CH273899A - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung einer als Bindemittel für Bauzwecke und als Rohmischung für die Erzeugung von Bauformteilen geeigneten Mischung. - Google Patents

Description

  Verfahren und Einrichtung zur Herstellung einer als Bindemittel für Bauzwecke  und als Rohmischung für die Erzeugung von     Bauformteilen    geeigneten     Miscbung.       Die Erfindung     betrifft    ein Verfahren und  eine Einrichtung zur Herstellung einer als  Bindemittel für Bauzwecke und als Roh  mischung für die Erzeugung von Bauform  teilen geeigneten Mischung, und zwar einer  seits aus Stoffen, die sowohl kohlenstoffhaltig  als auch kieselsäurehaltig und     tonerdehaltig     und     eisenoxydhaltig    sind, und andererseits  aus     Calciumverbindungen.       Es ist bekannt,

       Steinkohlenflugasche    mit  Zement oder Kalk zu Brennstoff in Steinform  oder zu Leichtbaukörpern zu verarbeiten.  Man hat auch schon Leichtbaukörper da  durch hergestellt, dass Flugasche mit Zement,  Kalk,     Wasserglas    und Braunkohle brikettiert  und gebrannt.     und    das Brennprodukt mit  Zement,     Kalk    oder Gips verarbeitet wurde.  Ausserdem sind Verfahren bekannt, bei denen  Flugasche mit. Kalk oder Zement verarbeitet,  mit Wasser angemacht und dann die geform  ten Teile der in der     Kalksandsteinfabrikation     üblichen Dampfhärtung unterworfen werden.  



       Ölschiefer    wurde, abgesehen von der     Öl-          gewinnung,    bisher benutzt, um mit Kalk  stein, Mergel, Kohle oder Koks Zementklin  ker zu brennen.     Andererseits    konnten die bei  entsprechender Führung des Schwelprozesses  anfallenden     Olschieferrückstände    bestimmter  chemischer Zusammensetzung zur Herstel  lung von hydraulischem Kalk und Leicht  bausteinen verwendet werden.    Soweit bei diesen bekannten Verfahren  die Flugasche und der Ölschiefer nicht zu  Brennstoff verarbeitet werden, was nament  lich bei Flugasche einen verhältnismässig sehr  hohen Gehalt an Brennbarem voraussetzt,  wird zu allen diesen bekannten Verfahren  zusätzlich Brennstoff benötigt.

   Die Erfindung  zeigt nun einen andern Weg der Verwertung  von Flugasche und Ölschiefer.    Das Verfahren gemäss der     Erfindung    ist  dadurch gekennzeichnet, dass Kieselsäure,  Tonerde, Eisenoxyd und brennbaren Kohlen  stoff enthaltende Stoffe einerseits und     Cal-          ciumv        erbindungen    andererseits einem     Brenn-          prozess    unterworfen werden und das Gemisch  der     Brennprodukte    gemahlen wird, wobei  das Verhältnis der erstgenannten Stoffe zu  den     Calciumverbindungen    derart gewählt  wird, dass der Gehalt des erzielten Produktes  an gebranntem Kalk     (Ca0)

      niedriger ist als  der Gehalt an andern Oxyden.  



  Die     kieselsäure-,        tonerde-,        eisenoxyd-    und  kohlenstoffhaltigen Stoffe können sein: Ver  brennungsrückstände von Kohle, wie Stein  kohlenflugasche oder     Braunkohlenflugasche,     Ölschiefer, Industrieabfälle oder Mischungen  von zwei oder mehr dieser Stoffe. Die Cal  ciumverbindungen sind zweckmässig solche,  die im wesentlichen aus kohlensaurem Kalk       (CaC03)    bestehen, beispielsweise Kalkstein  oder Kalkmergel oder Muschelkalk.      Die kohlenstoffhaltigen Stoffe und die       Calciumverbindungen    werden gewöhnlich vor  dem Brennen miteinander vermischt.

   Bei  Verwendung von Flugasche können Kalk  stein oder Kalkmergel oder Muschelkalk       stückig    oder gemahlen verwendet werden.  Auch Ölschiefer kann man     stückig    oder ge  mahlen verwenden.  



  Vor dem Brennen können die Stoffe, so  weit in der Mischung Flugasche oder ge  mahlene Teile enthalten sind, nach Zugabe  von Wasser in Stückform gebracht werden,  und zwar entweder durch Brikettieren, was  mittels Schwingungsgeräten erfolgen kann,  oder durch Granulieren. An sich könnten die  hergestellten     Granalien    oder Briketts ge  trocknet als Brennstoff in Feuerungen ver  wendet werden.  



  Bevor die Stoffe in Stückform gebracht  werden, also auch vor dem Brennen, kann  ein Stoff zugesetzt werden, der aus     kiesel-          säure-,        tonerde-,        eisenoxyd-    und kohlenstoff  haltigen Stoffen sowie     Calciumverbindungen     als Ausgangsstoffen besteht und bereits einem       Brennprozess    unterworfen wurde.  



  Dieses Brennprodukt kann beispielsweise  durch Verbrennung von Steinkohlenstaub  unter Zugabe geringer Mengen einer ge  mahlenen     Calciumverbindung,    z. B. von ge  mahlenem Kalkstein, erzeugt werden, um die  Verbesserung des Wirkungsgrades einer     Koh-          lenstaubfeuerung    durch Lockerung der     Koh-          lenstaubdichte    zu ermöglichen.  



  In jedem Falle wird bei dem Verfahren  die Menge der     Calciumverbindungen    dem  Gehalt des kohlenstoffhaltigen Stoffes an       Kieselsäureanhydrid        (S'02),    Aluminiumoxyd       (A1203)    und Eisenoxyd     (Fe203)    in der Weise  angepasst, dass     mit    zunehmendem Gehalt an  diesen Stoffen dem kohlenstoffhaltigen Stoff  eine zunehmende Menge an     Calciumverbin-          dungen    zugesetzt wird.  



  Das mit dem beschriebenen Verfahren  hergestellte     Brennprodukt    kann als Binde  mittel für Bauzwecke oder als Rohmischung  für die Erzeugung von     Bauformteilen    ver  wendet werden. Im letzteren Falle wird das  gemahlene     Brennprodukt    unter Zusatz von    Wasser zu     Bauformteilen    geformt, und diese  worden gehärtet.  



  Der Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass  der Heizwert der kohlenstoffhaltigen Stoffe  dadurch ausgenutzt werden kann, dass der       Brennpr        ozess    j e nach Einstellung zu einem       Kalkbrennprozess    oder zu einem     Zement-          brennprozess    gestaltet werden kann, wobei  der Gehalt der kohlenstoffhaltigen Stoffe an       Kieselsäureanhydrid        (Si02),    Aluminiumoxyd       (A1203)    und Eisenoxyd     (Fe2O3)    zur Wirkung  gebracht wird.

   Durch den Gehalt der     kohk.n-          stoffhaltigen    Stoffe an     K'eselsäure    werden  nach dem Anmachen der Mischung mit Was  ser bei der Härtung von     Bauformteilen     mittels Wärme in Verbindung mit dem ge  brannten Kalk     Calciumhydrosilikatgele    ge  bildet.

   Um die Bildung dieser     Calciumhydro-          silikatgele    zu sichern, wird, falls der Kiesel  säuregehalt der erzeugten Rohmischung aus  nahmsweise nicht ausreichen sollte, der Roh  mischung ein     kieselsäurereicher    Stoff     zuge-          mahlen.    Das können Sand oder     Gichtstaub,     Filterberge von der     Zinkerzflotation,    Zink  asche oder Filterstaub von der Erzaufberei  tung, granulierte     Hochofenschlacke    o.     dergl.     sein. Die     Calciumhydrosilikatgele    verleihen  den     Bauformteilen    eine besondere Festigkeit.

    Ausserdem wird im Falle der Verwendung  von metallhaltigen     kieselsäurereichen    Stoffen  die Porenstruktur der     Bauformteile    in dem  Sinne beeinflusst, dass ausser den bei der Bil  dung der     Calciumhydrosilikatgele    entste  henden feinen Poren auch grössere Poren ent  stehen, die die Haftfestigkeit des Putzes er  höhen.  



  Bei den mit der nach dem Verfahren  gemäss der Erfindung hergestellten Roh  mischung erzeugten     Bauformteilen    ist die  Härtung an sich durch den     Härtungsprozess     im Wasserdampf oder in der Warmluft noch  nicht beendet, sondern solche     Bauformteile,     haben die vorteilhafte Eigenschaft, noch       nachzuhärten.    Die Teile können nach Been  digung des     Härtungsprozesses    im Wasser  dampf oder in der Warmluft bereits versandt  werden, ohne dass dies auf die Nachhärtung  einen Einfluss hat. Die Nachhärtung ist eine      vorteilhafte Folge der qualitativen und  quantitativen Zusammensetzung der Roh  mischung, die an sich auch die Erhärtung in  Luft bei normaler Temperatur und unter  normalem Druck gestattet.  



  Eine zweckentsprechende Führung des  Brennprozesses kann in der Weise geschehen,  dass in Brennöfen     kieselsäure-,        tonerde-,          eisenoxyd-    und kohlenstoffhaltige Stoffe un  ter Zusatz von     Calciumverbindungen    bei den  üblichen     Kalkbrenntemperaturen    von 800  bis 980  C und in einem weiteren Ofen die  selben     Stoffe,    jedoch mit höherem Anteil an       Calciumverbindungen    als in den anderen  Öfen, bei den üblichen     Zementbrenntempe-          raturen    von<B>1250</B> bis 1400  C gebrannt  werden.  



  Für den Eintrag in die bei     Kalkbrenntem-          peraturen    betriebenen Öfen bzw. in den bei       Zementbrenntemperaturen    betriebenen Öfen  können folgende Beispiele dienen  <I>1. Aus f</I>     iihrungsbeispiel    für     Kalkbrenntempe-          raturen:

       80 % Flugasche (bestehend beispielsweise aus       35-45%        Si0"        30-35 ä    A103,     3-7%          Ca0,    10-30% C, 1-3%     Mg0,    0-3%       S03,    5-15%     Fe20s)

            +20%          15%        CaO        -I-    85%     (SiO2        -I-          A1203        +        MgO        +        S03        +        Fe203)     <I>2.</I>     Ausführungsbeispiel    für     Zementbrenn-          temperaturen     40 % Flugasche (bestehend beispielsweise aus:

    35-45%     SiO2,    30-35%     A120"    3-7%       Ca0,    10-30% C, 1-3%     Mg0,    0-3%       S03,    5-15%     Fe20s)          +        ö0%    CaCO3     \'    48%     CaO        +    52%     (S'02        +          A1203        +        MgO        -f-        S03        +        Fe203).     



  Die erfindungsgemässe Einrichtung zur  Durchführung des Verfahrens ist dadurch  gekennzeichnet, dass ein Brennofen, der zur  Durchführung des Verfahrens bei den übli  chen     Zementbrenntemperaturen    von 1250  bis 1400  C dient, im Wärmestrahlungsbe  reich uni ihn herum angeordneter Brennöfen  vorgesehen ist,     die    zur Durchführung des  Verfahrens bei den üblichen Kalkbrenntem-         peraturen    von 800 bis 980  C     dienen,    und  dass Leitungen vorgesehen sind, die die brenn  baren Abgase der äussern Öfen in den     innern     Ofen leiten.

   Der innere Ofen braucht nämlich  entsprechend seiner Beschickung zusätzlich  Brennstoff, der bei den äussern Öfen im Über  schuss     vorhanden    ist. Die Einrichtung gemäss  der Erfindung gestattet also, das Verfahren  in zwei Parallelverfahren durchzuführen.  Die Parallelverfahren unterscheiden sich  lediglich in der Zusammensetzung des Ein  trags und in den     Brenntemperaturen.    Ihre  Brennprodukte können miteinander ver  mischt werden.  



  Der Vorteil der Durchführung des Ver  fahrens mit der in Rede stehenden Einrich  tung besteht in einer besonders günstigen  Wärmeausnutzung. Um die     Überführung    der  Abgase aus den äussern Öfen in den innern  Ofen zweckmässig durchzuführen und gleich  zeitig den innern Ofen mit der erforderlichen  Frischluftzufuhr zu versehen, kann ein Ge  bläse zur Förderung der Abgase von den  äussern Öfen in den innern Ofen derart ange  ordnet sein, dass es     Frischluft    in     die        Förder-          leitung    in der Förderrichtung der Abgase  drückt. Bei einer solchen Anordnung hat  das Gebläse nur frische Luft zu fördern,  nicht Abgase, so dass es nicht durch Staub  oder Öl verschmutzt werden kann.

   Es wirkt  aber auch, indem es die Luft in der     Förder-          richtung    der Abgase in die Förderleitung  einbläst, als     Injektor,    so dass also die Abgase  von der eingelassenen Luft mitgezogen wer  den.  



  Man erhält bei Durchführung des Ver  fahrens gemäss der Erfindung in einer solchen  Einrichtung in beiden Arten von Öfen ein  Brennprodukt, das als Bindemittel für Bau  zwecke und für die Erzeugung von Bauform  teilen geeignet ist, in dem innern Ofen aber,  in dem bei höherer Temperatur gebrannt  wird, ein solches mit höherem Kalkanteil, das  sich infolgedessen vorzugsweise als Binde  mittel eignet, dessen Gehalt an gebranntem  Kalk     (Ca0)    aber auch niedriger ist als der  Gehalt an andern Oxyden.      Das Brenngut in den bei     Kalkbrenntem-          peraturen    arbeitenden Öfen kann, abgesehen  von den     Calciumverbindungen,    Ölschiefer  sein.

   In diesem Falle wirken die     Calciumvei-          bindungen    als Wärmedämmer, indem sie  Wärme für die stattfindende Abgabe von  Kohlendioxyd     (C02)    absorbieren, und ver  hindern dadurch, dass die Temperatur in den   Kalköfen  bei einem dem gewünschten Ver  fahren angemessenem Austrag über die Kalk  brenntemperatur hinausgeht. Andernfalls  würde der Ölschiefer seine mörteltechnischen  Eigenschaften verlieren.  



  Auf der beigefügten Zeichnung ist bei  spielsweise und schematisch die Einrichtung  einer Ofenkombination dargestellt. Es zeigen       Fig.    1 eine teilweise geschnittene Ansicht  einer Ofenkombination,       Fig.    2 eine teilweise geschnittene Ansicht  einer andern Ofenkombination,       Fig.    3 einen Querschnitt durch die erste  Ofenkombination,       Fig.    4 einen Querschnitt durch die zweite  Ofenkombination.  



  Die Öfen     a    nach Art der Kalköfen sind  um den Ofen b nach Art eines Zementofens  herum angeordnet. Die     die    Abgase aus den  äussern Öfen     cc    oben herausführende Förder  leitung c führt diese Abgase gemischt mit  Frischluft von unten in den innern Ofen b  ein. Ausserhalb der Förderleitung c ist ein  Gebläse     d    angeordnet, das Frischluft ansaugt  und diese durch eine Leitung e in die     Förder-          leitung    c in der Förderrichtung der Abgase  einbläst.

   Die Ausführungsformen der Ofen  kombinationen gemäss     Fig.    1 und 3 bzw. 2  und 4 unterscheiden sich     lediglich    durch die       Querschnittsform    der Öfen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜTCHE I. Verfahren zur Herstellung einer als Bin demittel für Bauzwecke und als Rohmischung für die Erzeugung von Bauformteilen geeig neten 1VIischung, dadurch gekennzeichnet, dass Kieselsäure, Tonerde, Eisenoxyd und brennbaren Kohlenstoff enthaltende Stoffe einerseits und Calciumverbindungen ander seits einem Brennprozess unterworfen werden und das Brennprodukt gemahlen wird, wo bei das Verhältnis der erstgenannten Stoffe zu den Calciumverbindungen derart gewählt wird,

   dass der Gehalt des erzielten Produktes an gebranntem Kalk (Ca0) niedriger ist als der Gehalt an andern Oxyden. II. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein Brennofen, der zur Durchführung des Verfahrens bei Tempera turen von 1250 bis 1400 C dient, im Wärme- strahlungsbereich um ihn herum angeordne ter Brennöfen vorgesehen ist, die zur Durch führung des Verfahrens bei Temperaturen von 800 bis<B>980'</B> C dienen, und dass Leitungen vorgesehen sind, die die brennbaren Abgase der äussern Öfen in den innern Ofen leiten.

   L'NTTRAN SPRL\CIIE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass als Kieselsäure, Tonerde, Eisenoxyd und brennbaren Kohlen stoff enthaltende Stoffe Verbrennungsrück stände von Kohle verwendet werden. 2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbrennungsrückstand von Kohle Steinkohlenflugasche verwendet wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbrennungsrückstand von Kohle Braunkohlenflugasche verwendet wird. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbrennungsrückstände von Kohle Steinkohlenflugasche und Braunkohlenflug asche verwendet werden. 5. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass als Kieselsäure, Tonerde, Eisenoxyd und brennbaren Koh- lenstoff enthaltender Stoff Ölschiefer verwen det wird. 6. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass eine im wesent lichen aus kohlensaurem Kalk (CaC0,) be stehende Calciumverbindung verwendet wird. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die kieselsäure-, tonerde-, eisenoxyd- und kohlenstoffhaltigen Stoffe und die Calciumverbindungen vor dem Brennen miteinander vermischt werden. B. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, class die Stoffe vor dem Brennen nach Zugabe von Wasser in Stückform gebracht werden. 9. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 7 und 8, dadurch gekenn zeichnet, dass die Stoffe vor dem Brennen nach Zugabe von Wasser brikettiert werden. 10.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 7 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, dass das Brikettieren mittels Schwin gungsgeräten erfolgt. 11. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffe vor dem Brennen nach Zugabe von Wasser granuliert werden. 12. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 7 und 8, dadurch gekenn zeichnet, dass, bevor die Stoffe in Stückform gebracht werden, ein bereits nach Patentan spruch I erzeugtes Brennprodukt zugesetzt wird. 13.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass eine dem Brenn- prozess zu unterwerfende, Kieselsäure, Ton erde, Eisenoxyd, Kohlenstoff und eine Cal ciumverbindung enthaltende Mischung durch Verbrennung eines Gemisches, das eine ge mahlene Calciumverbindung und Kohlen staub enthält, erzeugt wird. 14. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstaub durch Vermahlen von Steinkohle erzeugt wird und die Calciumver- bindung aus gemahlenem Kalkstein besteht. 15.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Steinkohlenstaub erzeugt und diesem vor der Verbrennung gemahlener Kalkstein zugesetzt wird. 16. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es in zwei Par allelverfahren durchgeführt wird, von denen das eine, in dessen Eintrag die kieselsäure-, tonerde-, eisenoxyd- und kohlenstoffhaltigen Stoffe gegenüber den Calciumverbindungen überwiegen, bei Brenntemperaturen von 800 bis 980 C durchgeführt wird und das andere,

   bei dessen Eintrag die Calciumverbindungen gegenüber den kieselsäure-, tonerde-, eisen- oxyd- und kohlenstoffhaltigen Stoffen über wiegen, bei Brenntemperaturen von<B>1250</B> bis 1400' C unter Ausnutzung der bei dem erstgenannten Parallelverfahren anfallenden Überschusswärme durchgeführt wird, wobei bei jedem der Parallelverfahren der Gehalt des Brennproduktes an gebranntem Kalk (Ca0) niedriger ist als der Gehalt an andern Oxyden. 17.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass dem Brennpro- dukt ein kieselsäurereicher Stoff zugemahlen wird. 18. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gebläse zur Förderung der Abgase von den äussern Öfen in den innern Ofen derart angeordnet ist, dass es Frischluft in die Förderleitung in der Förderrichtung der Abgase drückt.