Verfahren zur Herstellung eines an Flussmitteln armen Zementklinkers Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her stellung eines an A1203 und Fe203 armen Zement- klinkers, wobei ein feingemahlener kalkreicher Roh stoff und ein feingemahlener kieselsäurereicher Roh stoff, die beide A1203 und Fe203 enthalten,
miteinan der gemischt werden und die Mischung gebrannt wird.
Es ist bekannt, dass durch weitgehende Feinmah- lung der Rohstoffe für die Herstellung von Zement klinker die Brennbarkeit des Rohmehles verbessert werden kann. Insbesondere muss die vorwiegend aus Quarz bestehende Kieselsäurekomponente des Roh stoffes sehr fein sein, um eine ausreichend schnelle und praktisch vollständige Reaktion bei den ge bräuchlichen Brenntemperaturen von etwa 1400 bis 1450 C zwischen den Rohstoffkomponenten zu be wirken.
Für hochwertige Zemente konnte man die beispielsweise aus Kalkstein und Ton gemischten Rohmassen auf Siebrückstände von 5 bis 8 %, be zogen auf ein Sieb 0,09 DIN<B>1171,</B> mahlen, wobei diese Siebrückstände grösstenteils aus der schwer reagierenden Kieselsäurekomponente bestanden.
Andererseits ist bekannt, dass für eine möglichst schnelle Umwandlung der Quarzkörner zu Kalzium silikaten bei üblichen Brenntemperaturen und Brenn zeiten ein beträchtlicher Anteil an Schmelzphase vorhanden sein muss. Der Schmelzanteil wird durch sogenannte Flussmittel (A403, Fe203 u. a.) geschaf fen, die bei der betreffenden Temperatur eutektisch schmelzen.
Wie aus der Fachliteratur bekannt ist, darf die Rohstoffmischung zur Erzielung einer prak tisch vollständigen Reaktion der Komponenten höch stens die vierfache Menge an Kieselsäure (Si02) ge genüber den Metalloxyden (A1203, Fe203 u. a.) ent halten.
Liegt dieser sogenannte Silikatmodul über 4, so soll eine vollständige Reaktion bei üblichen Brenn- temperaturen und üblichen Brennzeiten nicht mög lich sein. Als absolute Mindestmenge wird ein Ge halt von Al203+Fe203 von etwa 5 % im Klinker angegeben, was einem Silikatmodul von ungefähr 5 entspricht.
Dieser bisher erforderliche Schmelzanteil verbleibt nach dem Erkalten des Brenngutes vorwie gend als Kalziumaluminat und Kalziumaluminatferrit und bedingt eine beträchtliche Verschlechterung eini- ger Zementeigenschaften, zu denen zum Teil die Fe stigkeit, Abbindezeit, Abbindewärme, der Wider stand gegen chemische Angriffe,
das Schwinden und die Farbe des Zementmörtels gehören.
In Abweichung von dieser allgemein bekannten Tatsache, dass der Gehalt an Flussmitteln nicht unter einen Mindestgehalt sinken darf, gibt es vereinzelte Rohstoffvorkommen, bei denen von Natur aus der Kieselsäuregehalt das Sechs- bis Zwölffache der Me talloxyde beträgt.
Bei Verwendung derartiger Roh stoffe ergibt sich der Vorteil, dass, die nachteilige Wirkung der Metalloxyde weitgehends.t ausgeschaltet wird.
Durch das Verfahren gemäss der Erfindung soll auf künstlichem Wege jedes beliebige Verhältnis von Kieselsäure zu Metalloxyden hergestellt werden:, so dass man nicht an die seltenen natürlichen Vorkom men mit hohem Si02-Gehalt gebunden ist. Dies wird dadurch erreicht, dass der kieselgäurereiche Rohstoff auf eine Korngrösse unter 30 [,
vermahlen und dann in einem solchen Mengenverhältnis mit dem kalk reichen feingemahlenen Rohstoff gemischt wird, dass sich in der Rohstoffmischung ein Silikatmodul (Ge wichtsverhältnis : SiO2: Fe@03+A1203) von 6 oder höher ergibt.
In vorteilhafter Weise gewährleistet dies eine praktisch vollständige Reaktion der Kieselsäure mit dem Kalk bei technisch üblichen Brenntempera- turen und Brennzeiten. <I>Beispiel</I> Einem Zementwerk stehen als Rohstoffe ein Kalkstein mit 96,0 % CaCo3, 2,3 % Si02, 0,5% A1203,0,2 % F03 und 0,4 % Mg0,
sowie ein Quarzsand mit 95,7 % Si02, 2,6 % A1203 und 1,7 % Fe203 zur Verfügung. Kristalliner Quarz ist besonders geeignet, da dessen Gitterumwandlungen während des Aufheizens die Reaktion mit Kalk be günstigen. Eine günstige Rohstoffmischung erfordert z. B. auf 1000 Teile Kalkstein 193 Teile Quarzsand.
Der Kalkstein wird auf etwa 60 #t, der Quarzsand auf 30 [, vermahlen. Die Mischung, die einen Sili- katmodul von 13,6 ergibt, wird in einem ölgefeuerten Drehofen etwa 30 Min. bei 1450,1 gebrannt.
Das Verfahren ist von besonderem Interesse für Spezialzemente, die sich gegenüber gewöhnlichen Ze menten durch weisse Farbe, bessere Säurebeständig- keit, geringere Dehnung und andere Vorteile aus zeichnen sollen, die gerade durch die Metalloxyde ungünstig beeinflusst werden.
The invention relates to a method for the manufacture of a cement clinker low in A1203 and Fe203, wherein a finely ground lime-rich raw material and a finely ground silica-rich raw material, both of which contain A1203 and Fe203,
are mixed together and the mixture is fired.
It is known that extensive fine grinding of the raw materials for the production of cement clinker can improve the combustibility of the raw meal. In particular, the silica component of the raw material, which consists mainly of quartz, must be very fine in order to produce a sufficiently fast and practically complete reaction between the raw material components at the usual firing temperatures of around 1400 to 1450 C.
For high-quality cements, the raw materials mixed, for example, from limestone and clay, could be ground to sieve residues of 5 to 8%, based on a 0.09 DIN <B> 1171, </B> sieve, whereby these sieve residues largely consist of the hard-to-react silica component passed.
On the other hand, it is known that for the fastest possible conversion of the quartz grains to calcium silicates at the usual firing temperatures and firing times, a considerable proportion of the melt phase must be present. The melt portion is created by so-called fluxes (A403, Fe203, etc.), which melt eutectically at the relevant temperature.
As is known from the specialist literature, the raw material mixture may contain at most four times the amount of silica (SiO2) compared to the metal oxides (A1203, Fe203 and others) in order to achieve a practically complete reaction of the components.
If this so-called silicate module is above 4, a complete reaction should not be possible at the usual firing temperatures and normal firing times. A content of Al203 + Fe203 of around 5% in the clinker is specified as the absolute minimum amount, which corresponds to a silicate module of around 5.
This previously required proportion of enamel remains after the firing material has cooled down, mainly as calcium aluminate and calcium aluminate ferrite and causes a considerable deterioration in some cement properties, some of which include the strength, setting time, setting heat, resistance to chemical attack,
the shrinkage and color of the cement mortar.
In deviation from this well-known fact that the flux content must not fall below a minimum content, there are isolated raw material deposits in which the silica content is six to twelve times that of the metal oxides by nature.
Using raw materials of this type has the advantage that the adverse effect of the metal oxides is largely eliminated.
The method according to the invention is intended to artificially produce any desired ratio of silica to metal oxides, so that one is not bound to the rare natural occurrences with a high SiO2 content. This is achieved by reducing the silica-rich raw material to a grain size below 30 [,
ground and then mixed with the lime-rich finely ground raw material in such a proportion that the raw material mixture has a silicate module (weight ratio: SiO2: Fe @ 03 + A1203) of 6 or higher.
This advantageously ensures a practically complete reaction of the silicic acid with the lime at technically customary firing temperatures and firing times. <I> Example </I> A cement plant has a limestone with 96.0% CaCo3, 2.3% Si02, 0.5% A1203, 0.2% F03 and 0.4% Mg0 as raw materials,
as well as a quartz sand with 95.7% Si02, 2.6% A1203 and 1.7% Fe203 available. Crystalline quartz is particularly suitable because its lattice transformations favor the reaction with lime when it is heated. A cheap raw material mix requires z. B. 193 parts of quartz sand per 1000 parts of limestone.
The limestone is ground to about 60 #t, the quartz sand to 30 [. The mixture, which gives a silicate module of 13.6, is fired in an oil-fired rotary kiln for about 30 minutes at 1450.1.
The process is of particular interest for special cements, which should be distinguished from common cements by their white color, better acid resistance, lower elongation and other advantages that are adversely affected by the metal oxides.