DE10012260C2

DE10012260C2 - Verfahren zur Herstellung von hochdichtem, hydratisierungsbeständigem gesintertem Kalk und nach dem Verfahren erhältlicher Kalk

Info

Publication number: DE10012260C2
Application number: DE10012260A
Authority: DE
Inventors: Gautam Banerjee; Samir Kumar Das; Arup Ghosh; Barundeb Mukherjee; Jnan Ranjan Biswas; Sachi Dulal Majumdar; Deepak Gangadhar Banawalikar; Sarbapi Mukherjee
Original assignee: ASSOCIATED CEMENT Cos LT; Council of Scientific and Industrial Research CSIR
Current assignee: Council of Scientific and Industrial Research CSIR
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 2000-03-14
Publication date: 2002-07-11
Anticipated expiration: 2020-03-15
Also published as: DE10012260A1; JP2000302536A; US6245315B1; JP4650646B2

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hochdichtem, hydratisierungsbe ständigem gesintertem Kalk und den nach dem Verfahren erhältlichen Kalk. Diese Erfindung betrifft inbesondere ein Verfahren zur Her stellung von hochdichtem, hydratisierungsbeständigem gesintertem Kalk aus relativ reinem Kalkstein oder Calcit, der weniger als 2% Verunreinigungen enthält. Der gesinterte Kalk wird durch das Verfahren dieser Erfindung hergestellt und ist als intermediäres Rohmaterial für die Herstellung von Calciumoxiderzeugnissen von Nutzen, die eine potentielle und ausgedehnte Anwendung als Futtermaterial in Brennöfen und Industrieöfen in der Stahl- und Zementindustrie haben.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Die Stahltechnologie verändert sich schnell mit der Einführung von Sauerstoffaufblaskonver tern mit höherer Kapazität, bei engeren Parameterbereichen in der Pfannenmetallurgie mit höheren Betriebstemperaturen. Dies macht basisches Futtermaterial von hervorragender Qua lität für eine hohe Betriebsleistung unabdingbar. Üblicherweise werden entweder teer- oder pechgebundener Magnesit und Dolomit mit Graphit-/Kohlenstoffzusatz in diesen Industrie öfen verwendet, um eine hohe Schlackenkorrosionsbeständigkeit und hervorragende Feuerbe ständigkeit zu erzielen. Obwohl Kalk/Calciumoxid stark mit Magnesit und Dolomit konkur rieren, werden sie aufgrund ihrer hohen Tendenz zur atmosphärischer Hydratisierung nicht als Futtermaterial verwendet. Bezüglich der Feuerbeständigkeit und thermodynamischen Stabili tät in Gegenwart von Kohlenstoff wäre Kalk unter Stahlherstellungsbedingungen sogar ein besseres Futtermaterial als Dolomit oder Magnesit. Es werden nicht-metallische Einschlüsse gebildet, wenn ein in flüssigem Stahl gelöstes Element mit feuerfesten Bestandteilen wie SiO₂ /Cr₂O₃ etc. aus dem Futter reagiert. Der andere Vorteil von Calciumoxiderzeugnissen besteht in ihrer Beständigkeit gegenüber diesen gelösten Elementen, so daß die Bildung von nicht- metallischen Einschlüssen reduziert wird, was schließlich dazu beiträgt, die Reinheit des Stahls zu erhöhen. Die Vorteile des Kalks werden in einigen anderen Ländern genutzt, indem man ihn bei der Ziegelherstellung mit Dolomit/Magnesit vermischt oder in einem frühen Stadium zusammensintert. Reine Calciumoxiderzeugnisse werden aufgrund ihrer Tendenz zur Verderblichkeit nicht verwendet. Dennoch ist Kalk ein potentielles feuerfestes Material, wenn hochfester Kalk mit exzellenter Hydratisierungsbeständigkeit und Stabilität hergestellt wird.

Das basische Rohmaterial zur Herstellung von gesintertem Kalk ist natürlich vorkommender Kalkstein. Hochreiner Kalkstein ist in Indien und anderen Teilen der Welt leicht erhältlich.

Nachdem die Feuerbeständigkeit von Kalk sehr hoch ist, erfordert das Sintern von Kalk eine hohe Temperatur, welche üblicherweise in der Industrie nicht erreichbar ist. Deshalb benötigt man eine Temperatur von über 2000°C, um gesinterten Kalk guter Qualität aus reinerem na türlich vorkommendem Kalksteinstücken zu erhalten. Der niedrig schmelzende Kalkstein (< 2% Verunreinigung) erzeugt eine günstige flüssige Phase oberhalb dieser Temperatur. Dage gen kann hoch schmelzende Kalkstein (< 3% Verunreinigung) bei einer relativ geringeren Temperatur verdichtet werden, das Produkt findet aber keine Anwendung aufgrund seiner geringeren Verdichtung und geringen Leistung.

Es wird auf die Arbeit von L. L. Wong und R. C. Bradt [1. Am. Ceram. Soc. Bull., 69 [7] 1183-89 (1990)] verwiesen, in der gezeigt wurde, daß unreiner Kalkstein bei einer Hoch brenntemperatur von 1600°C eine schlechte Verdichtung ergab.

L. Xintian et al. [2. Brit. Ceram. Trans. 93 [4] 150-153 (1994)] versuchten CaO-Sinter mit verbesserter Hydratisierungsbeständigkeit durch Zugabe von Al₂O₃ zu entwickeln. Die Hy dratisierungsbeständigkeit war jedoch schlechter als in der vorliegenden Arbeit, die hier be schrieben wird.

Vezikova et al. [3. Refractories 33 [1-2] 85-89 (1992)] berichtete über die Entwicklung von Kalk-Sintern unter Zusatz von TiO₂. Das Material wurde bei einer Temperatur von 1750°C gebrannt, die wesentlich höher ist als in der aktuellen Arbeit, deren Schutz beantragt wird.

Addink et al. [4. US Pat. 47,95,725 (1989)] entwickelte eine feuerfeste CaO-Zusammen setzung, basierend auf Kalk. Um die Hydratisierung des Kalks zu vermeiden, verwendeten Addink et al. ein hitzehärtbares Phenolharz vom Novolak-Typ in ihrem Versatz, das die CaO- Körner beschichtet und so ihre Hydratisierung verhindert. Die vorliegende Arbeit verwendet keinerlei Harze zum Schutz der CaO-Körner.

Cassens [5. US Pat. 44,63,100 (1984)] entwickelte ein auf CaO basierendes hitzebeständiges Material, indem er CaO in eine andere Verbindung 2CaO.SiO₂ überführte.

Neville et al. [6. US Pat. 48,43,044 (1989)] entwickelte ein auf Kalk basierendes hitzebestän diges Material, das Kalksinter zusammen mit Natriumdihydrogenphosphat und Alkalimetall polyphosphat enthielt. In der von uns beschriebenen Arbeit wird kein derartiges Bindemittel verwendet.

Zur Verbesserung der Verdichtung und Hydratisierungsbeständigkeit, ist es notwendig, Mine ralisatoren oder Zusätze in den reaktiven Kalk einzuführen. Dies trägt dazu bei, bei einer re lativ geringeren Temperatur sintern zu können, was die Qualität des Produkts in hohem Maß verbessert.

AUFGABE DER ERFINDUNG

Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Her stellung von hochdichtem, hydratisierungsbeständigem Kalksinter.

Ein anderes Ziel ist die Verwendung einer reineren Varietät (weniger als 2% Verunreinigun gen) an Kalkstein, die gesinterten Kalk von hoher Qualität erzeugt, um eine maximale Hydra tisierungsbeständigkeit gegenüber atmosphärischer Feuchtigkeit bereitzustellen.

Noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Maximierung der Korngröße und ihrer Homogenität in der Matrix.

Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung einer kompakten Mikrostruktur, die eine geringere Anzahl an Poren mit einer gleichmäßigen Verteilung in der Kornmatrix enthält.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Herstellung von gesintertem Kalk mit einer relativ gro ßen Korngröße, die gleichmäßig in der Matrix verteilt ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von hochdichtem, hydratisierungsbeständigem gesinterten Kalk, umfassend folgende Schritte:

- Waschen von Kalkstein mit einer Verunreinigung von weniger als 2%,
- Zerkleinern des gewaschenen Kalksteins auf eine Größe von 25 mm oder weniger,
- Kalzinieren des Kalksteins in einem Temperaturbereich von 1000°C bis 1150°C für einen Zeitraum von 2 bis 3 Stunden,
- Hydratisieren der kalzinierten Masse,
- Trocknen der hydratisierten Masse nach bekannten Verfahren,
- Deagglomerieren der getrockneten hydratisierten Masse nach bekannten Verfahren,
- Hinzumischen von 1 bis 4 Gewichtsprozent eines Zusatzes, ausgewählt aus niedrig schmelzende Verbindungen bildenden Übergangsmetalloxiden aus der Gruppe Eisenoxid, Titandioxid, Kupferoxid, Vanadiumpentoxid, sowie feste Lösungen bildenden Seltenerden-Metalloxiden aus der Gruppe Ceroxid, Lanthanoxid, oder einer Mischung davon, zu der genannten hydratisierten getrockneten Masse,
- Pelletieren der resultierenden Mischung bei einem Druck von mindestens 1000 kg/cm²,
- Sintern der so erhaltenen Pellets in einem Temperaturbereich von 1550°C bis 1650°C für einen Zeitraum von 2 bis 4 Stunden, und
- Abkühlenlassen des resultierenden Sinters.

Die Hydratisierung wird nicht nur durch das Erreichen einer höheren Verdichtung minimiert. Das gleichmäßige Kornwachstum wird ebenso in größtmöglichem Umfang benötigt. Die Ver dichtung erzeugt zusammen mit dem Kornwachstum ein hydratisierungsbeständigeres Kalkkorn und ein schlackebeständiges feuerfestes Material. In Gegenwart von hoch basischer und eisenhaltiger Schlacke ist bekanntermaßen Magnesiumoxid vergleichsweise besser als Calciumoxid. Ist die Korngröße des Calciumoxids ausreichend groß, wird die Schlacke- und Hydratisierungsbeständigkeit deutlich verbessert. Der nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung gesinterte Kalk weist eine relativ hohe, gleichmäßig in der Matrix verteilte Korn größe auf. Dies verbessert nicht nur die Beständigkeit gegenüber Hydratisierung, sondern auch die Biegefestigkeit bei erhöhten Temperaturen.

Kalk hat eine theoretische Dichte von 3.32 g/cm³. Das Erreichen dieser Dichte im Falle einer reineren Varietät an weniger als 2% Verunreinigung enthaltendem Kalkstein ist äußert schwierig bei der Kalzinierungstemperatur handelsüblicher Anlagen.

Deshalb muß zur Erzielung von hoher Verdichtung bei relativ geringerer Temperatur mit re aktivem Kalk begonnen werden und so wird die Wahl des Precursors sehr wichtig. In der Tat wurde herausgefunden, daß Hydroxide des Kalks wesentlich feinere CaO-Körner bilden, als die, die aus Calciumcarbonaten erhalten werden. Der natürliche vorkommende Kalkstein, der aus Calciumcarbonat besteht, kann durch Vorkalzinierung, gefolgt von Hydratisierung des aus dem Carbonat erhaltenen Oxids in die Hydroxidform übergeführt werden. Die Vorkalzinie rungstemperatur im Bereich von 1000°C bis 1150°C hängt stark mit den Charakteristika des Kalksteins wie Korngröße, Gehalt an Verunreinigungen etc. zusammen. Die Wahl der Vor kalzinierungstemperatur erfolgt primär aufgrund der Kenntnis des Signals der Differen tialthermoanalyse. Erfolgt die Zersetzung des Kalk-Hydroxids, findet eine enorme Volumen vergrößerung statt, wobei feine CaO-Teilchen erzeugt werden. Die Reaktivität kann durch Messung der spezifischen Oberfläche im Verhältnis zur Vorkalzinierungstemperatur ermittelt werden.

Um eine hohe Verdichtung zu erzielen, müssen die feinen Hydroxidteilchen unter hohem Druck entweder mit einer Pelletiermaschine oder unter einachsigem Druck mit einer hydrauli schen Presse bei einem von 1000 bis 1500 kg/cm² variierendem Druck pelletiert werden.

Die Pellets aus der Brikettiermaschine waren kissenförmig (20 mm × 10 mm), die aus der hydraulischen Presse haben Abmessungen von 25 mm × 25 mm. Die Pellets wurden schließ lich bei einer Temperatur von 1450°C bis 1650°C kalziniert.

Obwohl bei dem doppelten Kalzinierungsverfahren die Verdichtung bei relativ geringerer Temperatur (unter 1650°C) erreicht wird, ist es schwierig, ein wesentliches Kornwachstum zu erzielen. Hier spielen Zusätze eine wichtige Rolle zur Kontrolle des Kornwachstums und müssen vor der Pelletierung in das reaktive Pulver eingemischt werden. Es gibt zwei unter schiedliche Klassen von Zusätzen, die das Kornwachstum durch verschiedene Mechanismen erleichtern. Eine Gruppe von Zusätzen begünstigt den Kornwachstum durch die Bildung von niedrig schmelzenden Verbindungen, während eine andere Klasse von Zusätzen durch die Bildung von Defektstellen als Folge von festen Lösungen wirksam ist. Bei dem Prozeß im festen Zustand wird das Kation (Ca²⁺) des Kalks durch das Kation des Zusatzstoffes ersetzt. Gemäß des Valenzunterschiedes werden Kation-Leerstellen/Defektstrukturen im Kristall gitter des Kalks erzeugt. Das Sintern des Kalk wird so aufgrund der überschüssigen Energie in der Leerstelle des Kalkgitters bei einer wesentlich geringeren Temperatur verstärkt. Der Nachteil des flüssigkeitsbildenden Zusatzes ist, daß sich ab einer bestimmten eingesetzten Menge die feuerbeständige Eigenschaft verschlechtert. Überdies, werden beim Sintern im flüssigen Zustand unrunde Körner gebildet, was die Belastungskapazität bei hohen Tempera turen verschlechtert.

Bei dem Verfahren der Zweistufen-Kalzinierung ist eine zusätzliche Niedrigtemperatur-Kal zinierung von Nöten und das Verfahren benötigt etwas mehr Energie zur Erzeugung des reak tiven Kalks.

Der gesinterte Kalk wurde durch die Bestimmung dreier Eigenschaften wie (1) Rohdichte und scheinbare Porosität, (2) Hydratisierungsbeständigkeit und (3) Mikrostruktur charakterisiert. Rohdichte und scheinbare Porosität wurden durch das Xylol-Eindring-Verfahren unter Va kuum gemessen und die Porosität wurde unter Verwendung der Archimedes-Prinzips in Xylol gemessen. Die Hydratisierungsbeständigkeit wurde durch Messung des erzeugten Feinstaubs unterhalb 425 µm (36 BSmesh Tyler) in 95% relativer Luftfeuchtigkeit bei 50°C für eine Testzeit von 3 Stunden bestimmt. Der gesinterte Kalk mit einer Korngröße von -3,35 mm + 1,70 mm (-5 + 10 BSmesh) wurde dieser Atmosphäre in einer Feuchtigkeitskammer unter worfen und die Gewichtszunahme sowie der Feinstaub als % Gewichtsverlust nach dem Experiment gemessen. Die Korngröße des Kalks und ihre Größenverteilung wurden durch die Beurteilung der Mikrostruktur unter einem optischen Mikroskop bestimmt. Das Experiment wurde auf dem Anschliff der Probe durchgeführt. Die Korngröße und ihre Verteilung wurden mit einem Bildanalysator gemessen.

Die Erfindung wird nun mit Hilfe der folgenden Beispiele zur Durchführung des Verfahrens in der Praxis beschrieben. Diese Beispiel sollten jedoch nicht zur Beschränkung des Patent umfangs ausgelegt werden.

BEISPIEL 1

Der Kalkstein wurde sorgfältig mit Wasser gewaschen, dann auf eine Größe von 25 mm zer kleinert, bei 1000°C bei einer Temperaturerhöhung von 5°C/min mit einem Garbrennen von 2 Stunden kalziniert und die kalzinierte Masse im Brennofen abgekühlt. Die Probe wurde dann hydratisiert durch Reaktion der kalzinierten Masse mit einem Überschuß an Wasser für 12 Stunden und anschließend bei 110°C für 6 Stunden getrocknet. Das Calciumhydroxid Pulver wurde bei einem Druck von 1000 kg/cm² brikettiert. Die Briketts wurden getrocknet und schließlich bei 1650°C während 2 Stunden gesintert. Die Brenntemperatur wurde um 4 °C/min erhöht. Das Ergebnis zeigte eine Rohdichte von 3.12 g/cm³, eine scheinbare Porosität von 0.8% und einen Hydratisierungsverlust von 1%. Die durchschnittliche Korngröße des Kalks betrug 47 µm (Mikron).

BEISPIEL 2

Der Kalkstein wurde gewaschen und dann auf eine Größe von 25 mm zerkleinert und bei 1100°C für 2 Stunden kalziniert. Die kalzinierte Masse wurde durch Luftabschreckung von 1100°C auf Raumtemperatur abgekühlt, gefolgt von Hydratisierung mit Wasser. Der kalzi nierte, hydratisierte Kalkstein wurde bei einem Druck von 1200 kg/cm² brikettiert, getrocknet und schließlich bei 1650°C während 2 Stunden gesintert. Die erzielte Rohdichte betrug 3.18 g/cm³ mit einer scheinbaren Porosität von 0.3%, der Hydratisierungsverlust betrug 0.7%.

BEISPIEL 3

Der Kalkstein wurde gewaschen und dann auf eine Größe von 25 mm zerkleinert und bei 1150°C für 2 Stunden kalziniert. Die kalzinierte Masse wurde von 1150°C mit Wasser abge schreckt. Der kalzinierte, hydratisierte Kalkstein wurde bei einem Druck von 1500 kg/cm² brikettiert, getrocknet und schließlich bei 1650°C während 2 Stunden gesintert. Das erhaltene Ergebnis wies eine Rohdichte von 3.10 g/cm³ auf mit einer scheinbaren Porosität von 2.4% und einem Hydratisierungsverlust von 1.7%.

BEISPIEL 4

Der Kalkstein wurde gewaschen, dann auf eine Größe von 25 mm zerkleinert, bei 1100°C für 2 Stunden kalziniert und die kalzinierte Masse im Brennofen abgekühlt. Die kalzinierte Masse wurde mit Wasser hydratisiert und anschließend bei 110°C für 6 Stunden getrocknet. Der kalzinierte, hydratisierte Kalkstein wurde mit 2 Gewichtsprozent Titandioxid vermischt. Das Brikettieren der Mischung wurde unter einem Druck von 1.200 kg/cm² durchgeführt, die Bri ketts wurden getrocknet und schließlich bei 1600°C während 3 Stunden gesintert. Die erzielte Rohdichte betrug 3.20 g/cm³ mit einer scheinbaren Porosität von 0.3% und einem Hydratisie rungsverlust von 2.8%.

BEISPIEL 5

Der Kalkstein wurde gewaschen, dann auf eine Größe von 25 mm zerkleinert, bei 1100°C für 2 Stunden kalziniert und die kalzinierte Masse im Brennofen abgekühlt. Die kalzinierte Masse wurde mit Wasser hydratisiert und anschließend bei 110°C für 6 Stunden getrocknet. Der kalzinierte, hydratisierte Kalkstein wurde mit 2 Gewichtsprozent Eisenoxid vermischt. Das Brikettieren der Mischung wurde unter einem Druck von 1200 kg/cm² durchgeführt, die Bri ketts wurden getrocknet und schließlich bei 1600°C während 3 Stunden gesintert. Die erzielte Rohdichte betrug 3.19 g/cm³ mit einer scheinbaren Porosität von 0.5% und einem Hydratisie rungsverlust von 1.9%. Die Korngröße betrug 149 µm (Mikron).

BEISPIEL 6

Der Kalkstein wurde gewaschen, dann auf eine Größe von 25 mm zerkleinert, bei 1100°C für 2 Stunden kalziniert und die kalzinierte Masse im Brennofen abgekühlt. Die kalzinierte Masse wurde mit Wasser hydratisiert und anschließend bei 110°C für 6 Stunden getrocknet. Der kalzinierte, hydratisierte Kalkstein wurde mit 2 Gewichtsprozent Lanthanoxid vermischt. Das Brikettieren der Mischung wurde unter einem Druck von 1200 kg/cm² durchgeführt, die Bri ketts wurden getrocknet und schließlich bei 1600°C während 3 Stunden gesintert. Die erzielte Rohdichte betrug 3.20 g/cm³ mit einer scheinbaren Porosität von 0.3% und einem Hydratisie rungsverlust von 2.5%. Die Korngröße betrug 108 µm (Mikron).

BEISPIEL 7

Der Kalkstein wurde gewaschen, dann auf eine Größe von 25 mm zerkleinert, bei 1100°C für 2 Stunden kalziniert und die kalzinierte Masse im Brennofen abgekühlt. Die kalzinierte Masse wurde mit Wasser hydratisiert und anschließend bei 110°C für 6 Stunden getrocknet. Der kalzinierte, hydratisierte Kalkstein wurde mit 2 Gewichtsprozent Ceroxid vermischt. Das Bri kettieren der Mischung wurde unter einem Druck von 1200 kg/cm² durchgeführt, die Briketts wurden getrocknet und schließlich bei 1600°C während 3 Stunden gesintert. Die erzielte Rohdichte betrug 3.23 g/cm³ mit einer scheinbaren Porosität von 0.1% und einem Hydratisie rungsverlust von 3.5%. Die Korngröße betrug 95 µm (Mikron).

BEISPIEL 8

Der Kalkstein wurde gewaschen, dann auf eine Größe von 25 mm zerkleinert, bei 1100°C für 2 Stunden kalziniert und die kalzinierte Masse im Brennofen abgekühlt. Die kalzinierte Masse wurde mit Wasser hydratisiert und anschließend bei 110°C für 6 Stunden getrocknet. Der kalzinierte, hydratisierte Kalkstein wurde mit 2 Gewichtsprozent Vanadiumpentoxid ver mischt. Das Brikettieren der Mischung wurde unter einem Druck von 1200 kg/cm² durchge führt, die Briketts wurden getrocknet und schließlich bei 1600°C während 3 Stunden gesin tert. Die erzielte Rohdichte betrug 3.05 g/cm³ mit einer scheinbaren Porosität von 0.4% und einem Hydratisierungsverlust von 3.8%. Die Korngröße betrug 100 µm (Mikron).

BEISPIEL 9

Der Kalkstein wurde gewaschen, dann auf eine Größe von 25 mm zerkleinert, bei 1100°C für 2 Stunden kalziniert und die kalzinierte Masse im Brennofen abgekühlt. Die kalzinierte Masse wurde mit Wasser hydratisiert und anschließend bei 110°C für 6 Stunden getrocknet. Der kalzinierte, hydratisierte Kalkstein wurde mit 2 Gewichtsprozent Kupferoxid vermischt. Das Brikettieren der Mischung wurde unter einem Druck von 1200 kg/cm² durchgeführt, die Bri ketts wurden getrocknet und schließlich bei 1600°C während 3 Stunden gesintert. Die erzielte Rohdichte betrug 3.08 g/cm³ mit einer scheinbaren Porosität von 0.3% und einem Hydratisie rungsverlust von 2.1%. Die Korngröße betrug 95 µm (Mikron).

BEISPIEL 10

Der Kalkstein wurde gewaschen, dann auf eine Größe von 25 mm zerkleinert, bei 1100°C für 2 Stunden kalziniert und die kalzinierte Masse im Brennofen abgekühlt. Die kalzinierte Masse wurde mit Wasser hydratisiert und anschließend bei 110°C für 6 Stunden getrocknet. Der kalzinierte, hydratisierte Kalkstein wurde mit 2 Gewichtsprozent Eisenoxid vermischt. Das Brikettieren der Mischung wurde unter einem Druck von 1200 kg/cm² durchgeführt, die Bri ketts wurden getrocknet und schließlich bei 1450°C während 15 Stunden gesintert. Die er zielte Rohdichte betrug 3.14 g/cm³ mit einer scheinbaren Porosität von 0.2% und einem Hy dratisierungsverlust von 2.5%. Die Korngröße betrug 155 µm (Mikron).

BEISPIEL 11

Der Kalkstein wurde gewaschen, dann auf eine Größe von 25 mm zerkleinert, bei 1100°C für 2 Stunden kalziniert und die kalzinierte Masse durch Luftabschreckung von 1100°C auf Raumtemperatur abgekühlt, gefolgt von Hydratisierung mit Wasser. Der kalzinierte, hydrati sierte Kalkstein wurde unter einem Druck von 300, 500, 750, 1000, 1500, 2000 und 2500 kg/cm² brikettiert. Die Briketts wurden bei 1650°C für 2 Stunden gebrannt. Die gemessene Dichte nach dem Brand weist darauf hin, daß die höchste Rohdichte (3.18 g/cm³) bei 1500 kg/cm² erzielt wurde. Unterhalb des Fertigungsdrucks von 1500 kg/cm² wurde keine bedeu tende Verbesserung erzielt.

Die Hauptvorteile sind:

1. Durch die Technik der doppelten Kalzinierung kann eine relativ hohe Verdichtung von Kalk erzielt werden.
2. Eine hohe Verdichtung und eine hohe Beständigkeit gegenüber Hydratisierung kann durch eine Endkalzinierung in einem Temperaturbereich von 1500°C bis 1650°C mit einer variierenden Garbrandzeit erzielt werden.
3. Zusätze tragen zu einer Verbesserung der Korngröße und Hydratisierungsbeständigkeit bei, ohne die Belastungskapazität bei hohen Temperaturen zu verschlechtern.
4. Der nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellte gesinterte Kalk hat die folgenden Eigenschaften:
- a) Rohdichte von 3.05 bis 3.23 g/cm³
- b) Hydratisierungsverlust 0.5 bis 4% bei 50°C, 95% relative Luftfeuchtigkeit für 3 Stunden, gesiebt durch 425 µm (36 BSmesh).
- c) Korngröße von 47 bis 155 µm (Mikron).

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von hochdichtem, hydratisierungsbeständigem gesin terten Kalk, umfassend folgende Schritte:

- Waschen von Kalkstein mit einer Verunreinigung von weniger als 2%,
- Zerkleinern des gewaschenen Kalksteins auf eine Größe von 25 mm oder weniger,
- Kalzinieren des Kalksteins in einem Temperaturbereich von 1000°C bis 1150°C für einen Zeitraum von 2 bis 3 Stunden,
- Hydratisieren der kalzinierten Masse,
- Trocknen der hydratisierten Masse nach bekannten Verfahren,
- Deagglomerieren der getrockneten hydratisierten Masse nach bekannten Verfahren,
- Hinzumischen von 1 bis 4 Gewichtsprozent eines Zusatzes, ausgewählt aus niedrig schmelzende Verbindungen bildenden Übergangsmetalloxiden aus der Gruppe Eisenoxid, Titandioxid, Kupferoxid, Vanadiumpentoxid, sowie feste Lösungen bildenden Seltenerden-Metalloxiden aus der Gruppe Ceroxid, Lanthanoxid, oder einer Mischung davon, zu der genannten hydratisierten getrockneten Masse,
- Pelletieren der resultierenden Mischung bei einem Druck von mindestens 9807 bar
- Sintern der so erhaltenen Pellets in einem Temperaturbereich von 1550°C bis 1650°C für einen Zeitraum von 2 bis 4 Stunden, und
- Abkühlenlassen des resultierenden Sinters.

2. Gesinterter Kalk, erhältlich nach dem Verfahren nach Anspruch 1, mit folgenden Eigenschaften:

a) Rohdichte von 3,05 bis 3,23 g/cm³
b) Hydratisierungsverlust 0,5 bis 4% bei 50°C, 95% relativer Luftfeuchtigkeit für 3 Stun den, gesiebt durch 425 µm.
c) Korngröße von 47 bis 155 µm.