DD153816A1

DD153816A1 - Verfahren zur herstellung von zementklinker

Info

Publication number: DD153816A1
Application number: DD22378480A
Authority: DD
Inventors: Rudolf Haase; Bernhard Hesse; Werner Kochmann; Guenter Schoeppe
Original assignee: Rudolf Haase; Bernhard Hesse; Werner Kochmann; Guenter Schoeppe
Priority date: 1980-09-09
Filing date: 1980-09-09
Publication date: 1982-02-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zementklinker fuer die Produktion hochwertiger Portlandzemente mit schneller Anfangshaerte und hoher Druckfestigkeit. Erfindungsgemaess werden im Drehrohrofen, beispielsweise beim Gips-Schwefelsaeure-Verfahren, nach der Sinterzone bei ca. 1200 Grad C waessrige Loesungen oder Emulsionen verduest, die Ammoniumsalze allein oder im Gemisch mit Phosphorsaeureestern enthalten, wobei auf 1000 Gewichtsteile Klinker 1 bis 5 Gewichtsteile Ammoniumsalze beziehungsweise 1 bis 5 Gewichtsteile Ammoniumsalze und 0,1 bis 0,5 Gewichtsteile Phosphorsaeureester zugesetzt werden.

Description

VSB CHEMIEKOMBINAT BITTERFELD Bitterfeld, 14. 8, 1980

2015'

Verfahren zur Herstellung von Zementklinker

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zementklinker für die Produktion hochwertiger Portlaadzemente.'

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, Portlandzementklinker nach zwei technologischen Verfaliren herzustellen. Das eine Verfahren' geht von Kalkstein (CaCO.,) und das andere von Anhydrit (CaSO^) als Bohstoff aus. Während des Brennprozesses verwandeln sich Kalkstein und Anhydrit zu CaO, dem Hauptbestandteil des Zementes« Für die Qualität des Zementes ist bekannterweise unter anderem die Bildung von Tricalciumsilicat ausschlaggebend.» Daneben sind mineralogische Bestandteile wie Tricalciumaluminat und Tetracalciumaluminatferrit im Zement von Bedeu-.tung. Als Rohstoffe für die Zeiaentklinkerproduktion sind daher neben Kalkstein beziehungsweise Anhydrit auch Ton oder Schief er splitt j- Kies oder Kiesabbrand und Sand' erforderlich.

Es ist weiterhin bekannt, daß das für die Erhärtung und Druckfestigkeit des Zementes wichtige Tricalciumsilicat sich bei ca* 1400 C in der Sinterzone dos Drehrohrofens

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bildet? unabhängig davon, ob man von Kalkstein oder von Anhydrit ausgeht. Dabei spielen Verweilzeit, Zuschlagstoffe-und oxydierende oder reduzierende Gasatmosphäre in der Sinterungszone bei 1400 ⁰C eine wesentliche Rolle.

Bei Temperaturen unterhalb 1250 ⁰C ist das Tricalciumsilikat metastabil und zerfällt in Dicalciumsilikat und freies Calciumoxid. «Je langsamer der Abkühlprozeß ist, um so mehr wird das Gleichgewicht nach freiem Calciumoxid verschoben. Daher geht man in der Praxis so vor, daß man entweder den Klinker kurz nach der Sinterungszone mit Wasser beziehungsweise Wasserdampf abschreckt oder aber den Klinker bei Temperaturen über 135O ⁰C den Ofen verlassen läßt und an der Luft abkühlt« Beide Verfahren sind jedoch energetisch unwirtschaftlich«, ·

Bei der Anwendung von Anhydrit als Rohstoff bringt das Abschreckverfahrec zusätzlich erhebliche Schwierigkeiten bei der Reinigung der schwefeldioxidhaltigen Abgase vor ihrer katalytisch^η Oxydation zu Schwefeltrioxid.

Es ist bekannt, daß die Druckfestigkeit zu den wichtigsten Eigenschaften des Zementes zählt und nach der nach 28 Tagen mindestens zu erreichenden Druckfestigkeit Zemente in entsprechende !Festigkeitsklassen eingeteilt werden. Bekanntlich hat aber das Schnellbinden eines Zementes nichts mit der Entwicklung einer hohen Anfangsfestigkeit zu tun. Im Gegensatz zu den sogenannten Raschbindern haben besonders wertvolle Zemente eine normale Bindezeit von 6 bis 8 Stunden? aber dann setzt bei ihnen eine schnell fortschreitende Erhärtung ein, so daß ein solcher Zement bereits nach 24 Stunden hohe Zug- und Druckfestigkeit erreicht.

Ziel_der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Zementklinker zu entwickeln, das es gestattet j ohne großen

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Aufwand hochwertiger Portiandzemente mit schneller Anfangshärte und hoher Druckfestigkeit zu gewinnen.

Wesens der_ Erfindung

Diese Aufgäbe"wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man im Drehrohrofen nach der Sinterzone bei ca_e 1200 ⁰C wäßrige Lösungen oder Emulsionen verdüst, die Ammoniumsalze allein oder im Gemisch mit Phosphorsäureestern enthalten, wobei auf 1000 Gewichtsteile Klinker 1 bis 5 Gewichtsteile Ammoniuinsalze beziehungsweise 1 bis 5 Gey/ichtsteile Ammoniumsalze und 0,1 bis 0,5 Gewichtsteile Phosphorsäureester zugesetzt werden. Als Ammoniumsalze können beispielsweise Ammoniumchlorid, Ammoniumnitrat oder Ammoniumsulfat zugesetzt werdenf als Phosphorsäureester sind Gemische geeignet, wie sie beispielsweise bei der Herstellung verschiedener Pflanzenschutzmittel entstehen, so etwa Gemische aus Thiophosphorsäureamiden, Trimethylthiophosphat und aus Amidophosphörsäuren beziehungsweise deren Salzen»

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Zement-, klinker eignen sich für die Produktion hochwertiger Portlandzemente. Gegenüber den nach bekannten Verfahren hergestellten Zementen ergeben sich für die Kennwerte «Anfangshärte und Druckfestigkeit eindeutige Verbesserungen» Dabei spielen die Verweilzeit im Ofen j der" Abschreckprozeß und die Gasatmosphäre keine wesentliche Rolle 'mehr,

Ausführungsbe isp i e1e

In, den folgenden Beispielen v/erden die Erstarrungsseit und die Druckfestigkeit nach bekannten Standardmethoden ermittelt* Beginn und Ende des Erstarrens werden bestimmt, indem die Tiefe gemessen wird, bis zu der eine mit einer Zusatzmasse belastete Nadel in den nach einer definierten.Vorschrift angemachten plastischen Leim aus Zement und Wasser eindringt_β Zur Ermittlung der Druckfestigkeit werden Zement, Prüfsand

und Wasser im Verhältnis 1 : 3 ί 0>5 in einem Schaufelmiseher gemischt und. dieser Mörtel in Formen der Abmessungen 4-0 mm χ 40 mm χ 160 mm mittels eines Schocktisches verdichtet. Fach eintägiger Lagerung in feuchter Luft werden die Mörtelprismen entformt und unter Wasser gelagert. An den festgelegten Terminen werden die Prismen aus dem Wasser genommen und auf Druckfestigkeit geprüft. .

Die Beispiele 1 bis 6 vergleichen beim Gips-Schwefelsäure-Verfahren erfindungsgemäß hergestellte Zementklinker mit solchen, die nach dem bisher üblichen Verfahren hergestellt wurden· Die entsprechenden Kenndaten (Erstarrungszeit und Druckfestigkeit) werden in einer Tabelle zusammengefaßt·

Beispiel 1s .

In einem Drehrohrofen von 70 m Länge und einem freien Reaktionsraum von 520 nr werden 165 t Zementklinker pro Tag nach dem Gips-Schwefelsäure-Verfahren produziert. Die Temperaturen in der Sinterzone betragen dazu 1450 ⁰C. Der Klinker wird vor dem Verlassen des Drehrohrofens in Kühlern durch Luft auf ca. 700 ⁰C gekühlt und in. einem Freilager gelagert. Nach der Abkühlung auf ca. 40 ⁰G wird der Klinker mit 3 % Gips zum Portlandzement vermählen. Dabei werden folgende Kennwerte im Tagesdurchschnitt erreichts

Erstarrungszeit Z~\_7 Druckfestigkeit /~kpcm _7

3 Tage 7 Tage 28 Tags

.4,5 205 334 452

Beispiel. Zt

Die Bedingungen sind analog Beispiel 1. Bei ca. 1200 ⁰G wird nach der Sinterungszone eine wäßrige Ammoniumchloridlösung versprüht. Das Mässeverhältnis Klinker :. Ammoniumionen beträgt dabei 1000 % 1| es werden dabei 40 1 Wasser pro Stunde eingesetzt.

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Beispiel 3: ' . . ·

Die Bedingungen entsprechen den Beispielen 1 und 2, jedoch wird zum Vergleich nur reines Wasser versprüht.

Beispiel 4$

Die Bedingungen sind analog Beispiel 1. Bei 1200 ⁰O wird· ein Industrieabwasser versprüht;j dabei handelt es sich um eine wäßrige Emulsion aus Ämmoniumchlorid und Phosphorsäureestern (Gemisch aus Trimethylthiophosphat und 0-Methyl~amidophosphorsaurem .Ammoniumsalze Das Masseverhältnis Klinker s Ammoniumionen : P beträgt .1000 : 1 : 0,1. Es werden dabei 4Oi Wasser pro Stunde eingesetzt·

Beispiel 5?

Man verfährt analog Beispiel 4, jedoch beträgt das Masseverhältnis Klinker : Ammoniumionen :'P nunmehr 1000 ; 5 : 0,5<> Es werden 180 1 Wasser pro Stunde eingesetzte

Beispiel 6:

Man verfährt analog Beispiel 4, als Ammoniumsalz kommt aber Ammoniumnitrat zum Einsatz«* Das Masseverhältnis Klinker ί Ammoniumionen : P beträgt dabei 1000 % 1,5 % .0,4.

Erstarrungszeit und Druckfestigkeit der erfindungsgemäß hergestellten Zemente neben Vergleichsbeispielen

Erstarrungszeit	2,5	Druckfestigkeit /*~kpcm"	7 Tage	17 '
	4,4	3 Tage	365	28 Tage
Beispiel 2	2,2	225	337	534 . .
Beispiel 3	2,0	200	380	455
Beispiel 4	2,1	240	375	562 . ·
Beispiel 5	252	377	571
Beispiel 6	244	567

Claims

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Erfindungsanspruch

Verfahren .zur Herstellung von Zementklinker für die Produktion hochwertiger Portlandzemente mit schneller Anfangshärte und hoher Druckfestigkeit, gekennzeichnet dadurch, daß man im Drehrohrofen dach der Sinterzone bei ca. 1200 ⁰C wäßrige Lösungen oder Emulsionen verdüstj die Ammoniumsalze allein oder im Gemisch mit Phösphorsäureestern enthalten, wobei auf 1000 Gewichtsteile Klinker 1 bis 5 Gewichtsteile Ammoniumsalze beziehungsweise 1 bis 5 Gewichtsteile Ammoniumsalze und 0,1 bis 0,5 Gewichtsteile Phosphorsäureester zugesetzt werden.