, kiln efficiency, emission levels and final product properties. Reliable elemental analysis therefore provides the foundation for effective process control, quality assurance and the transition towards more sustainable cement production.

Da es sich bei Sekundärbrennstoffen häufig um weiche und elastische Materialien handelt, muss die primäre Zerkleinerung mit Schneid- und Scherkräften erfolgen, wie sie in Schneidmühlen angewendet werden. Hier muss das gleiche Schleifverfahren wie bei hartem und sprödem Material eingehalten werden: Vorschneiden mit anschließender Probenteilung und Feinmahlung. Da die Sekundärbrennstoffe in der Regel sehr heterogen sind, wird das Probenahmeverfahren deutlich, um korrekte Analyseergebnisse zu erhalten. Die Hochleistungsschneidmühle SM 300 von RETSCH verarbeitet problemlos inhomogene Probenmaterialien mit unterschiedlichen Brucheigenschaften und ist besonders betriebssicher. Es ist mit schwermetallfreien Schleifwerkzeugen für eine analyseneutrale Probenvorbereitung erhältlich und eignet sich daher ideal für die Verarbeitung von Sekundärbrennstoffen. Mit den drei austauschbaren Schneidrotoren und ihrem leistungsstarken Antrieb werden Textil- und Lederteile, Kunststoffkappen und duktile Metalldosen genauso effektiv zerkleinert wie abrasiver Elektronikschrott und nichtmetallische Autoschredderteile. Da diesem Schneidmechanismus Grenzen gesetzt sind, sollten Stahl- und Eisenteile vor dem Schneidvorgang durch einen Magnetabscheider getrennt werden. Die endgültige Feinheit wird hauptsächlich durch austauschbare Bodensiebe mit definierten Lochgrößen bestimmt. Je nach Probenmaterial können endgültige Partikelgrößen von < 2 mm erreicht werden. Ein Zyklon erhöht den Materialdurchsatz und hilft, die Schleifwärme abzuführen. Für das Feinmahlen bis zu 200 μm ist die Ultra-Zentrifugalmühle ZM 200 von RETSCH das ideale Werkzeug. Es schleift extrem schnell und dank des patentierten Kassettensystems ist es sehr leicht zu reinigen, was einen hohen Probendurchsatz ermöglicht. Die Probengröße wird wiederum durch ein austauschbares Sieb bestimmt. Die Erfahrung zeigt, dass eine Aperturgröße von 0,5 oder 1 mm völlig ausreichend ist, um eine analytische Feinheit zu erzielen. Sehr elastisches Material wie Gummi muss vor dem Vorschneiden und Endschleifen mit flüssigem Stickstoff versprödet werden, um ein Schmelzen der Probe zu vermeiden.

Aufgrund ihres unterschiedlichen Verbrennungsverhaltens (im Vergleich zu anorganischem Material) können Sekundärbrennstoffe nicht in einem Induktionsofen verarbeitet werden. Die geeignetste Wahl ist eine Messung mit einem Widerstandsofen bei einer Temperatur von 1.300 °C. Da Zementfabriken verschiedene Arten von Brennstoffen mit unterschiedlichen Heizwerten verwenden, ist es wichtig, den Kohlenstoffgehalt als perfekten Indikator für den Heizwert eines Materials zu messen. Schwefel ist dagegen ein wichtiger Parameter für die Verarbeitung der Rauchgasentschwefelung. Während Kohle einen relativ hohen Schwefelgehalt von bis zu 5% hat, sind es bei Sekundärbrennstoffen wie Holz oder Biomasse nur etwa 0,02%. Mit ELTRA Elementaranalysatoren können Proben mit stark schwankendem Schwefelgehalt präzise und zuverlässig untersucht werden.