DD271695A5 - Process for cement production - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zementherstellung durch Brennen einer Mischung aus Kalkstein und Ton oder einer Mischung aus Kieselerde, Kalk, Tonerde und Eisenoxiden bei hoher Temperatur, Zusetzen von Gips zu dem Klinker, der durch diesen Brennvorgang entsteht, und Vermahlen der so erhaltenen Endmischung, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Mischung der Ausgangskomponenten der Klinkerherstellung ein Produkt zugesetzt wird, das durch Granulation einer homogenen pulverfoermigen Mischung, die einen groesseren Anteil an zermahlenen, praktisch von Metallteilen freien Abfaellen und einen kleineren Anteil an wenigstens einem mineralischen Stoff umfasst, wobei dieser Calciumoxid CaO in freiem oder gebundenem Zustand enthaelt, unter Druck und anschliessende Waermebehandlung der so gebildeten Granulate bei einer Temperatur zwischen 130 und 230C einschliesslich waehrend einer solchen Zeit erhalten wird, dass ihr Wassergehalt auf einen Wert von 0,1 bis 1 Gew.-% eingestellt ist.The invention relates to a process for cement production by firing a mixture of limestone and clay or a mixture of silica, lime, clay and iron oxides at high temperature, adding gypsum to the clinker resulting from this firing process, and grinding the resulting final mixture, characterized in that a product is added to the mixture of the starting components of the clinker preparation, which comprises granulating a homogeneous pulverulent mixture comprising a greater proportion of ground, practically metal-free wastes and a smaller proportion of at least one mineral substance Calcium oxide contains CaO in free or bound state, is obtained under pressure and subsequent heat treatment of the granules thus formed at a temperature between 130 and 230C including during such a time that their water content is adjusted to a value of 0.1 to 1 wt .-% is.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zementherstellung durch Brennen einer Mischung aus Kalkstein und Ton oder einer Mischung aus Kieselerde, Kalk, Tonerde und Eisenoxiden bei hoher Temperatur, Zusetzen von Gips zu dem Produkt, das durch diesen Brennvorgang entsteht, und Vermählen der so erhaltenen Endmischung.The invention relates to a process for cement production by firing a mixture of limestone and clay or a mixture of silica, lime, alumina and iron oxides at high temperature, adding gypsum to the product resulting from this firing, and grinding the resulting final mixture.
Wie bekannt, erfordert die Herstellung von Zement nach dem üblichen Verfahren zur Zementherstellung eine große Menge thermischer Energie. Diese wird im allgemeinen durch Verbrennen eines geeigneten Brennstoffs, wie beispielsweise Kohle, flüssige Kohlenwasserstoffe oder Erdgas, bereitgestellt, um ein Brennen der Mischung der Ausgangsstoffe bei hoher Temperatur zu bewirken. Tatsächlich liegt die für die Herstellung von 1 kg Zementklinker erforderliche Menge an thermischer Energie in der Größenordnung 2940 bis 6300kj.As is known, the production of cement by the conventional method of cement production requires a large amount of thermal energy. This is generally provided by burning a suitable fuel, such as coal, liquid hydrocarbons or natural gas, to effect firing of the mixture of the reactants at high temperature. In fact, the amount of thermal energy required to produce 1 kg of cement clinker is on the order of 2940 to 6300 kj.
Andererseits ist es bekannt, daß die Mengen an Abfällen und anderen Rückständen, wie beispielsweise Haushaltsmüll und Industrieabfällen, die mit Haushaltsabfällen zusammen beseitigt werden können, in den Industriestaaten konstant zunimmt. Die Beseitigung dieser Abfälle und Rückstände gibt die Lösung zunehmend schwieriger Probleme auf.On the other hand, it is known that the quantities of waste and other residues, such as household waste and industrial waste, which can be disposed of together with household waste, are constantly increasing in industrialized countries. The elimination of these wastes and residues is giving the solution increasingly difficult problems.
Genauer dargestellt, werden die Abfälle im allgemeinen entweder einfach auf den Deponien zwischengelagert oder verbrannt oder pyrolysiert. Diose beiden Vorgehensweisen bringen schwere Nachteile mit sich, die bekannt sind. In beiden Fällen liegt das Umweltverschmutzungsrisiko sehr hoch. Besonders im Fall der Verbrennung oder Pyrolyse können bestimmte Stoffe, die häufig ir Abfällen zugegen sind, toxische Gase freisetzen, die in die Atmosphäre ausströmen. Daraus ergeben sich strenge Beschränkungen hinsichtlich der Möglichkeiten, diese Art der Behandlung von Müll und Abfällen zu praktizieren.More specifically, the wastes are generally either simply stored on the landfills or incinerated or pyrolyzed. Diose both approaches involve serious disadvantages that are known. In both cases the pollution risk is very high. Especially in the case of incineration or pyrolysis, certain substances that are often present in waste can release toxic gases that escape into the atmosphere. This results in severe restrictions on the possibilities of practicing this type of treatment of waste and garbage.
Die zunehmende Ansammlung großer Volumina von nicht behandelten Abfällen oder von Verbrennungsrückständen, die keiner weiteren Verwendung zugeführt werden können, bringt gleichfalls schwere Probleme mit sich.The increasing accumulation of large volumes of untreated waste or incineration residues, which can not be put to further use, also poses severe problems.
Obwohl indessen die Zusammensetzung des Mülls in erheblicherWei.se mehr oder weniger zufällig in Abhängigkeit vom Ort und von den Bedingungen der Abfuhr und gleichermaßen auch entsprechend der Jahreszeiten schwanken kann, entspricht sie einer mittleren Zusammensetzung, die sich im allgemeinen in bestimmten Grenzen bewegt. Diese sind in den Industriestaaten näherungsweise die folgenden (,ausgedrückt in Gewichtsprozent):However, although the composition of the garbage may, in a considerable degree, vary more or less by chance, depending on the place and conditions of discharge, and likewise on the seasons, it corresponds to an average composition, which generally moves within certain limits. These are approximately the following in the developed countries (expressed in weight percent):
Infolgedessen umfassen die Abfälle auf alle FSIIe einen beträchtlichen Anteil en verbrennbaren Stoffen, der—nach den Ergebnissen statistischer Studien — im allgemeinen etwa 25 Anteile Gew.-% ausmacht.As a result, the waste for all FSIIs comprises a significant proportion of combustible substances, which according to the results of statistical studies, generally accounts for about 25% by weight.
Die vorangehenden Überlegungen haben nunmehr dazu geführt, vermahlene Abfälle, diezuvor von metallischen Gegenständen befreit wurden, als verbrennbaren Feststoff für die Beheizung von Zementdrehöfen zu verwenden, sei es im pulvorförmigen Zustand oder in Form von Briketts. Aufgrund der Tatsache, daß andererseits die aus der Verbrennung der Abfälle erhaltenen Aschen mineralische Stoffe enthalten, insbesondere Calciumoxid, Kieselerde, Tonerde und Eisenoxide, die gleichermaßen auch in Klinkern gefunden werden, wurde überlegt, die so verbrannten Abfallaschen zur Beheizung von Zementöfen in den Ausgangsstoffen der Klinkerherstellung zu verwenden. Auf diesen Grundlagen aufgebaute Verfahren sind in den GBPS 1.405.294 und 1.510.392 beschrieben.The foregoing considerations have now led to the use of ground wastes, previously stripped of metallic objects, as a combustible solid for the heating of cement kilns, whether pulp-shaped or briquettes. On the other hand, due to the fact that the ashes obtained from the incineration of the waste contain minerals, in particular calcium oxide, silica, alumina and iron oxides, which are also found in clinker, consideration has been given to burning ashes for heating cement kilns in the raw materials To use clinker production. Procedures built on these foundations are described in GBPS 1,405,294 and 1,510,392.
Die GB-PS 1.405.294 beschreibe ein Verfahren zur Zementherstellung, in dem die Rohstoffe zur Klinkerherstellung einem Drehofen an einem Ende zugeführt werden, wobei vom anderen Ende her in die Verbrennungszone des Ofens eine Mischung aus wenigstens einem Brennitoff, der beispielsweise aus Kohle in Pulverform, einem flüssigen Kohlenwasserstoff oder brennbarem Gas besteht und für die Bei eizung des Ofens sorgen soll, und einer ausreichenden Menge Luft einbläst. Die zermahlenen Abfälle werden in Mischung mit dem genannten Brennstoff zugeführt, wobei das Verhältnis 60 Anteile Ge/v.-%, bezogen auf den letzteren, betragen kann. Die Zusammensetzung der üblicherweise verwendeten Rohstoffe der Klinkerherstellung wird so eingestellt, daß sie der Einbringung der Aschen Rechnung tragen, die oei der Verbrennung der zermahlenen Abfälle entstehen. In dem Verfahren, das In der GB-PS 1.510.392 beschrieben ist, werden gleichermaßen zermahlene Abfälle als Brennstoffe für die Beheizung des Zementofens verwendet. Gleichermaßen werden die aus der Verbrennung der Abfälle resultierenden Aschen in die Rohstoffe der Klinkerherstellung eingebracht. Im Unterschied zu dem in der GB-PS1.405.294 beschriebenen Verfahren findet jedoch die Verbrennung der Abfälle in einer Zone außerhalb des Zementofens statt und nicht in dessen Verbrennungszone. Es kann also gleichzeitig das Problem der Anhäufung der Abfälle auf den öffentlichen Deponien gelöst und eine wlcht^e Einsparung beiden Heizkosten der Zementöfen verwirklicht werden.British Patent 1,405,294 describes a cement making process in which the raw materials for clinker production are fed to a rotary kiln at one end, from the other end into the combustion zone of the kiln a mixture of at least one fuel, for example coal in powder form , a liquid hydrocarbon or combustible gas and is to ensure the Bei icizung the furnace, and a sufficient amount of air blows. The crushed waste is supplied in admixture with said fuel, which ratio may be 60 parts Ge / V%, based on the latter. The composition of the commonly used raw materials of clinker production is adjusted to accommodate the introduction of ashes resulting from the combustion of the crushed waste. In the process described in GB patent 1,510,392 equally ground waste is used as fuel for the heating of the cement kiln. Similarly, the ashes resulting from the incineration of the waste are introduced into the raw materials of the clinker production. However, unlike the method described in GB-PS1,405,294, the incineration of the waste takes place in a zone outside the cement kiln and not in its combustion zone. At the same time, therefore, the problem of the accumulation of waste in public landfills can be solved and a saving on both heating costs of the cement kilns can be realized.
Es wurde andererseits festgestellt, daß ein Emissionsgrad an umweltschädliclien Gasen unterhalb des Wertes erhalten wird, der an herkömmlichen Anlagen zur Abfallpyrolyse gemessen wurde, wenn die Gase der Abfallverbrennung durch den Zementdrehofen hindurchstroiehen.On the other hand, it has been found that an emissivity of environmentally harmful gases is obtained below the level measured on conventional waste pyrolysis plants as the gases of waste incineration pass through the cement kiln.
Dennoch bleibt der Anteil der Abfälle, die auf die obenerwähnte Art beseitigt werden können, bezogen auf die Menge an Klinker, der im Ofen hergestellt wird, auf einen Wert unterhalb von ungefähr 10 Anteile Gew.-% beschränkt, denn oberhalb dieses Anteils erhöht sich die Verschmutzung durch die Gase, die bei der Verbrennung der Abfälle freigesetzt werden, stark. Darüber hinaus weicht unter anderem die Zusammensetzung des Klinkers, der die Aschen aus Abfällen enthält, von den bestehenden Standards ab.Nevertheless, the proportion of waste that can be disposed of in the above-mentioned manner, based on the amount of clinker produced in the furnace, remains limited to below about 10 parts by weight, because above this level, the proportion increases Pollution by the gases that are released during the incineration of waste, strong. In addition, among other things, the composition of the clinker, which contains the ashes from waste, deviates from the existing standards.
E? ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Zementherstellung zur Anwendung zu bringen, welche die Wirtschaftlichkeit bei der Zementherstellung verbessert und die Umweltverschmutzung bei der Pyrolyse der Abfälle im Brennofen eliminiert.E? It is the object of the invention to use a method of cement production which improves the economy of cement production and eliminates the environmental pollution in the pyrolysis of waste in the kiln.
-3- 271695 Darlegung des Wesens der Erfindung-3- 271695 Presentation of the Essence of the Invention
und Ton oder einer Mischung aus Kieselerde, Kalk, Tonerde und Eisenoxiden bei hoher Temperatur, Zusetzen von Gips zu demand clay or a mixture of silica, lime, clay and iron oxides at high temperature, adding gypsum to the
dabei die Zusammensetzung des erhaltenen Klinkers ändert.while the composition of the resulting clinker changes.
zermahlenen, praktisch von Metallteilen freien Abfällen und einem kleineren Anteil an wenigstens einem mineralischen Stoffumfaßt, wobei dieser Calciumoxid CaO in freiem oder gebundendem Zustand enthält, unter Druck und anschließendercrushed waste practically free of metal parts and a minor proportion of at least one mineral substance, said calcium oxide containing CaO in free or bound state, under pressure and subsequently
solchen Zeit erhalten wird, daß ihr Wassergehalt auf einen Wert vor. 0,1 bis 1 Gew.-% eingestellt ist.obtained such time that their water content to a value before. 0.1 to 1 wt .-% is set.
durch die Freisetzung toxischer Gase eliminiert, wenn man in die Mischung der üblichen Ausgangskomponenten dereliminated by the release of toxic gases, when added to the mixture of the usual starting components of the
stati dieselben Abfälle in einer Verbrennungs- oder Pyrolyseanlage zu verbrennen.to burn the same waste in a combustion or pyrolysis plant.
kann, daß das Produkt, das bei der thermischen Behandlung der aus dieser Mischung gebildeten Granulate entsteht, einewohldefinierte und absolut reproduzierbare Zusammensetzung seihst in dem Fall hat, daß die Zusammensetzung doscan that the product which results from the thermal treatment of the granules formed from this mixture, a well-defined and absolutely reproducible composition in the case that the composition dos
langen Zeitraum eingelagert werden, was mit nicht behandelten Abfällen offensichtlich nicht möglich ist. Andererseits hat es denzusätzlichen Vorteil, einen Heizwert aufzuweisen, dor größer ist als der dor vermahlenen, zu Beginn eingesetzten Abfälle.long-term storage, which is obviously not possible with untreated waste. On the other hand, it has the added advantage of having a calorific value greater than that of the previously ground waste.
erhaltenen Klinkers negativ zu beeinflussen.obtained clinker negatively influence.
zermahlenen Abfällen verwendet wird, sind besonders die folgenden Stoffe zu erwähnen: ungelöschter Kalk, Flugaschen, Calcit,crushed waste, the following substances are particularly noteworthy: quicklime, fly ash, calcite,
sind).are).
enthaltenden Substanz so, daß ihre Mischung 90 bis 95Gew.-% Abfälle und 5 bis 10Gew.-% dieses mineralischen Stoffesenthält.containing substance such that its mixture contains 90 to 95% by weight of waste and 5 to 10% by weight of this mineral substance.
enthaltender Substanz eingebracht werden, insbesondere wenigstens ein Bindemittel und/oder wenigstens einen Stoff, der dercontaining substance, in particular at least one binder and / or at least one substance, the
vermag.can.
durchgeführt werden, besonders unter Verwendung bekannter Techniken und klassischer Vorrichtungen für die Behandlungvon Abfällen.especially using known techniques and classical devices for the treatment of waste.
aus der Abfuhr auf die Müllsammelplätze stammen und üblichen Verfahren des Aussortierens und Siebens unterworfen wurden,um daraus solche Gegenstände zu entfernen, die gegebenenfalls entweder wiederverwertbar oder recyclisierbar sind, alsobesonders Metallgegenstände mit größeren Ausmaßen.from the discharge to the refuse collection points and subjected to conventional methods of sorting and sieving in order to remove therefrom those articles which may be either recyclable or reusable, especially metal articles of larger dimensions.
oder mehreren Sortierschritten, die dazu bestimmt sind, Metallstücke und insbesondere Stücke auf Eisenbasis abzutrennen.or several sorting steps intended to separate pieces of metal and in particular iron-based pieces.
50mm unterworfen werden. Diese Mahlung wird vor oder nach einem Sortierschritt mit Magneten durchgeführt, der zurBe subjected to 50mm. This grinding is carried out before or after a sorting step with magnets, the
beispielsweise mittels einer Hammerrotationsmühle oder eines Schredders, um die Abfälle auf Teilchen von der Größe vonfor example by means of a hammer rotary mill or a shredder to remove the wastes on particles of the size of
gleichermaßen unter Verwendung jeder geeigneten Technik und Vorrichtung durchgeführt werden, besonders mittelsautomatischer Dosier- und Mischvorrichtungen, die diskontinuierlich oder kontinuierlich laufen.alike using any suitable technique and apparatus, especially by means of automatic metering and mixing devices running discontinuously or continuously.
zur Herstellung von granuliertem Viehfutter Verwendung findet. Diese erlaubt die Herstellung von Preßlingen in Form zylindrische! Körper mit beispielsweise einer Uinge von β bis 30 mm und einem Durchmesser von 2 bis 20 mm durch Granulieren bei olnem Druck in der Größenordnung 160 bis 900 bar.used for the production of granulated animal feed. This allows the production of compacts in the form of cylindrical! Body with, for example, a Uinge of β to 30 mm and a diameter of 2 to 20 mm by granulation at olnem pressure in the order of 160 to 900 bar.
Die Wärmebehandlung der Granulate kann vortellhufterweiie dadurch bewirkt werden, daß sie in axialer Richtung einen Drehrohrofen passieren, der mit seiner Rotationsachse praktischerweise vertikal geneigt angeordnet ist. Der Ofen ist mit einer schraubenartig geformten Innenwand ausgestattet, die die Zirkulation der Granulate sicherstellt. Die Dauer des Aufheizvorganges, die zur Einstellung des erforderlichen Wassergehalts zwischen 0,1 und 1 Gew.-% einschließlich geeignet ist, liegt beispielsweise in der Größenordnung 30min.The heat treatment of the granules can be effected vortellhufterweiie by passing in the axial direction of a rotary kiln, which is arranged with its axis of rotation practically vertically inclined. The furnace is equipped with a helical inner wall which ensures the circulation of the granules. The duration of the heating process, which is suitable for setting the required water content between 0.1 and 1 wt .-% inclusive, for example, in the order of 30 minutes.
Mit Vorteil wird das Produkt, das durch Granulation der Mischung aus zermahlenen Abfallen und mineralischer, Calciumoxid enthaltender Substanz und Wärmebehandlung der so gebildeten Granulate erhalten wird, in der Weise in die Mischung der Komponenten zur Klinkerhenstellung eingebracht, daß es in wenigstens einen Hilfsbrenner geblasen wird, der einen Teil einer oberhalb des Zernentbrenners angeordneten Vorkalzinieranlage darstellt. Vorteilhafterweise wird das Produkt vorher bis zu Teilchengröl! en eines feinen Pulvere zerkleinert und dann allein oder in Mischung mit wenigstens einem Brennstoff üblicher Art eingeblasen. Bekcnnterweise ermöglicht eine derartige Vorkalzinieranlage das Aufheizen der Komponenten der Klinkerherstellung vor ihrem Einbringen in den Zementdrehcfen.Advantageously, the product obtained by granulation of the mixture of ground waste and mineral, calcium oxide-containing substance and heat treatment of the granules so formed is introduced into the mixture of components for clinker preparation in such a way that it is blown into at least one auxiliary burner, which constitutes part of a precalcining plant arranged above the cement burner. Advantageously, the product is previously up to particle size! crushed a fine powder and then blown alone or in mixture with at least one fuel of the usual kind. Such a precalciner system, as is known, allows the components of clinker production to be heated prior to their introduction into the cement rotary.
Als Brennstoff, der möglicherweise mit dem Produkt auf Basis chemisch und thermisch behandelter Abfälle gemischt wird und den oder die Hilfsbrenner des Zementofens versorgt, können nicht nur die klassischen Brennstoffe verwendet werden, wie Kohlepulver, flüssige Kohlenwasserstoffe und brennbare Gase, sondern praktisch auch noch solche nicht als Brennstoffe verwendeten Stoffe, eingeschlossen «arme* Brennstoffe, also solche, die einen niedrigen Brennwert haben. In der Praxis kenn joder Brennstoff, der einen Brennwert von wenigstens 2000 kcal/kg, verwendet werden.As a fuel which may be mixed with the product based on chemically and thermally treated wastes and supplies the auxiliary burner or burners of the cement kiln, not only the classic fuels such as carbon powder, liquid hydrocarbons and combustible gases may be used, but practically none substances used as fuels, including "poor" fuels, ie those that have a low calorific value. In practice, fuels having a calorific value of at least 2000 kcal / kg are known.
Gleichermaßen kann das Produkt, das aus der Granulation der Mischung aus zermahlenen Abfällen und mineralischer, Calciumoxid enthaltender Substanz entsteht, in die Mischung der Komponenten der Klinkerhersteüung dadurch eingeoracht werden, wobei dieses Produkt entweder in Form von Granulaten oder im Zustand eines Pulvers, das man durch Zermahlen dieser Granulate erhält, den genannten Komponenten zumischt, bevor sie in den Zementofen eingebracht werden. Um die'Einstellung der Klinkerzusammensetzung Im Hinblick auf den Erhalt eines Klinkers mit der gewünschten Zusammensetzung, und besonders eines Klinkers entsprechend den üblichen Normen der Zementzusammensetzung, zu ermöglichen, kann es gegebenenfalls erforderlich sein, in die Mischung der Rohstoffe, die bei hoher Temperatur im Zementbrennofen gebrannt werden, wenigstens einen zusätzlichen Rohstoff zuzusetzen, der Komponenten enthält, die sich wie sie sind im Klinker wiederfinden sollen, oder der wenigstens teilweise im Verlauf dieses Brennvorgangs in solche Bestandteile umgewandelt werden kann.Similarly, the product resulting from the granulation of the mixture of ground waste and mineral, calcium oxide-containing substance can be incorporated into the mixture of the components of the clinker production thereby, this product either in the form of granules or in the state of a powder by Crushing of these granules receives admixed said components before they are introduced into the cement kiln. In order to enable the clinker composition to be obtained in order to obtain a clinker of the desired composition, and more particularly a clinker in accordance with the usual standards of cement composition, it may be necessary to incorporate into the mixture of raw materials at high temperature in the cement kiln be burned, at least add an additional raw material containing components that are to find as they are in the clinker, or at least partially in the course of this burning process can be converted into such components.
Ein derartiger zusätzlicher Rohstoff kann insbesondere aus einem mineralischen Stoff, der Calciumoxid enthält, aus einem silikatischen Stoff oder aus einem Stoff bestehen, der Eisen in Form von Eisendllioxid Fe2O3 enthält oder wenigstens teilweise im Verlauf des Brennvorganges im Zementofen in dieses Oxid umgewandelt werden kann.Such an additional raw material may in particular consist of a mineral substance containing calcium oxide, of a siliceous substance or of a substance containing iron in the form of iron dioxide Fe 2 O 3 or at least partially converted into this oxide in the course of the burning process in the cement kiln can.
Als zusätzliche mineralische. Calciumoxid enthaltende Substanz kann vorteilhafterweise thermisch behandeltes Calcit verwendet werden, dessen Gehalt an CaO im calcinierten Zustand 92 Gew.-% entspricht. Als zusätzlicher silikatischer Stoff kann vorteilhafterweise Ton.silikutische Flugaschen, Quarz oder Glasabfälle verwendet werden. Als zusätzlichen mineralischen Stoff, der während des Brennens im Zementofen bei hoher Temperatur wenigstens teilweise in Eisen(lll)oxid umgewandelt werden kann, kann mit Vorteil Pyrit Verwendung finden.As additional mineral. Calcium oxide-containing substance can advantageously be used thermally treated calcite whose content of CaO in the calcined state corresponds to 92 wt .-%. As an additional siliceous material, it is advantageously possible to use clay-silicatic fly ashes, quartz or glass waste. As an additional mineral substance, which can be at least partially converted into iron (III) oxide during firing in the cement kiln at high temperature, pyrite can advantageously be used.
Die relativen Anteile der verschiedenen Bestandteile der Rohstoffmischung, die bei hoher Temperatur im Zementbrennofen gebrannt werden sollen d.h. die Anteile des Produktes auf Basis mechanisch und thermochemisch behandelter Abfälle, der Mischung der üblichen Rohstoffe der Klinkerherstellung und der gegebenenfalls zusätzlichen Rohstoffe, können leicht berechnet werden, indem Mischungsregeln angewendet sverden, die jedem Fachmann bekannt sind, insbesondere die Regel der Mischungsrechnung. Dabei ist einerseits die Zusammensetzung der Aschen des Produktes auf Basis der behandelten Abfälle, andererseits die Zusammensetzung des Klinker!·, der allein aus den üblichen Rohstoffen der Zementherstellung erhalten wird, zu berücksichtigen sein.The relative proportions of the various components of the raw material mixture that are to be fired at high temperature in the cement kiln, i. the proportions of the product based on mechanically and thermochemically treated wastes, the mixture of the usual raw materials of clinker production and optionally additional raw materials, can be easily calculated by using mixing rules known to any person skilled in the art, in particular the rule of mixed calculation. On the one hand, the composition of the ashes of the product on the basis of the treated waste and, on the other hand, the composition of the clinker, which is obtained solely from the usual raw materials of cement production, must be taken into account.
Vorteilhafterweise werden diese Verhältnisse so eingestellt, daß der Gehalt an CaO im Klinker, der allein aus einer Mischung des Produktes auf Basis behandelter Abfälle und eines Calciumoxid enthaltenden Rohstoffes erhalten wird, identisch Ist mit dem eines Klinkers, der allein aus ühl'chen Rohstoffen der Zementherstellung erhalten wird.Advantageously, these ratios are adjusted so that the content of CaO in the clinker, which is obtained solely from a mixture of the product based on treated waste and a calcium oxide-containing raw material is identical to that of a clinker, the sole of ühl'chen raw materials of cement production is obtained.
Es ist in gleicher Weise vorteilhaft, die Verhältnisse der Mischung der Rohstoffe so einzustellen, daß die Zusammensetzung des Klinkers, bezogen auf den Chlorgehalt, am Ende identisch ist mit der einer Klinkers, der allein aus üblichen Rohstoffen der Zementherstellung erhalten wird.It is equally advantageous to adjust the proportions of the mixture of raw materials so that the composition of the clinker, based on the chlorine content, is identical in the end to that of a clinker obtained solely from conventional raw materials of cement production.
Um die Einhaltung des relativen Verhältnisses des Stoffes auf Basis behandelter Abfälle und der Mischung der anderen Rohstoffe, die bei hoher Temperatur gebrannt werden, in den Grenzen sicherzustellen, die zum Erhalt eines Zements mit passender Zusammensetzung geeignet sind und die mit den Schwankungen der mittleren Zusammensetzung der als Ausgangsmaterial verwendeten Abfälle zusammenhängen, ist es von Vorteil, das Produkt auf Basis behandelter Abfälle sowie auch gegebenenfalls die anderen Rohstoffe der Zementherstellung zu analysieren und in geeigneterweise die Dosierung dieser Stoffe in Abhängigkeit von den Ergebnissen dieser Analysen einzustellen. Dazu können jegliche geeignete Gerätschaften für die Analyse und die Dosierung verwendet werden, insbesondere automatisierte Geräte, die kontinuierlich arbeiten. Selbstverständlich ist es in gleicherweise möglich, die Zusammensetzung des Produktes auf Basis behandelter Abfälle selbst in dem Fall in den vorher bestimmton Grenzen halten, in dem die mittlere Zusammensetzung des anfänglich eingesetzten Mülls schwankt, indem diese letztere Zusammensetzung analysiert und die relativen Verhältnisse der zermahlenen Abfälle und der Calciumoxid enthaltenden Substanz in Abhängigkeit von den Ergebnissen dieser Analyse eingestellt werden. Man kann auch die Zusammensetzung der Calciumoxid enthaltenden Suh stanz In geeigneter Weise in dem Fall modifizieren, in dem diese Zusammensetzung aus einer Mischung verschiedener Stoffe gebildet wird.In order to ensure compliance with the relative ratio of the waste-based material treated and the mixture of other raw materials fired at high temperature within the limits appropriate for obtaining a cement of suitable composition and with variations in the mean composition of the medium It is advantageous to analyze the product based on treated waste and also, where appropriate, the other raw materials of cement production and to adjust the dosage of these substances as a function of the results of these analyzes. Any suitable equipment for analysis and dosing may be used, in particular automated equipment that operates continuously. Of course, it is equally possible to keep the composition of the treated waste-based product within the pre-determined limits, in which the average composition of the waste initially used varies, by analyzing the latter composition and determining the relative proportions of the pulp and waste the calcium oxide-containing substance can be adjusted depending on the results of this analysis. It is also possible to modify the composition of the calcium oxide-containing substance suitably in the case where this composition is formed from a mixture of different substances.
-6- Π71695-6- Π71695
AusftihrungsbelspielAusftihrungsbelspiel
Die Erfindung wird durch die Beispiele näher erlä jtert.The invention will be explained in more detail by the examples.
a) Herstellung eines Produktes auf Basis mechanisch und th'jrmochemisch behandelter Abfälle (bezeichnet als »Mischung 1") Es wird eine homogene Pulvermischung hergestellt, die zu 90Gew.-% aus zermahlenen Abfällen, die keine metallischen Teile enthalten, und zu 10Gew.-% aus technischem Calcit mit einem Gehalt von 51,5Gow.-%an CaO besteht. Granuliert wird diese Mischung unter einem Druckvon 600 bar mitteis eines Rotationsgranulators mit Walzen und Schneidkluppe, wobei zylindrische Preßlinge mit einem Durchmesser von 8 mm und einer Länge gebildet werden, die zwischen 10 und 30 mm schwankt. Diese Preßlinge enthalten ungefähr 20 bis 40 Gew.-% Feuchtigkeit.a) Preparation of a product based on mechanically and chemically treated wastes (referred to as "Mixture 1") A homogeneous powder mixture is prepared containing up to 90% by weight of ground waste containing no metallic parts and 10% by weight. % of technical calcite containing 51.5% by weight of CaO, this mixture is granulated under a pressure of 600 bar by means of a rotary granulator with rollers and cutting die to form cylindrical compacts with a diameter of 8 mm and a length, which varies between 10 and 30 mm These compacts contain about 20 to 40% by weight of moisture.
Erwärmt werden die^e Preßlinge in einem Drehrohrofen für 30min auf eine Temperatur von 2009C. Diese Wärmebehandlung erlaubt die Überführung der Preßlinge in Granulate, deren Feuchtigkeitsgehalt in der Größenordnung 0,5Gew.-% liegt. Diese Granulate werden mittels einer Hammermühle zermahten, wobei eine Mischung (nachfolgend bezeichnet als .Mischung 1") gebildet wird, die Körnchen und Fasern mit maximalen Ausmaßen zwischen 0,5 und 4mm einschließlich und einem mittleren Wert von 2 mm enthält.The briquettes are heated in a rotary kiln for 30 minutes to a temperature of 200 9 C. This heat treatment allows the transfer of the compacts into granules whose moisture content is of the order of 0.5% by weight. These granules are ground by means of a hammer mill to form a mixture (hereinafter referred to as "blend 1") containing granules and fibers having maximum dimensions between 0.5 and 4 mm inclusive and a mean value of 2 mm.
Diese Mischung 1 entspricht einem Gehalt an Asche, erhalten durch Glühen bei 1450°C bis zur Gewichtskonstanz, von 46,8 Anteile Gew.-%, deren Analyse die folgenden Ergebnisse erbringt (angegeben in Anteile Gew.-%):This mixture 1 corresponds to an ash content obtained by annealing at 1450 ° C. to constant weight, of 46.8 parts by weight, the analysis of which gives the following results (expressed as parts by weight):
* andere mineralische Stoffe* other mineral substances
b) Klinkerherstellungb) clinker production
Es wird ein Klinker hergestellt, indem in üblicher Weise bei 145O0C in einem Zementdrehofen eine Mischung aus Ausgangsstoffen mit folgender Zusammensetzung (in Gewichtsteilen) gebrannt wird:It is produced a clinker, by a mixture of starting materials with the following composition is fired (in parts by weight) in conventional manner at 145 ° C 0 in a cement rotary kiln:
— Mischung 1 (hergestellt in der unter (a) beschriebenen Weise) 7,14Mixture 1 (prepared in the manner described under (a)) 7,14
— technischer Calcit (entsprechend einem Gewichtsanteil an CaO im calcinieren Zustand von 92%) 12,93- Technical calcite (corresponding to a weight fraction of CaO in the calcined state of 92%) 12,93
— Mischung herkömmlicher Rohstoffe derZementfabrikation (Mischung aus 69Gew.-% technischem Calcit und 31 Gew.-% Ton, die beim Brennen im Zementofen einen Klinker ergibt, dessen- Mixture of conventional raw materials of cement production (mixture of 69 wt .-% technical calcite and 31 wt .-% clay, which gives a clinker when fired in a cement kiln, whose
Zusammensetzung den nachfolgend angegebenen Werten entspricht) 150,48Composition corresponds to the values given below) 150,48
— Quarzsand mit 98 Gew.-% SiO2 (der In der Eigenschaft als silikatische Substanz die Einstellung desQuartz sand with 98% by weight of SiO 2 (in the property as siliceous substance, the setting of
gewünschten Gehalts an SiO2 von 21 Gew.-% im fertigen Klinker erlaubt) 0,537desired content of SiO 2 of 21% by weight allowed in the finished clinker) 0.537
Die Zusammensetzung des technischen Calcits, der entsprechend den nachfolgenden Analysenwerten, bestimmt nach drm Glühen, verwendet wird, ist wie folgt (Angaben in Gew.-%):The composition of the technical calcite, which is used according to the following analytical values, determined after annealing, is as follows (in% by weight):
Am Ende wird ein Klinker erhalten, dessen Zusammensetzung den nachfolgenden Werten entspricht (in Gew.-%):At the end, a clinker is obtained whose composition corresponds to the following values (in% by weight):
CaO 66,5CaO 66.5
SiO2 21SiO 2 21
Diese Zusammensetzung ist, abgesehen von dem Chlorgehalt, identisch mit der eines Klinkers, der allein aus einer Mischung von technischem Calcit und Ton hergestellt wird.This composition, apart from the chlorine content, is identical to that of a clinker made solely from a mixture of technical calcite and clay.
Diese Werte sind in Übereinstimmung mit üblichen Normen der Zementherstellung.These values are in accordance with usual standards of cement production.
Es ist anzumerken, daß die Zusammensetzung des Klinkers, genannt „Klinker 1", der allein aus der Mischung 1 und ischnischem Calcit erhalten wird, den folgenden Werten (in Gew.-%) entspricht:It should be noted that the composition of the clinker, called "clinker 1", which is obtained solely from mixture 1 and technical calcite, corresponds to the following values (in% by weight):
Der Gehalt an CaO im Klinker 1 ist identisch mit dem Gehalt an dieser Verbindung in dem Klinker, der aus einer Mischung üblicher Komponenten der Zementherstellung erhalten wird. Der Gehalt an SiO2 von 21 % im fertigen KHnI er (identisch mit dem des Klinkers aus der Mischung üblicher Komponenten) wird erreicht aufgrund der Zugabe von Quarzsand und außerdem noch von zusätzlichem silikatischem Stoff.The content of CaO in clinker 1 is identical to the content of this compound in the clinker obtained from a mixture of conventional components of cement production. The content of SiO 2 of 21% in the finished KHnI he (identical to that of the clinker from the mixture of conventional components) is achieved due to the addition of quartz sand and also of additional silicate material.
Die zermahlenen Abfälle, die als Rohstoff verwendet werden, haben einen Heizwert von ungefähr 12060kj/kg. Das Brennen der gesamten oben angegebenen Mischung der Ausgangsstoffe zur Herstellung des Klinkerproduktes erfordert eine Gesamtzufuhr an thermischer Energie von 2980kj/kg, bezogen auf die Gewichtsmengen an erhaltenem Klinker. Folglich erlaubt diu Verwendung von 0,3 kg an zermahlenen Abfällen als Rohstoffe, in Mischung mit den anderen angegebenen Komponenten in den oben erwähnten Verhältnissen, die Wärmeenergie zur Verfügung zu stellen, die für die Herstellung von 1 kg Klinker erforderlich ist. Daraus resultiert eine Einsparung von 11 % der Brennstoffkosten unter den Bedingungen des vorliegenden Beispiels.The crushed waste used as raw material has a calorific value of about 12060kj / kg. The firing of the entire mixture of the starting materials for the production of the clinker product specified above requires a total supply of thermal energy of 2980 kj / kg, based on the weight amounts of clinker obtained. Thus, using 0.3 kg of ground waste as raw materials, in admixture with the other specified components in the above mentioned ratios, allows to provide the heat energy required for the production of 1 kg of clinker. This results in a saving of 11% of the fuel costs under the conditions of the present example.
thermochemisch behandelter Abfälle (.Mischung 2") und einen Klinker hergestellt.thermochemically treated waste ("Mix 2") and a clinker produced.
folgenden Ergebnisse erbringt (in Gew.-%):gives the following results (in% by weight):
Der am Ende erhaltene Klinker hat dieselbe Zusammensetzung wie der gemäß Beispiel 1 erhaltene Klinker. Die Gesamtmischung der Stoffe, die im Zementofen gebrannt werden, hat die folgende Zusammensetzung (in Gewichtsanteilen):The clinker obtained at the end has the same composition as the clinker obtained according to Example 1. The total mixture of substances fired in the cement kiln has the following composition (in parts by weight):
— Mischung 2 (Menge angegeben in Gewicht der Aschen, bezogen auf das Gewicht der verwendeten- Mixture 2 (amount expressed in weight of the ashes, based on the weight of the used
Mischung) 24Mixture) 24
— technischer Calcit 22,78- technical calcite 22,78
— h ischung aus 72 Gew.-% technischen Calcits und 28 Gew.-% Ton (identisch mit der gemäß Beispiel 1- H ischung of 72 wt .-% technical calcite and 28 wt .-% clay (identical to that of Example 1
— Quarzsand mit 98 Gew.-% SIO2 1,44- Quartz sand with 98 wt .-% SIO 2 1.44
— Pyrit (angegebene Menge in Gewichtsäquivalenten Fe2O3) 0,69- Pyrite (indicated amount in equivalent weight Fe 2 O 3 ) 0,69
Die Zusammensetzung des Klinkers (.Klinker 2"), der allein aus der Mischung 2 und technischem Calcit (in den oben angegebenen relativen Mengenverhältnissen) erhalten wird, entspricht den folgenden Werten (in Gew.-%):The composition of the clinker ("Klinker 2"), which is obtained solely from the mixture 2 and technical calcite (in the above relative proportions), corresponds to the following values (in wt .-%):
Der am Ende erhaltene Klinker hat dieselbe Zusammensetzung wie der gemäß Beispiel 1 erhaltene Klinker. Die Verwendung der zermahlenen Abfälle bringt bei Einhaltung der Mengenverhältnisse und unter den oben spezifizierten Beengungen des vorliegenden Beispiels eine Einsparung von 25% der Brennetoffkosten, die für das Brennen der Rohstoffe der Klinkerherstellung im Zementofen erforderlich sind.The clinker obtained at the end has the same composition as the clinker obtained according to Example 1. The use of the crushed waste brings a saving of 25% of the internal e toffkosten necessary for burning of the raw materials of the clinker in the cement kiln while maintaining the proportions and under the above specified termination admixtures of the present example.
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