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Österreichische PATENTSCHRIFT Nr. 10627.
LEON YOUSBASCHEFF IN ST. PETERSBURG.
Verfahren zur Gewinnung von künstlichem Stückerz und Stückbrennsto1f aus Erz-und
Kohlenklein aller Art.
Es wurde bekanntlich schon vielfach versucht, Erz- und Kohlenklein in stückige Form überzuführen, um dadurch eine erfolgreichere Verwertung der genannten Materialien zu ermöglichen. Allen diesbezüglich gemachten Vorschlägen haftet aber der Nachteil an, dass sie weder ein Verfahren von allgemeiner Anwendbarkeit auf beliebiges Erz-und Kohlenklein einschliessen, noch die Möglichkeit bieten, künstliches Stückerz oder Stückbrennmatorial zu erhalten, welches hinsichtlich seiner chemischen Zusammensetzung und physikalischen Eigenschaften den unmittelbar aus den betreffenden Fundorten stammenden natürlichen Stückerzen bezw, Stückkohlen nahekäme.
Das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Verfahren ist nun von den) genannten Nachteil frei, indem es die Gewinnung von in ihrer chemischen Zusammen- setzung und ihren physikalischen Eigenschaften mit den entsprechenden natürlichen Stück-
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Klein von beliebigen Erzen bezw. fossilen Brennstoffen gestattet.
Seinem Wesen nach ist das vorliegende Verfahren gekennzeichnet :
1. durch einen vorbereitenden Röstprozess, welchem das zu verarbeitende Erz- oder
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; durch den fraktionierten Mischprozess des Bindemittels mit dem zu behandelnden Klein und 4. durch die Einführung der zur Erzielung von Stückerzmassen bezw. Stückkohlenmassen von bestimmter chemischer Zusammensetzung erforderlichen Substanzen in die zu \ erarbeitende Erz- bezw. Kohlenkleinmasse.
Im nachfolgenden seien die unter l 4 angegebenen Merkmale des Verfahrens mit
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1. Der Vorbereitungsprozess : Das vorbereitende Rösten des Erzkleins und das dieser Operation entsprechende Erhitzen der Kleinkohle bei Luftabschluss bezweckt einerseits die Ausscheidung schädlicher Beimengungen aus dem zu verarbeitenden Material,
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Sumpfeisenerzes in solches von mehr krystallinischer, sandähnlicher Struktur.
II. Die Auswahl des Bindemittels. Da das Wesentliche und Neue des in Hede stehenden Verfahrens keineswegs in dem an sich bekannten Vereinigen von Erz- odor Kohlenklein zu Stücken, sondern vielmehr in der Herstellung solcher künstlichen Erz- und Kohlenstücke besteht, welche in ihren chemischen uud physikalischen Eigenschaften den entsprechenden natürlichen Stückerzen und Stückkohlen möglichst nahe kommen, so muss die chemische Zusammensetzung des zu verwendenden Bindemittels in qualitativer Hinsicht derjenigen der allgemein verbreiteten unschädlichen Beimengungen der natürlichen Erzstücke bezw. der Aschenbestandteile der fossilen Brennstoffe vollständig analog sein, d. h.
die Bestandteile des fraglichen Bindemittels müssen die folgenden sein : Kieselsäure, Tonerde,
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à l'art de ringenieur, Paris 1897) angehörende Materialien Verwendung finden : Fer r e t's Tabelle der Bindemittel :
I. Klt1sse "Die Kalke \Ì.
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B. Gruppe Hydraulische Kalke".
1. Schwach-hydranlischer Kalk. 2. Mittel-hydraulischer Kalk. 3. Eigentlich hydraulischer Kalk. 4. Höchstgradig hydraulischer Kalk.
11. Klasse Die Cemente".
A. Gruppe "Cement aus Grapier".
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1. Natürlicher oder Roman-Cement. 2. Künstlicher, schnellabbindender Cement.
C. Gruppe #Natürliche, mehr oder weniger langsam abbindende Cemente".
L Schwach abbindende Cemente. 2. Natürlicher, langsam abbindender Cement.
D Gruppe"Portland-Cementell.
1. Künstlicher Portland-Cement. 2. Natürlicher Portland-Cement.
E. Gruppe"Gemischte Cemente".
1. Erste Sorte oder eigentlich gemischter Cement. 2. Zweite Sorte oder Cement mit Zuschlagstoffen. 3. Dritte Sorte oder Puzzolan-Cemente (Schlacken-Cement u. s. w.).
! ll. Klasse., Die Puzzolane.
A. Gruppe #Natürliche Puzzolane".
1. Italienische Puzzolane. 2. Santorinerde. 3. Trass. 4. Gneise u. a. m.
B. Gruppe Künstliehe Puzzolane",
1. Gebrannte Tonerde. 2. Körnige Schlacken u. s. w.
Von diesen Bindemitteln ist es nun insbesondere der Portland-Cement, welcher für sich oder im Gemisch mit beliebigen Sorten der zweiten oder dritten Klasse der vorstehenden
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die #Künstlichen Puzzolane" des Klasse III) zur Herstellung von künstlichem Stlickerz und Stückkohle dem vorliegenden Verfahren gemäss Verwendung findet.
Die übrigen Bindemittel, wie die hydraulischen Kalke bezw. die Kalke überhaupt, Gyps u. s. w. sind sowohl als solche, als auch in Form ihrer Mischungen mit Portland-Cement ausgeschlossen, da ihre Anwesenheit die Erzielung von Stückerzon und Stückkohlen, welche den natürlichen Stücken
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Wie die diesbezüglichen Versuche erwiesen haben, verbindet der Portland-Cement als solcher oder im Gemenge mit den als zulässig angegebenen Cementen und Puzzolanen angewendet,. die verschiedenen Erz-und Kohlenkleinsorten zu festen Stücken, welche in ihrem gesamten Verhalten mit den betreffenden natürlichen Stückerzen und Stückkohlen praktisch genommen identisch sind.
So erhält man beispielsweise aus einer innigen Mischung von Chromeisen-Erzklein mit 4% Portland-Cement künstliche Chromeisen-Erzstücke, welche sich im Martinofen ebenso fest und feuerbeständig zeigen, wie die natürlichen stückigen
Chromeisenerze.
Betreffs der einzuhaltenden Mengenverhältnisse ist zu bemerken, dass auf 100 Ge- wichtsteile Kleinerz 3-6-5 Gewichtsteile Portland-Cement als solcher, oder 4-5-9 Gewichtsteile einer Mischung von Portland-Cement mit den weiter oben. als zulässig angeführten Cpmouten oder Puzzolanen zu nehmen sind, während für die Verarbeitung von Kleinkohle die entsprechenden Zusatzmengen von Portland-Cement oder Mischungen genannter Art zwischen 7 und 12 (in seltenen Fällen 13'5) bezw. zwischen 8'5 und 14'5 Gewichtsprozenten liegen. Die in dem jeweilig vorliegenden Einzelfall erforderliche. innerhalb dieser Grenzwerte fallende Menge von Portland-Cement oder seiner Mischung, sowie die Menge der im
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' III. Der fraktionierte Mischprozess.
Dieser Prozess besteht in dem all- mähttcbeo bezw. systematischen Anreichern oder Vermengen des Erz- oder Kohlenkleins mit dem Bindemittel. und soll an folgendem praktischen Beispiel erläutert werden :
Angenommen, es sei erforderlich, ein Gemisch von 96'2/o Erzklein und 3'8/0 Portland- cement herzustellen. Um dies zu erzielen, nimmt man zunächst auf 1#5 Gewichtsteile Erz-
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verhältnis bietet keine Schwierigkeit und die so erhaltene erste gleichmässige Teilmischung enthält 400/0 Cement.
Nun mischt man eine neue Menge reinen Erzkleins mit der erhaltenen ersten Teilmischung und zwar im Verhältnis von 2'5 Teilen des ersteren auf 1 Teil der letzteren ; die so erhaltene zweite gleichmässige Teilmischung enthält nur noch 11'43/Q
Cement.
Endlich wird je ein Gewichtsteil dieser zweiten Mischung mit 2 Gewichtsteilen reinen Erzkleins vermischt und die sich hiebei ergebende gleichmässige dritte Mischung enthält nun die erforderliche Cementmenge, d. i. 3#8%
Der wesentliche Zweck des fraktionierten Mischprozesses besteht in der Erzielung einer möglichst gleichmässigen Verteilung des Bindemittels zwischen den Teilchen des zu verarbeitenden Erz-oder Koblenkleins, was in technischer Hinsicht insoferne wichtig ist, als diese Gleichmässigkeit nicht nur die Festigkeit der herzustellenden Stücke bedingt, sondern auch bei Verwendung verhältnismässig geringer Mengen des Bindemittels die Mög- lichkoit bietet. Produkte zu erhalten, die den an die entsprechenden natürlichen Stückerze und Stückkohlen gestellten Anforderungen Genüge leisten.
IV. Die Einführung verschiedener Substanzen in jdie zu verarbei- te n d e Erz-und Ko h I e nm asse. Die Einführung und Verteilung von mineralischen oder anorganischen Substanzen in die zu verarbeitende Ef2- und Kohlenmasse bat den Zweck, Stückerzmassen von ganz bestimmtor chemischer Zusammensetzung bezw. Stückkohlenmassen von entsprechendem Heizeffekt und erforderlicher Zusammensetzung der Aschenbestandteile zu erzielen. Die Auswahl der einzuführenden Substanzen, sowie die jeweilig erforderliche
Menge derselben wird in Abhängigkeit von dem Zwecke, welchem das fertige Produkt dienen soll, festgestellt.
So kann es sich hiebei datum handeln, aus saurem Erzklein, Erz- stücke neutralen Charakters oder umgekehrt, aus basischem Erzklein saure Erzstücke zu erhalten, oder aber gewisse schädliche Beimengungen des Erzkleins unschädlich zu machen, beispiels- weise den Übergang von Phosphor aus Phosphoreisenerzklein in das aus demselben her- zustellende Robeisen zu verhindern, was zweckmässig durch gleichmässiges Verteilen von /crkleinertem Magnesit oder Dolomit in der zu verarbeitenden Masse des genannten Erz- kleins erzielt werden kann. Ausserdem bezweckt die Einführung verschiedener Substanzen in die Erz-und Kohlenmassen auch die Veränderung einzelner physikalischer Eigenschaften dieser Massen.
So können beispielsweise Sägespäne in die herzustellenden Eisenerzstücke eingeführt werden, um eine erhöhte Porosität dieser letzteren zu erzielen, was für den
Reduktionsprozess der Erze von grösster Wichtigkeit ist.
Die Einführung der betreffenden Substanzen in das in Stückform zu bringende Erz- oder Kohlenklein erfolgt am Besten in der Weise. dass man dieselben, insoweit es sich um fest6 Substanzen handelt, in Pulverform zunächst mittelst des fraktionierten Misch- verfahrens mit dem als Bindemittel dienenden Portlandeement u. s. w. vermischt, worauf das erhaltene Gemenge mit dem Erz- oder Kohlenklein vermischt wird. Falls aber dio ein- zuführende Substanz eine ölartigc, z. D.
Mineralöl ist, so wird das Erz-oder Kohlenklein zunächst mit der als Bindemittel dienenden Cementmasse vermengt, das Ganze mit Wasser angefeuchtet und so lange sich selbst Uherlassen, bis der Abbindungsprozess des Cements beginnt : erst nach erfolgtem Eintritt der Abbindung kann die einzuführende Menge öliger
Substanz mit der feuchten Masse und zwar durch den fraktionierten Mischprozess ver- mengt werden.
Der Gang des im Vorstehenden hinsichtlich seiner einzelnen wesentlichen Merkmale gekennzeichneten Verfahrens gestaltet sich, wie folgt : Das zu verarbeitende Erz-oder
Kohlenklein wird zunächst einem Röstprozess unterworfen, sodann nach erfolgter Fest- stellung des zu verwendenden Bindemittels mit diesem letzteren durch fraktioniertes Mischen in ein Gemenge von jeweilig gewünschtem Mengenverhältnis seiner Bestandteile übergeführt und das so erhaltene Gemenge mit Wasser angefeuchtet, wobei es gleichgiltig ist, ob 'Nasser von gewöhnlicher oder höherer Temperatur oder in Dampfform angewendet wird.
Nach Eintritt des Abbindungsprozesses wird die Masse zu Stücken von 4icbtem Geftigc
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Produkte darstellen.
Die in die Masse ausser dem'Bindemittel noch einzuführenden Stoffe werden, je nach ihrer Beschaffenheit in der unter IV erläuterten Weise mit dem Bindemittel selbst-oder erst nach erfolgtem Eintritte des Abbindungsprozesses zugesetzt.