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Verfahren zur Herstellung von künstlichem Bims
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fahren wird Glas in eine hocherhitzte Form gebracht und nach Erreichen der erforderlichen Zähigkeit einem solchen Unterdruck unterworfen, dass es sich aufbläht und die Form ausfüllt, worauf der aus der
Form genommene Gegenstand dem üblichen Kühlprozess unterworfen wird. Es handelt sich also bei die- sem Verfahren um Glas, während die Erfindung sich auf technische Schlacken bezieht. Ausserdem wird i bei dem bekannten Verfahren Unterdruck angewandt, so dass das Druckgefälle, welchem die Schmelze ausgesetzt ist, in seiner Grösse sehr beschränkt ist. Schliesslich wird bei dem bekannten Verfahren das schaumige Glas einer üblichen Abkühlung, d. h. einer sehr langsamen, unterworfen.
Das genannte Ver- fahren eignet sich sehr schlecht für technische Schlacken, die ihrer Natur nach sehr viskos sind.
Zum besseren Verständnis der Erfindung ist es erforderlich, noch weitere bekannte Verfahren in ihren wesentlichen Zügen zu erläutern. So ist z. B. noch ein weiterer Vorschlag für ein Verfahren zur Herstel- lung von künstlichem Bims aus Hochofenschlacken gemacht worden, wonach die Schlacken zum Schmel- zen erhitzt und die Schmelze unter Druck in einem geschlossenen Gefäss mit Gas vermischt werden und sodann der Überdruck aus dem Gefäss rasch abgelassen werden soll. Mit einer derartigen Verfahrensmass- nahme allein kann man zwar porigen künstlichen Bims erzeugen, der jedoch, wie die Praxis immer wie- der gezeigt hat, vor allem ausserordentlich schwer ist und keineswegs die Eigenschaften aufweist, die ihn mit Naturbims in dem zu Anfang erläuterten Sinne vergleichbar machen würden.
Man hat in diesem Zu- sammenhang auch bereits versucht, denkünstlichenBims dadurch günstiger zu erhalten, dass man eine mög- lichst grosse Menge an Gas in die Schlacke eingebracht hat. Die bekannten Massnahmen zielen also im wesent- lichen darauf hinaus, zunächst die flüssige Schlacke zu einer möglichst grossen Gasaufnahme zu veranlassen und dann anschliessend durch Druckentlastung das absorbierte Gas zum Expandieren zu bringen. Man war dann allerdings der Meinung, dass die Abkühlungsgeschwindigkeit auf die Qualität des Bimses insofern einen
Einfluss nehme, dass das Aufblähen über eine möglichst lange Zeit vonstatten gehen müsste, dass also im
Idealfalle eine sehr geringe Abkühlungsgeschwindigkeit eingehalten werden müsse.
Durch die nachfol- gend erläuterte Erfindung hat sich jedoch gezeigt, dass darin gerade ein Trugschluss liegt, denn bei län- ger anhaltendem Aufblähvorgang entstehen zwar grössere Gasblasen, jedoch entweicht dann einmal eine grosseMenge des Gases nach aussen und zum andern zieht sich das Schlackenmaterial sofort wieder schnell zusammen bzw. es fliesst zusammen. Das Endergebnis dieses bekannten Verfahrens ist dann also wiederum ein verhältnismässig grobporiger und gewichtsmässig schwerer Bims, der nicht im entferntesten die Eigen- schaften des Naturbimses besitzt.
An anderer Stelle wurde der weitere Vorschlag gemacht, aufgeschäumte Schlacke im breiartigen Zu- stand abzuschrecken, um auf diese Weise den Aufblähzustand zu erhalten. Die vorgeschlagenen Massnah- men beziehen sich jedoch lediglich auf die sogenannten kurzen Schlacken,. die infolge ihrer Dünnflüssig- keit überhaupt nicht zum Aufblähen zu bringen sind. Die dünnflüssige hocherhitzte Schlacke soll nach dem bekannten Verfahren auf eine feinporige, mit Wasser völlig getränkte Unterlage, beispielsweise aus gestampfter Kohle oder porösen Steinplatten od. dgl., aufgebracht und dort so lange belassen werden, bis das Erzeugnis aus dem kochenden oder brodelnden Zustand im wesentlichen zur Ruhe übergegangen ist und eine mehr oder weniger breiartige Konsistenz angenommen hat.
Das Erzeugnis soll dann aus dem
Reaktionsgefäss durch Ausgiessen entfernt und unter Abschreckung in die gewünschte Form übergeführt werden. Es ist leicht einzusehen, dass auf diese Weise unter keinen Umständen ein mikroporiges Gefüge im Sinne des Naturbimses und zugleich des erfindungsgemäss hergestellten künstlichen Bimses geschaffen werden kann. Das Abschrecken soll bei den bekannten Verfahren auch nur verhindern, dass der Schlackenschaum nach dem Ausgiessen aus dem Gefäss sofort wieder völlig in sich zusammensackt und damit eine feste Masse ohne überhaupt einen Porenanteil entsteht. In jedem Falle ist nach diesen bekannten Regeln nur ein verhältnismässig lockeres Aufschäumen mit grossen Gas-bzw. Dampfblasen zu erzielen.
Die hohe Temperatur der Schmelze wird stets für eine Abweisung des Wassers sowie des Wasserdampfes sorgen und den Eintritt einer grösseren Menge von Dampf in die Schmelze verhindern.
Weitere bekannte Vorschläge beziehen sich auf solche Schlacken, die nach dem Verlassen des betreffenden Ofens eine zu niedrige Temperatur besitzen, um durch Zusammentreffen mit Wasser aufgebläht werden zu können. Die Vorschläge gehen also dahin, in einem zweiten Ofen eine Temperaturerhöhung vorzunehmen und, damit die Schlacke die Temperaturerhöhung auch in dem gewünschten Masse mitmachen kann, der Schlacke nach dem Verlassen des Ofens Zuschläge beizugeben, durch welche der Schmelzpunkt erhöht wird. Die Viskosität eines Stoffes ändert sich zwar allgemein gesehen mit der Temperatur. Durch Zuschläge, die nur dazu bestimmt sind, die Temperatur zu erhöhen, kann man aber durchaus die Viskosität der Schlacke sowohl nach der einen als auch nach der andern Seite zu in Hinblick auf die nachfolgende Abkühlung verändern.
Von einer Einstellung des Viskositätsgrades im Sinne eines Merkmales der nachfolgend beschriebenen Erfindung kann hier jedoch keine Rede sein.
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Man kann die Schmelze, nachdem die Poren sich gebildet haben, aus dem Behandlungsgefäss vorteil- haft auch in geeignete Formen abfüllen, um den Formeninhalt nach Erstarrung unmittelbar als Baustein zu verwenden.
Die Bildung der Poren durch entsprechend auftretendes Druckgefälle, welches vorteilhaft plötzlich ! oder sehr schnell eintritt, kann auch so durchgeführt werden, dass die flüssige Schlackenschmelze sich zunächst in einem Behälter mit entsprechendem Überdruck befindet. Sobald man nun die Schmelze durch eine verschliessbare Öffnung an die Aussenluft austreten lässt, erfolgt ein entsprechender Druckabfall in der Schmelze und es bilden sich sofort die Poren in genügender Zahl und in genügender Feinheit.
Bei dem neuen Verfahren ist von Wichtigkeit, dass die Schmelztemperatur oder der Flüssigkeitspunkt der Schlacke nicht sehr weit von der Erstarrungstemperatur liegt. Man kennt z. B. saure Schlacken, die eine Schmelztemperatur von etwa 12000 haben, während die Erstarrungstemperatur bei etwa 10000 liegt.
Bei der Bildung der Poren muss die Schlacke verhältnismässig viskos sein ; sie darf mit andern Worten nicht zu dünnflüssig sein, weil sonst die gebildeten Gasblasen die Möglichkeit hätten, sich sehr schnell mitein- ander zu vereinigen und dadurch aus vielen kleinen Blasen wenige grosse entstehen würden ; dies soll aber gerade bei dem Verfahren nach der Erfindung vermieden werden. Bei der Erfindung sollen nämlich viele kleine Blasen, u. zw. möglichst gleichmässig verteilt, gebildet werden.
Je nach der Zusammensetzung der Schlackenschmelze wird es sehr vorteilhaft sein, diese vor dem Verfahren in geeigneter Weise zu be- handeln und zu verändern. Hiezu gehört die Herstellung einer genügenden Viskosität, gegebenenfalls auch die Zusetzung geeigneter Gasbildner, z. B. durch Einführen von Kaolin, wobei HO als später Gas- bildner sicher eingebracht wird. Das Kaolin wird zweckmässig in feinzerkleinertem Zustand in die Schlak- kenschmelze eingebracht. Wenn man gegebenenfalls eine Schlacke zur Verfügung hat, die sehr dünnflüs- sig ist, so wird nach weiterer Ausgestaltung der Erfindung diese Schlacke mit einem Stoff versetzt, der eine genügend starke Viskosität der Schlacke herbeiführt.
Durch die neue Erfindung ist es möglich, einen gleichwertigen Nachfolger des Naturbimses zu schaf- fen, dessen Lagerstätten in absehbarer Zeit zu Ende gehen. Gleichzeitig ist hiemit auch eine hochwertige
Verwertung gefunden für den ungeheuren Anfall an industriellen Silikatschlacken aller Art, vor allem auch der Schlacken aus den modernen Grosskesseln, die heute, mit Wasser granuliert, auf Halden gekippt werden. Die Verfeuerung von ballastreicher, d. h. sehr aschereicher, Steinkohle nimmt nämlich vor allem bei den Zechenkraftwerken immer mehr zu, s9 dass die Verwertung der anfallenden Schmelz- schlacke für die Kraftwerke zu einem Problem geworden ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von künstlichem Bims aus technischen Schlacken, insbesondere Hoch- ofen-oder Kesselschlacken, wobei diese Schlacken bis zum Schmelzen erhitzt und die Schmelze unter
Druck in einem geschlossenen Gefäss mit Gas, vorzugsweise Kohlensäure und/oder Wasserdampf, ver- mischt wird und wobei dann der Überdruck aus dem Gefäss rasch abgelassen wird und eine Abkühlung er- folgt, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Erzielung eines solchen mikroporigen Bimses, der in allen wesentlichen Eigenschaften dem Naturbims entspricht, der Schmelze gegebenenfalls viskositätserhöhende
Stoffe in an sich bekannter Weise beigemischt werden, und dass die Schmelze nach Ablassen des Über- druckes einer schnellen Abkühlung (Kühlungsstoss) in dem Augenblick unterworfen wird,
in dem sich die naturbimsartigen Mikroporen gerade gebildet haben.