The production of ordinary Portland cement (OPC) is responsible for ~8% of global anthropogenic CO2. Two thirds of the emissions arise from the calcination of limestone (CaCO3 -> CaO + CO2). Meanwhile, huge volumes of inorganic industrial sidestreams with necessary ingredients for cement production (Al2O3, CaO, SiO2, and Fe2O3) are landfilled across the globe. Locally these raw materials can be used to replace virgin raw materials of cement manufacture and provide a source of already decarbonized CaO that can reduce the carbon footprint of cement manufacture while promoting the circular economy. The driving factors for industry to utilize their industrial sidestreams are to find a way to enhance waste valorization, to cover the rising expenses of landfilling due to taxation and regulations, and to tackle resource scarcity. The aim of this thesis is to utilize Finnish metallurgical slags (argon oxygen decarburization (AOD) slag, ladle slag (LS), fayalitic slag (FS), burned jarosite slag (Fe slag)), and phosphogypsum (PG) which is a byproduct of fertilizer production as a raw material source for the production of two alternative ye’elimite (CSA) cement clinkers; CSAB (calcium sulfoaluminate belite), and AYF (alite-ye’elimite-ferrite). The chemical composition of ye’elimite clinkers requires less calcium than conventional OPC and allows the use of sulfur- and aluminum-containing raw materials. To allow the use of iron-containing slags, the produced clinkers had a high ferrite phase content. The main concern to use industrial sidestreams as raw materials are the impurities that may affect the clinkering parameters and mineralogy. Detailed microstructural analyses were performed on the clinker to reveal the clinker composition, as well as the partition of the minor elements. The usability of the raw materials for cement manufacture was first tested in laboratory-scale experiments and was then translated to a pilot demonstration in a 7-meter semi-industrial kiln. It was found through mineralogical analysis that impurities from raw materials affected the produced clinker phases in both clinker types when compared to natural raw materials. CSAB clinker was found to be successful in a pilot demonstration. The raw meal of pilot CSAB was composed of 85% industrial residues, and the CO2 emissions caused by chemical reactions were 90% lower than that of PC cement made with virgin raw materials. CSAB clinker from pilot demonstration was mixed with anhydrite, sand, and water to make concrete mortars that led to 28-day performance equaling reference PC cement (CEM II/B-M (S-LL) 42,5 N). AYF clinker was successfully produced in laboratory conditions, but the use of fluorine-containing AOD slag was found challenging in a pilot-scale demonstration and requires further experiments. Tiivistelmä Sementtiteollisuus aiheuttaa 8 % kaikista ihmisen aiheuttamista CO2 päästöistä, joista kaksi kolmasosaa (2/3) syntyy kalkkikiven kalsinoinnista (CaCO3 -> CaO + CO2). Samanaikaisesti teollisuus tuottaa maailmanlaajuisesti suuret määrät läjitettäviä epäorgaanisia jätemateriaaleja, joiden sisältämät alkuaineet (Al2O3, CaO, SiO2 ja Fe2O3) sopivat sementin raaka-aineeksi. Paikallisesti näitä materiaaleja voitaisiin hyödyntää sementin valmistuksessa, ne tarjoavat lähteen CO2 vapaalle kalkille (CaO), joka voisi alentaa sementin valmistuksen CO2 päästöjä samalla edistäen kiertotaloutta. Tiukentuva lainsäädäntö ja verotus läjitettävälle jätteelle on ajava voima yrityksille löytää keinoja hyödyntää ja tuotteistaa jätemateriaaleja. Väitöskirjatutkimuksessani tutkin ye’elimiitti (kalsiumsulfoaluminaatti eli CSA) pitoisten sementtien valmistusta hyödyntäen metallurgisen teollisuuden kuonia (AOD-kuona, senkkakuona, fayaliittikuona ja pyrometallurgisesti käsitelty jarosiittikuona), sekä fosforilannoitteen valmistuksessa syntyvää fosforikipsiä. Vaihtoehtoiset sementit nimetään yleisesti niissä ilmenevien päämineraalien mukaan. Tässä työssä valmistetut vaihtoehtoiset sementtiklinkkerit ovat CSAB (ye’elimiitti-beliitti) ja AYF (aliitti-ye’elimiitti-ferriitti). Tutkimuksessa kehitettyjen CSA-sementtien perusidea on korvata perinteisen sementin päämineraaleja alhaisemman kalkkipitoisuuden omaavilla mineraaleilla, joka mahdollistaa sulfaatti-, rauta- ja alumiinioksidipitoisten jätemateriaalien monipuolisen käyttämisen raaka-aineena. Työssä valmistetut sementit sisälsivät tavanomaista sementtiä korkeamman pitoisuuden rautapitoista brownmilleriitti (ferriitti) mineraalia, joka mahdollisti rautapitoisten kuonien käytön. Jätemateriaalien sisältämien epäpuhtauksien vaikutusta sementtiklinkkerin mikrorakenteeseen ja muodostuviin mineraaleihin tutkittiin monipuolisesti. Jätemateriaalien käyttöä sementin raaka-aineina tutkittiin aluksi laboratoriomittakaavassa, jonka jälkeen valmistusta kokeiltiin 7-metrisessä pilottimittakaavan jatkuvatoimisessa sementtiuunissa. Mineralogisissa analyyseissä huomattiin, että jätemateriaalien epäpuhtaudet johtivat muutoksiin valmistettujen sementtiklinkkerien mineralogiassa ja mineraaleissa verrattaessa puhtaista raaka-aineista valmistettuihin verrokkeihin. CSAB-klinkkerin valmistus onnistui laboratoriossa ja pilottimittakaavassa. Valmistetussa sementtiklinkkerissä parhaimmillaan 85 % raaka-aineista oli korvattu teollisuuden jätemateriaaleilla ja raaka-aineista peräisin olevat CO2-päästöt alenivat 90 % verrattuna kalkkikivestä valmistettuun OPC-sementtiklinkkeriin. CSAB-sementtiklinkkeristä, anhydriitistä (CaSO4), vedestä ja hiekasta valmistettujen betonikappaleiden 28 päivän lujuusominaisuudet vastasivat kaupallisen OPC-sementin (CEM II/B-M (S-LL) 42,5 N) lujuutta. AYF-sementtiklinkkereitä pystyttiin valmistamaan laboratorio-olosuhteissa, mutta pilottimittakaavassa fluoria sisältävän AOD-kuonan käyttö osoittautui vaikeaksi ja vaatisi lisätutkimusta.