DE102020209393A1 - Process for producing oxidic materials from mineral material of low bulk density, equipment for carrying out the process and material obtainable in such a process - Google Patents

Process for producing oxidic materials from mineral material of low bulk density, equipment for carrying out the process and material obtainable in such a process Download PDF

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Meike Dietrich
Lukas Bracht
Heinz Tölke
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FLSmidth and Co AS
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ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
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    • Y02P40/40Production or processing of lime, e.g. limestone regeneration of lime in pulp and sugar mills

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen oxidischer Materialien, das Verfahren umfassend ein Bereitstellen eines mineralischen Materials und ein Kalzinieren (2) des mineralischen Materials, wobei beim Bereitstellen das mineralische Material ein carbonatisches Material, ein hydroxidisches Material oder ein carbonatisches hydroxidisches Material ist, das Metallkationen enthält und ein festes Material mit einer Schüttdichte aus einem Bereich von 0,1 kg/L bis 0,7 kg/L ist. Das Verfahren umfasst weiterhin vor dem Kalzinieren (2) ein Pressverdichten (1), bei dem das mineralische Material pressverdichtet wird und ein pressverdichtetes Material erhalten wird. Beim Kalzinieren (2) wird das pressverdichtete Material auf Temperaturen aus einem Bereich von 200 °C bis 1.300 °C erhitzt und ein kalziniertes pressverdichtetes Material erhalten. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens umfassend einen Desagglomerierer (107), einen Vortrockner (106), einen Pressverdichter (101), einen Kalzinierofen (102), einen Zerkleinerer (108), einen weiteren Pressverdichter (109) und einen Sinterofen (103) sowie ein kalziniertes pressverdichtetes Material erhältlich in diesem Verfahren.The present invention relates to a method for producing oxidic materials, the method comprising providing a mineral material and calcining (2) the mineral material, wherein when providing the mineral material is a carbonate material, a hydroxy material or a carbonate hydroxy material that contains metal cations and is a solid material having a bulk density ranging from 0.1 kg/L to 0.7 kg/L. The method further comprises, before the calcination (2), a compaction (1) in which the mineral material is compacted and a compacted material is obtained. In calcination (2), the press-compacted material is heated to temperatures ranging from 200°C to 1,300°C and a calcined press-compacted material is obtained. Furthermore, the present invention relates to a device for carrying out this method comprising a deagglomerator (107), a pre-dryer (106), a press compressor (101), a calciner (102), a crusher (108), another press compressor (109) and a Sintering Furnace (103) as well as a calcined compacted material obtainable in this process.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Verarbeitung von mineralischen Materialien und betrifft ein Verfahren zum Herstellen oxidischer Materialien, das Verfahren umfassend ein Bereitstellen eines mineralischen Materials und ein Kalzinieren des mineralischen Materials. Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie ein Material erhältlich in einem solchen Verfahren.The invention is in the field of processing mineral materials and relates to a method for producing oxidic materials, the method comprising providing a mineral material and calcining the mineral material. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the method and a material obtainable in such a method.

Bei der Aufarbeitung von mineralischem Material wird dieses häufig kalziniert. Beim Kalzinieren werden feste mineralische Materialien erhitzt, wobei aus dem gesamten Volumen des mineralischen Materials kleinere anorganische Verbindungen thermisch abgespalten werden und das Material verlassen. Liegt das mineralische Material in Form von größeren Brocken vor, stellt das Kalzinieren den Betreiber einer entsprechenden Anlage in der Regel vor keine besondere verfahrenstechnische Herausforderung.When processing mineral material, it is often calcined. During calcination, solid mineral materials are heated, with smaller inorganic compounds being thermally split off from the entire volume of the mineral material and leaving the material. If the mineral material is in the form of larger chunks, the calcination does not usually present the operator of a corresponding plant with any particular procedural challenge.

Anders ist die Situation, wenn feinkörniges (feinteiliges) Material kalziniert werden soll. Ein solches feinkörniges Material kann etwa als Zielprodukt oder Nebenprodukt anfallen, beispielsweise bei einer Fällung von gelösten Salzen aus homogener Phase. Erlaubt die Verfahrensführung dabei kein Kristallwachstum zu größeren Partikeln oder ein Agglomerieren, dann entsteht ein feinkörniger Niederschlag, welcher eine geringe Schüttdichte aufweist. Beim Kalzinieren eines derartigen feinkörnigen Materials wird dieses im Kalzinierofen infolge thermischer Konvektion oder eines durch den Ofen hindurchgeleiteten Gasstroms in der Ofenkammer als Aerosol (Staub) aufgewirbelt. Bevor die Ofenkammer geöffnet werden kann, ist daher zu warten, bis sich das hierdurch im Ofenraum gebildete Aerosol gesetzt hat. Darüber hinaus wird das Aerosol mit dem aus dem Ofenraum herausgeleiteten Abgasen ausgetragen und belastet so den Gaskreislauf der Anlage, wobei der Austrag ein Drittel des aufgegebenen mineralischen Materials oder mehr betragen kann. Daher müssen die Abgase in einer nachgelagerten Aufbereitung von der Festkörperphase befreit werden, was aufgrund der kleinen Partikelgrößen mit hohem technischen Aufwand verbunden ist - derartige feinkörnige Materialen zeigen beim Fördern zum Teil hochfluides Verhalten, neigen aber auch zur Brückenbildung, so dass diese nur schwer förderbar sind. Hinzu kommt, dass aufgrund der geringen Schüttdichte solcher Partikelsysteme die Volumenkapazitäten der Anlage erhöht werden müssen, um eine Verringerung der Produktionsleistung (Massekapazität) zu vermeiden, so dass zusätzliche Aggregate erforderlich sind und sich die Baugröße insgesamt vergrößert.The situation is different when fine-grained (finely divided) material is to be calcined. Such a fine-grained material can occur as a target product or by-product, for example when precipitating dissolved salts from a homogeneous phase. If the procedure does not permit crystal growth into larger particles or agglomeration, then a fine-grained precipitate is formed which has a low bulk density. When such a fine-grained material is calcined, it is whirled up in the calcination furnace as an aerosol (dust) as a result of thermal convection or a gas flow passed through the furnace. Before the oven chamber can be opened, it is therefore necessary to wait until the aerosol formed in the oven chamber has settled. In addition, the aerosol is discharged with the exhaust gases led out of the furnace chamber and thus burdens the gas circuit of the plant, whereby the discharge can amount to a third of the mineral material fed in or more. Therefore, the exhaust gases have to be freed from the solid phase in a downstream treatment, which is associated with high technical effort due to the small particle sizes - such fine-grained materials sometimes show highly fluid behavior when conveyed, but also tend to form bridges, so that they are difficult to convey . In addition, due to the low bulk density of such particle systems, the volume capacities of the plant must be increased in order to avoid a reduction in production output (mass capacity), so that additional units are required and the overall size increases.

Demzufolge ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches die vorgenannten Nachteile beseitigt und das insbesondere ein Kalzinieren von feinkörnigem mineralischen Material ermöglicht, ohne dass sich der Aufwand bei der Verarbeitung dieser Materialien gegenüber der Verarbeitung von grobteiligen Materialien deutlich erhöht und ohne dass insbesondere zum Einhalten einer gewünschten massebezogenen Durchsatzleistung eine Erhöhung der Volumenkapazität und eine aufwändige Aufbereitung der beim Kalzinieren entstehenden Abgase (Abluft) erforderlich ist. Ziel ist demnach auch die technische Vereinfachung und die kostengünstige Gestaltung der Herstellung oxidischer Materialien aus feinkörnigen mineralischen Materialien.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method which eliminates the aforementioned disadvantages and which, in particular, enables fine-grained mineral material to be calcined without significantly increasing the effort involved in processing these materials compared to processing coarse-grained materials and without an increase in the volume capacity and a complex treatment of the exhaust gases (exhaust air) produced during calcination being required, in particular to maintain a desired mass-related throughput. Accordingly, the goal is also the technical simplification and the cost-effective design of the production of oxidic materials from fine-grained mineral materials.

Gelöst werden diese Aufgaben durch ein Verfahren zum Herstellen oxidischer Materialien, eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens und ein kalziniertes pressverdichtetes Material erhältlich nach diesem Verfahren mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen. Dieses Verfahren ist Teil eines zweistufigen Brennprozesses.These objects are achieved by a method for producing oxidic materials, a device for carrying out this method and a calcined press-compacted material obtainable by this method with the features specified in the independent claims. Advantageous developments result from the dependent claims, the following description and the drawings. This procedure is part of a two-stage firing process.

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Herstellen oxidischer Materialien, das Verfahren umfassend ein Bereitstellen eines mineralischen Materials und ein Kalzinieren des mineralischen Materials, wobei beim Bereitstellen das mineralische Material ein carbonatisches Material, ein hydroxidisches Material oder ein carbonatisches hydroxidisches Material ist, das Metallkationen enthält und ein festes Material mit einer Schüttdichte aus einem Bereich von 0,1 kg/L bis 0,7 kg/L ist, das Verfahren vor dem Kalzinieren weiterhin ein Pressverdichten umfasst, bei dem das mineralische Material pressverdichtet wird und ein pressverdichtetes Material erhalten wird, und beim Kalzinieren das pressverdichtete Material auf Temperaturen aus einem Bereich von 200 °C bis 1.300 °C erhitzt wird und ein kalziniertes pressverdichtetes Material erhalten wird. Das pressverdichtete Material weist sehr gute Transporteigenschaften (Fließfähigkeit) und Formbeständigkeit auf und zeigt beim Kalzinieren ein hervorragendes Konversionsverhalten.The invention includes a method for producing oxidic materials, the method comprising providing a mineral material and calcining the mineral material, wherein when providing the mineral material is a carbonate material, a hydroxide material or a carbonate hydroxide material containing metal cations and a is solid material having a bulk density in a range from 0.1 kg/L to 0.7 kg/L, the method prior to the calcination further comprises compacting, in which the mineral material is compacted and a compacted material is obtained, and at calcining the compacted material is heated to temperatures ranging from 200°C to 1300°C and a calcined compacted material is obtained. The press-compacted material has very good transport properties (flowability) and dimensional stability and shows excellent conversion behavior during calcination.

Dabei war vor allem überraschend, dass sich das Pressverdichten auch zur Vorbereitung von Prozessen einsetzen lässt, bei welchen kleinere anorganische Verbindungen aus dem gesamten Volumen des Materials thermisch oder chemisch abgespalten, in gasförmiger Form aus dem Volumen des Materials herausgeleitet und so aus diesem entfernt werden sollen ohne dass sich dabei die äußere Gestalt des Materials wesentlich ändert. Gerade beim Pressverdichten von feinkörnigem Material führt der höhere Feingutanteil in der Regel dazu, dass das pressverdichtete Material schnell auskrümelt und im Verlauf der weiteren Verarbeitung oder Lagerung zerfällt, weshalb dem Material vor dem Pressverdichten häufig ein Bindemittel zugesetzt wird. Dies ist bei der Verarbeitung mineralischer Materialien unerwünscht, wo hohe Produktreinheit von wesentlicher Bedeutung ist.It was particularly surprising that compression can also be used to prepare for processes in which smaller inorganic compounds are split off thermally or chemically from the entire volume of the material, guided out of the volume of the material in gaseous form and thus removed from it without the outer shape of the material changing significantly. Especially when compacting fine-grained material the higher proportion of fines usually means that the press-compacted material quickly crumbles and disintegrates in the course of further processing or storage, which is why a binder is often added to the material before press-compacting. This is undesirable when processing mineral materials where high product purity is essential.

Hinzu kommt, dass beim Pressverdichten kompaktierte (formverdichtete) Materialagglomerate erzeugt werden, bei denen das Porenvolumen verringert wurde und bei denen insbesondere die Oberfläche verdichtet ist. In derartigen kompaktierten Materialagglomeraten sollte ein freier Stoffaustausch zwischen dem umgebenden Gasraum und dem Innern des Materialagglomerats nicht ohne weiteres möglich sein, das Innere eines Materialagglomerats sollte also praktisch nicht leicht zugänglich sein. Der Zusammenhalt des kompaktierten Materials beruht lediglich auf Verdichtung und ist damit relativ locker. Daher ist zu erwarten, dass die im Volumen des Materials abgespalten kleinen anorganischen Verbindungen nicht leicht an die Außenseite des Materials gelangen können (etwa über eine durchgängige Porenstruktur), sondern diese verbleiben vielmehr zunächst im Materialagglomerat und blähen dieses auf. Ist das abgespaltene Volumen an kleinen anorganischen Verbindungen hinreichend groß, werden die Materialagglomerate aufgrund des im Verlauf des Ausgasens anwachsenden Innendrucks auseinandergesprengt, sie verlieren dabei ihre äußere Gestalt und zerfallen - im Extremfall wird das dabei freigesetzte feinkörnige Material über den Ofenraum verteilt. Aus diesem Grund wird das Pressverdichten vor allem für Verfahren eingesetzt, bei denen im Innern eines Materialagglomerats kein signifikanter Stoffaustausch mit der Umgebung zu erwarten ist, beispielsweise für Aufschmelzvorgänge oder reine Sinterprozesse, oder bei denen ein Stoffaustausch nur an der Außenseite eines Materialagglomerats auftreten soll.In addition, compacted (shape-compacted) material agglomerates are produced during press compaction, in which the pore volume has been reduced and in which the surface in particular is compacted. In such compacted material agglomerates, a free exchange of substances between the surrounding gas space and the interior of the material agglomerate should not be readily possible, so the interior of a material agglomerate should not be easily accessible in practice. The cohesion of the compacted material is based solely on compression and is therefore relatively loose. It is therefore to be expected that the small inorganic compounds split off in the volume of the material cannot easily get to the outside of the material (e.g. via a continuous pore structure), but rather initially remain in the material agglomerate and inflate it. If the split-off volume of small inorganic compounds is sufficiently large, the material agglomerates are blown apart due to the internal pressure increasing during the outgassing process, they lose their external shape and disintegrate - in extreme cases the fine-grained material released is distributed over the furnace chamber. For this reason, press compaction is mainly used for processes in which no significant mass transfer with the environment is to be expected inside a material agglomerate, for example for melting processes or pure sintering processes, or in which a mass transfer should only occur on the outside of a material agglomerate.

Es wurde nun herausgefunden, dass überraschenderweise grade bei feinkörnigem mineralischen Material, das ein carbonatisches Material, ein hydroxidisches Material oder ein carbonatisches hydroxidisches Material ist und eine Schüttdichte aus einem Bereich von 0,1 kg/L bis 0,7 kg/L aufweist, ein Pressverdichten zu kompaktierten Materialagglomeraten führt, die beim Kalzinieren nicht gesprengt werden, sondern von denen vielmehr der überwiegende Teil auch nach dem Kalzinieren die anfängliche äußere Form aufweist, so dass sich das mineralische Material also bindemittelfrei (ohne Zugabe von Bindemitteln) einsetzen lässt. Dies wird darauf zurückgeführt, dass die mineralogisch-chemische Natur solcher feinkörniger Materialien anscheinend einen hinreichend hohen inneren Zusammenhalt der Materialagglomerate bietet, wodurch sich beim Pressverdichten kompaktierte Materialagglomerate erzeugen lassen, die offenbar bereits eine Porenstruktur besitzen oder diese im Verlauf des Kalzinierens erhalten, welche ein nahezu quantitatives Abführen der beim Kalzinieren abgespaltenen kleinen anorganischen Verbindungen in gasförmiger Form aus dem Material erlaubt. Die mikroskopischen Ursachen des beobachteten überraschenden Effekts sind Gegenstand weiterer Untersuchungen.It has now been found, surprisingly, that precisely in the case of fine-grained mineral material which is a carbonate material, a hydroxide material or a carbonate hydroxide material and has a bulk density in the range from 0.1 kg/L to 0.7 kg/L, a Press compaction leads to compacted material agglomerates, which are not broken up during calcination, but rather the majority of which has the initial external shape even after calcination, so that the mineral material can be used without binders (without the addition of binders). This is attributed to the fact that the mineralogical-chemical nature of such fine-grained materials apparently offers a sufficiently high internal cohesion of the material agglomerates, which means that compacted material agglomerates can be produced during compression, which apparently already have a pore structure or receive it during calcination, which has an almost quantitative removal of the small inorganic compounds split off during calcination in gaseous form from the material. The microscopic causes of the observed surprising effect are the subject of further investigations.

Zur Verdeutlichung der Erfindung ist diese im Folgenden allgemein beschrieben, wozu einige repräsentative Beispiele einzelner Bestandteile von Teilaspekten der Erfindung erläutert werden, die in Abhängigkeit von den jeweils gewünschten Eigenschaften nahezu beliebig miteinander verknüpft werden können.In order to clarify the invention, it is described in general below, for which some representative examples of individual components of partial aspects of the invention are explained, which can be linked to one another in almost any way, depending on the properties desired in each case.

Als oxidische Materialien werden im vorliegenden Kontext alle Materialien (Stoffe, Substanzen) verstanden, deren Hauptbestandteil anorganische Materialien auf Oxidbasis darstellen, die also zu mehr als 50 Gew.-% aus anorganischen Materialien auf Oxidbasis bestehen, bevorzugt zu mehr als 70 Gew.-%, weiter bevorzugt zu mehr als 85 Gew.-%, besonders bevorzugt zu mehr als 90 Gew.-%.In the present context, oxidic materials are understood to be all materials (materials, substances) whose main constituents are inorganic materials based on oxides, i.e. they consist of more than 50% by weight of inorganic materials based on oxides, preferably more than 70% by weight. , more preferably more than 85% by weight, particularly preferably more than 90% by weight.

Ein anorganisches Material ist ein chemischer Stoff (Reinstoff, Mischung oder Kompositsystem), der - von Verunreinigungen mit einem Anteil von maximal 1 Gew.-% abgesehen - keine Kohlenstoffverbindungen mit Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen oder davon abgeleitete Verbindungen enthält, so dass dieser also elementaren Kohlenstoff, wasserstofffreie Kohlenstoffchalkogenide wie etwa Kohlenstoffmonoxid, Kohlenstoffdioxid, Kohlenstoffsuboxide oder Schwefelkohlenstoff und deren Derivate (einschließlich Kohlensäure und Carbonate), Metallcarbonyle, Cyanate, Thiocyanate sowie Carbide und deren Derivate (einschließlich Carbonitriden, Carbooxiden und Carbooxinitriden) enthalten kann. Ein anorganisches Material auf Oxidbasis ist jegliches anorganisches Material, das Verbindungen von einem oder mehreren Elementen mit Sauerstoff enthält und in welchem der Sauerstoff den elektronegativeren Bestandteil darstellt. Abzugrenzen sind Materialien auf Oxidbasis von reinen Hydroxiden. Ein Material auf Oxidbasis umfasst damit reine Oxide ebenso wie Hydroxidoxide / Oxyhydroxide, Oxidhydrate und Oxidaquate, sowie Mischoxide und kristalline Zwischenphasen, die Oxide enthalten, etwa in Form von Oxynitriden. Typische anorganische Materialien auf Oxidbasis umfassen beispielsweise Magnesiumoxid (MgO, etwa als Magnesia oder Periklas), Calciumoxid (CaO, etwa als gebrannter Kalk), Calciummagnesiumoxid (CaO MgO, etwa als gebrannter Dolomit/Dolomitbranntkalk), Aluminiumoxid (Al2O3, etwa als Korund, Saphir, Rubin, Tonerde), Spinelle (etwa Oxospinelle wie Magnesiospinell MgAl2O4 oder Chromit Fe(II)Cr2O4), Eisenoxide (etwa Eisen(III)-oxid Fe2O3, Eisen(II,III)-oxid Fe3O4 oder Eisen(II)-oxid FeO), Aluminiumnatriumdioxid (NaAlO2), Strontiumoxid (SrO), Titandioxid (TiO2, etwa als Rutil, Anatas oder Brookit) oder Zinkoxid (ZnO etwa als Zinkit). Demzufolge können typische oxidische Materialien im Sinne der vorliegenden Erfindung beispielsweise die vorgenannten anorganischen Materialien auf Oxidbasis als Reinsubstanzen, als Mischungen untereinander oder mit anderen Verbindungen oder als mischkristalline Systeme auf der Grundlage dieser anorganischen Materialien auf Oxidbasis enthalten, darüber hinaus können oxidische Materialien natürlich auch vermeidbare oder unvermeidbare Verunreinigungen sowie erwünschte Zuschlagstoffe enthalten.An inorganic material is a chemical substance (pure substance, mixture or composite system) which - apart from impurities with a maximum content of 1% by weight - does not contain any carbon compounds with carbon-hydrogen bonds or compounds derived from them, so that this is elementary Carbon, hydrogen-free carbon chalcogenides such as carbon monoxide, carbon dioxide, carbon suboxides or carbon disulfide and their derivatives (including carbonic acid and carbonates), metal carbonyls, cyanates, thiocyanates and carbides and their derivatives (including carbonitrides, carbooxides and carbooxinitrides). An oxide-based inorganic material is any inorganic material containing compounds of one or more elements with oxygen and in which the oxygen is the more electronegative component. Materials based on oxides must be distinguished from pure hydroxides. An oxide-based material thus includes pure oxides as well as hydroxide oxides/oxyhydroxides, oxide hydrates and oxide aquates, as well as mixed oxides and crystalline intermediate phases that contain oxides, for example in the form of oxynitrides. Typical oxide-based inorganic materials include, for example, magnesium oxide (MgO, such as magnesia or periclase), calcia (CaO, such as quick lime), calcium magnesium oxide (CaO MgO, such as quick dolomite/dolomite quicklime), alumina (Al 2 O 3 , such as Corundum, sapphire, ruby, alumina), spinels (such as oxospinels such as magnesium spinel MgAl 2 O 4 or chromite Fe(II)Cr 2 O 4 ), iron oxides (e.g. iron(III) oxide Fe 2 O 3 , iron(II,III) oxide Fe 3 O 4 or iron(II) oxide FeO), aluminum sodium dioxide (NaAlO 2 ), strontium oxide (SrO), titanium dioxide (TiO 2 , for example as rutile, anatase or brookite) or zinc oxide (ZnO for example as zincite). Accordingly, typical oxidic materials within the meaning of the present invention can contain, for example, the aforementioned inorganic oxide-based materials as pure substances, as mixtures with one another or with other compounds, or as mixed-crystalline systems based on these inorganic oxide-based materials contain unavoidable impurities and desirable additives.

Für das Verfahren wird ein mineralisches Material bereitgestellt, welches als Edukt (Ausgangsstoff) für das nachfolgende Kalzinieren dient. Ein mineralisches Material ist ein fester Stoff (Substanz), der zu einem überwiegenden Anteil (also zu mehr als 50 Gew.-%, bevorzugt zu mehr als 70 Gew.-%, weiter bevorzugt zu mehr als 85 Gew.%, besonders bevorzugt zu mehr als 90 Gew.-%) Minerale enthält. Ein Mineral ist eine anorganische, weitgehend homogene Substanz, welche zumeist kristallin ist. Das mineralische Material enthält mindestens ein Mineral oder auch mehr als ein Mineral, wobei die Minerale in dem mineralischen Material insgesamt einen Massenanteil von mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt zu mehr als 70 Gew.-%, weiter bevorzugt zu mehr als 85 Gew.-%, besonders bevorzugt zu mehr als 90 Gew.-%, ausmachen. Ein derartiges Mineral kann ein natürliches Mineral oder ein synthetisches (künstliches) Mineral sein, was auch geformte Stoffgemische aus gesiebten oder zerkleinerten Mineralen umfasst, welche durch Kristallisation einer Verfestigungsphase wie beispielsweise Anhydrit, gebrannter Kalk, Tonminerale oder Zement verfestigt sind.A mineral material is provided for the process, which serves as a starting material for the subsequent calcination. A mineral material is a solid substance (substance) which, for the most part (i.e. more than 50% by weight, preferably more than 70% by weight, more preferably more than 85% by weight, particularly preferably more than 90% by weight) minerals. A mineral is an inorganic, largely homogeneous substance, which is mostly crystalline. The mineral material contains at least one mineral or more than one mineral, the minerals in the mineral material having a total mass fraction of at least 50% by weight, preferably more than 70% by weight, more preferably more than 85% by weight. -%, particularly preferably more than 90% by weight. Such a mineral may be a natural mineral or a synthetic (man-made) mineral, including formed aggregates of sieved or crushed minerals consolidated by crystallization of a solidifying phase such as anhydrite, quicklime, clay minerals or cement.

Im vorliegenden Fall ist das mineralische Material ein carbonatisches Material, ein hydroxidisches Material oder ein carbonatisches hydroxidisches Material. Ein carbonatisches Material ist ein Material, das zu einem überwiegenden Anteil Carbonate (Karbonate) enthält, also Salze der Kohlensäure, so dass zumindest einer der negativ geladenen Gitterbausteine - insbesondere alle negativ geladenen Gitterbausteine - Carbonatanionen (CO3 2-) und/oder Hydrogencarbonatanionen (HCO3 -) sind. Dieses Material kann ein einzelnes Carbonat sein oder aber Mischungen aus zwei oder mehr Carbonaten. Ein überwiegender Anteil ist dann gegeben, wenn der Anteil der Carbonate mehr als 50 Gew.-% beträgt, bevorzugt mehr als 80 Gew.-%, besonders bevorzugt mehr als 90 Gew.-%, wobei die dazugehörigen Kationen ebenso wie etwaige im Kristallgitter der Carbonate gebundene Fremdanteile wie Fremdionen oder Kristallwasser zu der Masse des Carbonats gehörig sind). Darüber hinaus kann ein carbonatisches Material neben dem Metallcarbonat oder den Metallcarbonaten weitere Bestandteile enthalten, so lange deren Anteil weniger als 50 Gew.-% beträgt. Ein carbonatisches Material kann beispielsweise ein Material sein, welches zu einem überwiegenden Anteil Calciumcarbonat (CaCO3, etwa als Calcit, Aragonit, Vaterit, Kalkstein, Marmor), Magnesiumcarbonat (MgCO3, etwa als Magnesit - natürlich oder synthetisch), Calcium-Magnesium-Carbonat (CaMg[CO3]2, Dolomit), Strontiumcarbonat (SrCO3, etwa als Strontianit) Eisencarbonat (Fe[CO3], etwa als Siderit) oder Zinkcarbonat (ZnCO3, etwa als Smithonit) enthält, etwa als Anhydrat (beispielsweise Upsalit) oder Hydrat (beispielsweise Ikait, Monohydrocalcit).In the present case the mineral material is a carbonate material, a hydroxide material or a carbonate hydroxide material. A carbonaceous material is a material that mainly contains carbonates (carbonates), i.e. salts of carbonic acid, so that at least one of the negatively charged lattice building blocks - in particular all negatively charged lattice building blocks - carbonate anions (CO 3 2- ) and/or hydrogen carbonate anions ( HCO 3 - ). This material can be a single carbonate or mixtures of two or more carbonates. A predominant proportion is given when the proportion of carbonates is more than 50% by weight, preferably more than 80% by weight, particularly preferably more than 90% by weight, the associated cations as well as any in the crystal lattice of the carbonate-bound foreign components such as foreign ions or water of crystallization belong to the mass of the carbonate). In addition, a carbonaceous material can contain other components in addition to the metal carbonate or the metal carbonates, as long as their proportion is less than 50% by weight. A carbonaceous material can, for example, be a material which consists predominantly of calcium carbonate (CaCO 3 , for example as calcite, aragonite, vaterite, limestone, marble), magnesium carbonate (MgCO 3 , for example as magnesite - natural or synthetic), calcium-magnesium carbonate (CaMg[CO 3 ] 2 , dolomite), strontium carbonate (SrCO 3 , for example as strontianite), iron carbonate (Fe[CO 3 ], for example as siderite) or zinc carbonate (ZnCO 3 , for example as smithonite), for example as an anhydrate (for example upsalite) or hydrate (e.g. ikaite, monohydrocalcite).

Entsprechend ist ein hydroxidisches Material ein Material, das zu einem überwiegenden Anteil Hydroxide (Hydroxyde) enthält, also Salze oder salzartige Stoffe, bei denen zumindest einer der negativ geladenen Bestandteile - insbesondere Gitterbausteine - ein Hydroxidanion (OH-) ist oder Hydroxidanionen enthält. (Im Sinne der vorliegenden Anmeldung umfasst der Begriff „Hydroxid“ also nicht nur Stoffe, bei denen alle negativ geladenen Gitterbaustein Hydroxidanionen sind, sondern etwa auch Stoffe mit Hydroxidanionen und zusätzlich anderen Anionen (beispielsweise Silikaten) sowie auch Stoffe mit anderen komplexen Anionen mit Hydroxidliganden, beispielsweise Metallate, also negativ geladene Komplexe, in denen jeweils ein Metallzentralatom (ungeladen oder als Kation) von Hydroxiden als Komplexliganden umgeben ist oder Kondensate solcher Metall-Hydroxidligand-Komplexe; dies beinhaltet neben kristallinen und teilkristallinen Subtanzen auch amorphe Substanzen). Dies kann also ein einzelnes Hydroxid sein oder aber Mischungen aus zwei oder mehr Hydroxiden. Ein überwiegender Anteil ist dann gegeben, wenn der Anteil der Hydroxide mehr als 50 Gew.-% beträgt, insbesondere mehr als 80 Gew.-% oder sogar mehr als 90 Gew.-%, wobei die dazugehörigen Kationen ebenso wie etwaige im Kristallgitter der Hydroxide gebundene Fremdanteile wie Fremdionen oder Kristallwasser zu der Masse des Hydroxids gehörig sind). Darüber hinaus kann ein hydroxidisches Material weitere Bestandteile enthalten, so lange deren Anteil weniger als 50 Gew.-% beträgt. Ein hydroxidisches Material kann beispielsweise ein Material sein, welches zu einem überwiegenden Anteil Calciumhydroxid (Ca(OH)2, etwa als gelöschter Kalk oder Portlandit), Magnesiumhydroxid (Mg(OH)2, etwa als Brucit), Aluminiumhydroxid (Al(OH)3, etwa als Bayerit, Gibbsit oder Nordstrandit), Aluminiumoxid-Hydroxid (AIO(OH), etwa als Diaspor oder Böhmit), Natriumaluminate (etwa NaAl(OH)4 oder Na3[Al3O2(OH)3]), Kaolinit oder Dickit (jeweils Al2[(OH)4/Si2O5]), Halloysit (Al2[(OH)4/Si2O5] • 2 H2O) oder Titanoxohydrat, (TiO(OH)2 / TiO2. H2O) enthält, vorgenannte soweit möglich etwa als Hydrat oder Anhydrat.Accordingly, a hydroxide material is a material that mainly contains hydroxides (hydroxydes), i.e. salts or salt-like substances in which at least one of the negatively charged components - in particular lattice building blocks - is a hydroxide anion (OH - ) or contains hydroxide anions. (For the purpose of the present application, the term "hydroxide" therefore includes not only substances in which all negatively charged lattice building blocks are hydroxide anions, but also substances with hydroxide anions and additional other anions (e.g. silicates) as well as substances with other complex anions with hydroxide ligands, e.g. metallates, i.e. negatively charged complexes in which a central metal atom (uncharged or as a cation) is surrounded by hydroxides as complex ligands or condensates of such metal hydroxide ligand complexes; this includes crystalline and semi-crystalline substances as well as amorphous substances). So this can be a single hydroxide or mixtures of two or more hydroxides. A predominant proportion is given when the proportion of hydroxides is more than 50% by weight, in particular more than 80% by weight or even more than 90% by weight, the associated cations as well as any in the crystal lattice of the hydroxides bound foreign parts such as foreign ions or water of crystallization belong to the mass of the hydroxide). In addition, a hydroxide material can contain other components as long as their proportion is less than 50% by weight. A hydroxide material can, for example, be a material which contains predominantly calcium hydroxide (Ca(OH) 2 , for example as slaked lime or portlandite), magnesium hydroxide (Mg(OH) 2 , for example as brucite), aluminum hydroxide (Al(OH) 3 , such as bayerite, gibbsite or nordstrandite), alumina hydroxide (AIO(OH), such as diaspore or boehmite), sodium aluminates (such as NaAl(OH) 4 or Na 3 [Al 3 O 2 (OH) 3 ]), kaolinite or dickite (in each case Al 2 [(OH) 4 /Si 2 O 5 ]), halloysite (Al 2 [(OH) 4 /Si 2 O 5 ] • 2 H 2 O) or titanium oxohydrate, (TiO(OH) 2 / TiO 2. H 2 O) contains the aforementioned as far as possible as a hydrate or anhydrate.

Ein carbonatisches hydroxidisches Material ist ein Material, das zu einem überwiegenden Anteil Carbonate und auch Hydroxide enthält. Dies können Mischungen von Hydroxiden und Carbonaten sein, Mischkristalle aus Hydroxiden und Carbonaten (jeweils von einem oder mehreren Carbonaten und einem oder mehreren Hydroxiden) sowie Stoffe, die als negativ geladene Gitterbausteine sowohl Hydroxidanionen als auch Carbonatanionen aufweisen, gegebenenfalls auch weitere Anionen. Ein überwiegender Anteil ist dann gegeben, wenn der gemeinsame Anteil der Hydroxide und Carbonate oder der Anteil der Stoffe mit sowohl Hydroxidanionen als auch Carbonatanionen insgesamt mehr als 50 Gew.-% beträgt, insbesondere mehr als 80 Gew.-% oder sogar mehr als 90 Gew.-% (dies beinhaltet die dazugehörigen Kationen ebenso wie ebenfalls etwaige im Kristallgitter gebundene Fremdanteile wie Fremdionen oder Kristallwasser). Darüber hinaus kann ein carbonatisches hydroxidisches Material weitere Bestandteile enthalten, so lange deren Anteil weniger als 50 Gew.-% beträgt. Ein carbonatisches hydroxidisches Material kann beispielsweise ein Material sein, welches zu einem überwiegenden Anteil Hydromagnesit (Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O; helles Magnesia, Magnesia alba), Azurit (Cu3(CO3)2(OH)2; Kupferblau), Bleiweiß (2 PbCO3·Pb(OH)2) oder Hydrozinkit (Zn5[(OH)6/(CO3)2]; Zinkblüte) enthält, soweit möglich etwa als Hydrat oder Anhydrat.A carbonate hydroxide material is a material that contains a predominance of carbonates and also contains hydroxides. These can be mixtures of hydroxides and carbonates, mixed crystals of hydroxides and carbonates (each of one or more carbonates and one or more hydroxides) and substances that have both hydroxide anions and carbonate anions as negatively charged lattice building blocks, optionally also other anions. A predominant proportion is given when the total proportion of hydroxides and carbonates or the proportion of substances with both hydroxide anions and carbonate anions is more than 50% by weight, in particular more than 80% by weight or even more than 90% by weight % (this includes the associated cations as well as any foreign components bound in the crystal lattice such as foreign ions or water of crystallization). In addition, a carbonate hydroxide material can contain other components as long as their proportion is less than 50% by weight. A carbonate hydroxide material can, for example, be a material which consists predominantly of hydromagnesite (Mg 5 (CO 3 ) 4 (OH) 2 .4H 2 O; light-colored magnesia, magnesia alba), azurite (Cu 3 (CO 3 ) 2 ( OH) 2 ; copper blue), white lead (2 PbCO 3 ·Pb(OH) 2 ) or hydrozincite (Zn 5 [(OH) 6 /(CO 3 ) 2 ]; zinc blossom), as far as possible as a hydrate or anhydrate.

Die Erfindung beinhaltet ein insbesondere ein Verfahren, bei dem das mineralische Material ausgewählt wird aus der Gruppe umfassend Hydromagnesit, Hydrozinkit, natürlicher Magnesit, synthetischer Magnesit aus Meerwasser oder Kavernenwasser (Solen) sowie Flotationskonzentrat. Natürlicher Magnesit, synthetischer Magnesit und Hydromagnesit stellen Ausgangsstoffe bei der Herstellung von Magnesiumoxid dar (gemäß MgCO3 →MgO + CO2 beziehungsweise Mg5(CO3)4(OH)4H2O --> 5MgO + 4CO2 + 5H2O). Hydrozinkit dient als Ausgangsstoff bei der Herstellung von Zinkoxid (gemäß Zn5[(OH)6/(CO3)2] → 5ZnO + 2CO2 + 3H2O); bei den vorgenannten Mineralien können insbesondere Rückstände aus der Aufbereitung von Erzen feinkörnig vorliegen (Tailings). Synthetischer Magnesit wird aus Meerwasser oder Kavernenwasser gewonnen, in denen Magnesiumsalze durch Zugabe von Dolomit oder Kalken als carbonathaltiger Niederschlag (Meerwassermagnesit) ausgefällt werden. Flotationskonzentrate enthalten ebenfalls Magnesit und werden bei Auftrennvorgängen im Rahmen einer Flotation erhalten (flotiertes Magnesiumcarbonat) - die Feinkörnigkeit von Flotationskonzentraten ergibt sich aus der Notwendigkeit, das eingesetzte Material für die Flotation zum Erzielen einer guten Trennwirkung möglichst feinkörnig zu zerkleinern (etwa mit einer Partikelgrößenobergrenze als D100-Wert von weniger als 500 µm). Insbesondere beim thermischen Behandeln von mineralischen Materialien, etwa bei der Herstellung und Verarbeitung von Magnesit, entstehen zum Teil feinkörnige Partikel mit einer mittleren Partikelgröße (D50-Wert), die so niedrig ausfallen können wie 5 µm, und die dabei äußerst geringe Schüttdichten aufweisen können.The invention includes a particular method in which the mineral material is selected from the group consisting of hydromagnesite, hydrozincite, natural magnesite, synthetic magnesite from seawater or cavern water (brines) and flotation concentrate. Natural magnesite, synthetic magnesite and hydromagnesite are starting materials in the production of magnesium oxide (according to MgCO 3 →MgO + CO 2 or Mg 5 (CO 3 ) 4 (OH) 4H 2 O --> 5MgO + 4CO 2 + 5H 2 O). Hydrozincite serves as a starting material in the production of zinc oxide (according to Zn 5 [(OH) 6 /(CO 3 ) 2 ] → 5ZnO + 2CO 2 + 3H 2 O); In the case of the aforementioned minerals, residues from the processing of ores can be present in fine-grained form (tailings). Synthetic magnesite is obtained from seawater or cavern water, in which magnesium salts are precipitated as a carbonate-containing precipitate (seawater magnesite) by adding dolomite or lime. Flotation concentrates also contain magnesite and are obtained during flotation separation processes (floated magnesium carbonate) - the fine-grained nature of flotation concentrates results from the need to crush the material used for flotation as finely as possible in order to achieve a good separation effect (e.g. with an upper particle size limit of D100 -value of less than 500 µm). Particularly when mineral materials are thermally treated, for example in the production and processing of magnesite, fine-grained particles with an average particle size (D50 value) are sometimes formed, which can be as small as 5 µm and which can have extremely low bulk densities.

Dabei enthält das mineralische Material Metallkationen, welche dessen positiv geladenen Bausteine darstellen, insbesondere dessen positiv geladene Gitterbausteine. Beispiele für derartige Metallkationen können etwa Kationen des Magnesiums, Calciums, Strontiums, Zinks, Kupfers, Eisens, Natriums oder Chroms sein.The mineral material contains metal cations, which represent its positively charged building blocks, in particular its positively charged lattice building blocks. Examples of such metal cations can be cations of magnesium, calcium, strontium, zinc, copper, iron, sodium or chromium.

Das mineralische Material ist ein festes Material mit einer Schüttdichte aus einem Bereich 0,1 kg/L bis 0,7 kg/L. Die Schüttdichte (Schüttgewicht) bezeichnet die Dichte eines (ungerüttelten und ungestampften) Gemenges aus einem desagglomerierten partikulären (körnigen) Feststoff und einem kontinuierlichen Fluid, welches die Hohlräume zwischen den Partikeln ausfüllt (in der Regel Luft), wobei sich der Feststoff und das Fluid nicht ineinander lösen; die Schüttdichte ergibt sich als Verhältnis von der Masse der (nicht gesondert verdichteten) Schüttung zu dem von der Schüttung eingenommenen Schüttvolumen. Die Masse der Schüttung hängt neben dem Material des Feststoffs auch von dessen Eigenfeuchte ab. Das Schüttvolumen beinhaltet sämtliche Hohlräume innerhalb der Schüttung und insbesondere innere Poren (Eigenporen) und Hohlräume zwischen benachbarten Partikeln (Haufwerksporen) und hängt somit von der Feinheit und (ungestampften und ungerüttelten) Packung des Feststoffs ab. Die Schüttdichte lässt sich am eingesetzten Material mit den üblichen, zur Bestimmung der Schüttdichte geeigneten Verfahren bestimmen, welche auf der Massebestimmung für ein vorgegebenes Volumen einer lockeren Schüttung des Materials oder auf der Massenbestimmung und der Volumenbestimmung für eine lockere Schüttung des Materials beruhen, beispielsweise analog der Bestimmung für Kunststoffe gemäß DIN EN ISO 60.The mineral material is a solid material with a bulk density ranging from 0.1 kg/L to 0.7 kg/L. The bulk density (bulk density) refers to the density of a (unvibrated and untamped) mixture of a deagglomerated particulate (granular) solid and a continuous fluid, which fills the cavities between the particles (usually air), whereby the solid and the fluid do not mix dissolve into each other the bulk density results from the ratio of the mass of the (not separately compacted) fill to the bulk volume occupied by the fill. The mass of the fill depends not only on the material of the solid but also on its inherent moisture content. The bulk volume includes all cavities within the bulk and in particular inner pores (own pores) and cavities between neighboring particles (pores in bulk) and thus depends on the fineness and (untamped and unshaken) packing of the solid. The bulk density can be determined on the material used with the usual methods suitable for determining the bulk density, which are based on the determination of the mass for a given volume of a loose fill of the material or on the determination of the mass and the volume determination for a loose fill of the material, for example analogously to Determination for plastics according to DIN EN ISO 60.

Gemäß einer Ausbildung der Erfindung kann dabei das Verfahren so durchgeführt werden, dass beim Bereitstellen das mineralische Material eine Schüttdichte aus einem Bereich von 0,1 kg/L bis 0,6 kg/L aufweist, bevorzugt aus einem Bereich von 0,1 kg/L bis 0,4 kg/L. Derartige Schüttdichten lassen sich analog zu DIN EN ISO 60 bestimmen. Für Materialien mit Schüttdichten aus diesem Bereich bietet das erfindungsgemäße Verfahren besonders große Vorteile, da sich das herkömmlicherweise genutzte Verfahren deutlich vereinfachen lässt. Für Materialien mit höheren Schüttdichten lässt sich das Verfahren ebenfalls einsetzen, jedoch bietet das Pressverdichten in dem nachfolgenden Kalzinieren dann etwas geringere Vorteile. Für Materialien mit niedrigeren Schüttdichten als 0,1 kg/L lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren zwar einsetzen, jedoch ist dieses Material derart feinkörnig, dass bereits bei den vorbereitenden Arbeitsschritten bis hin zum Pressverdichten ein erhöhter Aufwand anfällt, um einen Materialaustrag und eine Arbeitsraumkontamination zu vermeiden. Demzufolge bietet das Verfahren zwar auch bei kleineren Schüttdichten deutliche Vorteile, die Verarbeitung gestaltet sich jedoch insgesamt als so schwierig, dass in der Praxis meist von einer industriellen Kalzinierung derartig feinkörniger Materialien abgesehen wird.According to one embodiment of the invention, the method can be carried out in such a way that the mineral material has a bulk density in the range from 0.1 kg/l to 0.6 kg/l, preferably in the range from 0.1 kg/l. L to 0.4kg/L. Such bulk densities can be determined analogously to DIN EN ISO 60. The method according to the invention offers particularly great advantages for materials with bulk densities in this range, since the conventionally used method can be significantly simplified. The process can be used for materials with higher bulk densities can also be used, but compression in the subsequent calcination then offers somewhat fewer advantages. Although the method according to the invention can be used for materials with a bulk density lower than 0.1 kg/L, this material is so fine-grained that even the preparatory work steps up to the press-compacting involve increased effort in order to avoid material discharge and workspace contamination . As a result, the process offers significant advantages even with lower bulk densities, but processing is so difficult overall that in practice industrial calcination of such fine-grained materials is usually avoided.

Gemäß einer Ausbildung der Erfindung kann dabei das Verfahren so durchgeführt werden, dass beim Bereitstellen das mineralische Material eine Partikelgrößenverteilung mit einem D50-Wert von weniger als 200 µm aufweist oder sogar von weniger als 50 µm oder aus einem Bereich von 5 µm bis 40 µm. Die Partikelgrößenverteilung wurde gemäß ISO 13320 durch Laserbeugung bestimmt und der D50-Wert als der mittlere Partikeldurchmesser (massengemittelt) ermittelt, wobei das in Ethanol dispergierte Probenmaterial vor der Messung für 300 s in einem Ultraschallbad desagglomeriert (deagglomeriert) wurde. Der Einsatz eines Probenmaterials mit derartigen Primärpartikeln (die einzelnen Partikel, aus denen das mineralische Material einschließlich etwaiger darin enthaltener Partikelagglomerate aufgebaut ist) bietet besondere Vorteile für das erfindungsgemäße Verfahren, da sich gerade bei solchen mineralischen Materialien die Handhabung deutlich erleichtert und der apparative Aufwand bei dem nachfolgenden Kalzinieren verringert.According to one embodiment of the invention, the method can be carried out in such a way that when the mineral material is provided it has a particle size distribution with a D50 value of less than 200 μm or even less than 50 μm or in a range from 5 μm to 40 μm. The particle size distribution was determined according to ISO 13320 by laser diffraction and the D50 value was determined as the average particle diameter (mass average), the sample material dispersed in ethanol being deagglomerated (deagglomerated) in an ultrasonic bath for 300 s before the measurement. The use of a sample material with such primary particles (the individual particles from which the mineral material including any particle agglomerates contained therein is built) offers particular advantages for the method according to the invention, since it is precisely with such mineral materials that the handling is significantly easier and the expenditure on equipment in the subsequent calcination is reduced.

Das mineralische Material wurde pressverdichtet und danach kalziniert. Das Pressverdichten (Pressagglomerieren) ist ein - zumeist maschinell durchgeführtes - Verfahren zur Kornvergrößerung (Stückigmachen, Agglomerieren) von feinkörnigen Materialien im Rahmen eines Formpressens. Bei einer Kornvergrößerung wird der Schwerpunkt der Partikelgrößenverteilung zu größeren Partikelgrößen hin und damit in einen gröberen Größenbereich verschoben. Ein feinkörniges Material ist insbesondere ein partikuläres Material mit einer Schüttdichte von weniger als 0,7 kg/L. Das Pressverdichten ist also ein Verfahren, bei welchem feinkörniges Material durch Beaufschlagung eines von außen wirkenden Pressdrucks zusammengepresst und somit als Partikelkollektiv verdichtet (pressverdichtet) wird, wobei eine Abnahme des Porenvolumens (Eigenporen und Haufwerksporen) auftritt, die zu einer Verringerung des Schüttvolumens des Materials und damit der Schüttdichte des Materials führt, typischerweise um einen Faktor von mehr als 1:4, insbesondere von mehr als 1:6 oder sogar von mehr als 1:8.The mineral material was compacted and then calcined. Press compaction (press agglomeration) is a - usually carried out by machine - process for grain enlargement (making lumps, agglomeration) of fine-grained materials in the context of compression molding. When the particle size increases, the center of gravity of the particle size distribution is shifted towards larger particle sizes and thus into a coarser size range. A fine-grained material is in particular a particulate material with a bulk density of less than 0.7 kg/L. Press compaction is therefore a process in which fine-grained material is compressed by applying an external pressure and is thus compacted (press compacted) as a particle collective, with a decrease in the pore volume (own pores and aggregate pores) occurring, which leads to a reduction in the bulk volume of the material and thus leading to the bulk density of the material, typically by a factor of more than 1:4, in particular more than 1:6 or even more than 1:8.

Beim Pressverdichten verringert sich der mittlere Partikel-Partikel-Abstand des (in der Regel als Partikelschüttung vorliegenden) Aufgabematerials, als Ergebnis der dabei eintretenden Umordnung der Partikel verringert sich die Porosität des Materials. Gleichzeitig nimmt die Zahl und Ausdehnung von Kontaktflächen zwischen den einzelnen Partikeln zu. In Abhängigkeit von der Duktilität und Zähigkeit des Materials können dabei plastische Verformungen oder Sprödbrüche im Kontaktbereich der Partikel untereinander auftreten, wodurch die Haftung der Partikel aneinander (und damit die Kohäsion der erzeugten Materialagglomerate) stark erhöht und das Porenvolumen verringert wird (beim Sprödbruch zusätzlich auch durch Verfüllen mit Partikelbruchstücken). Infolge der dabei auftretenden hohen Reibungskräfte können lokal bereits Versinterungsvorgänge in geringem Umfang auftreten. Auf diese Weise wird ein pressverdichtetes (verdichtetes, kompaktiertes) Material als Pressling erhalten.During compression, the average particle-to-particle distance of the feed material (usually present as bulk particles) decreases, and as a result of the rearrangement of the particles that occurs, the porosity of the material decreases. At the same time, the number and extent of contact surfaces between the individual particles increases. Depending on the ductility and toughness of the material, plastic deformations or brittle fractures can occur in the contact area between the particles, which greatly increases the adhesion of the particles to one another (and thus the cohesion of the material agglomerates produced) and reduces the pore volume (in the case of brittle fracture also due to filling with particle fragments). As a result of the high frictional forces that occur, sintering processes can already occur locally to a small extent. In this way, a press-compacted (densified, compacted) material is obtained as a compact.

Der Pressling ist ein Materialagglomerat, also eine Anhäufung von vorher losen Partikeln zu einem halbverfestigten Verbund einzeln vorliegender Partikel als Zusammenballung. In einem derartig kompaktierten Materialagglomerat haften die ursprünglichen Partikel zuvorderst aufgrund von Festkörperbrücken, Flüssigkeitsbrücken, formschlüssigen Bindungen und Anziehungskräften aneinander. Typischerweise beträgt die Rohdichte (scheinbare Dichte, geometrische Dichte, Raumgewicht, also die Dichte eines porösen Festkörpers als Quotient aus dessen Masse und dessen Volumen einschließlich der Porenräume) solcher Materialagglomerate im ungesintertem Zustand (als Grünkörper / Grünling, entsprechend einer Gründichte) mindestens 1,8 g/cm3, insbesondere mindestens 2,0 g/cm3. Durch Zuschlagstoffe (Additive) lassen sich gegebenenfalls die mechanischen und chemischen Eigenschaften der Materialagglomerate verändern. The compact is a material agglomerate, i.e. an accumulation of previously loose particles to form a semi-solid compound of individually present particles as an agglomeration. In such a compacted agglomerate of material, the original particles primarily adhere to one another due to solid bridges, liquid bridges, positive bonds and attractive forces. Typically, the raw density (apparent density, geometric density, volume weight, i.e. the density of a porous solid as a quotient of its mass and its volume including the pore spaces) of such material agglomerates in the unsintered state (as a green body / green body, corresponding to a green density) is at least 1.8 g/cm 3 , in particular at least 2.0 g/cm 3 . The mechanical and chemical properties of the material agglomerates can be changed by additives.

Gemäß einer Ausbildung der Erfindung kann dabei das Verfahren so durchgeführt werden, dass beim Pressverdichten das mineralische Material zu Formkörpern pressverdichtet wird. Dabei sind die Materialagglomerate dann Körper mit einer durch das Presswerkzeug vorgegebenen definierten Form, also Formkörper. Diese Formkörper weisen in der Regel eine große Homogenität auf. Grundsätzlich können derartige Formkörper alle geeigneten regelmäßigen oder unregelmäßigen Formen aufweisen, typischerweise sind diese beispielsweise quaderförmig (oft an den Ecken abgeschrägt), zylinderförmig, kissenförmig, mandelförmig oder halbmandelförmig, länglich linsenförmig (insbesondere mit stumpfer umlaufender Kante an der Pressnaht), eiförmig, stabförmig (insbesondere mit einem Formfaktor / Aspect Ratio von 1,4 bis 1,5) oder bandförmig (etwa als Schülpen) ausgebildet. Diese lassen sich in unterschiedlichen Größen erzeugen, mit Grundflächen von 2 cm2 und darunter ebenso wie mit Grundflächen von 200 cm2 und darüber.According to one embodiment of the invention, the method can be carried out in such a way that the mineral material is press-compacted to form shaped bodies during the press-compacting. The material agglomerates are then bodies with a defined shape specified by the pressing tool, ie shaped bodies. These moldings generally have a high level of homogeneity. In principle, such shaped bodies can have any suitable regular or irregular shape, typically these are cuboid (often beveled at the corners), cylindrical, cushion-shaped, almond-shaped or semi-almond-shaped, elongated lens-shaped (in particular with a blunt peripheral edge at the press seam), ovoid, rod-shaped ( in particular with a form factor/aspect ratio of 1.4 to 1.5) or in the form of a strip (e.g. as scabs). These can be produced in different sizes, with base areas of 2 cm 2 and below as well as with base areas of 200 cm 2 and above.

Grundsätzlich lassen sich erfindungsgemäß alle üblichen und geeigneten Verfahren zum Pressverdichten einsetzen, etwa ein Brikettieren (die Materialagglomerate sind Formkörper, nämlich Briketts) oder ein Tablettieren (die Materialagglomerate sind Tabletten), aber auch ein Pelletieren unter Pressdruckbeaufschlagung (etwa in einer Pelletpresse / Pelletierpresse, beispielsweise einer Strangpresse wie einem Extruder, wobei als Materialagglomerate formgepresste Pellets erhalten werden) oder ein Granulieren unter Pressdruckbeaufschlagung (etwa in einer Granulatpresse Granulierpresse, wobei die Materialagglomerate als formgepresstes Granulat erhalten werden). Dabei können alle geeigneten Aggregate zum Pressverdichten zum Einsatz gelangen. Gängige Aggregate zum Pressverdichten können etwa eine geschlossene Pressform (Presskammer) aufweisen wie Kolbenpressen (Stempelpressen) und Tablettenpressen oder eine offene Pressform aufweisen wie Strangpressen, Walzenpressen und Rollenpressen. Das partikuläre Material kann den Aggregaten zum Pressverdichten in beliebiger geeigneter Weise zugeführt werden, typischerweise mit Hilfe von Schneckenwellen oder Zahnrädern oder über eine Schwerkraftförderung.Basically, according to the invention, all customary and suitable processes for compression can be used, such as briquetting (the material agglomerates are shaped bodies, namely briquettes) or tableting (the material agglomerates are tablets), but also pelleting under pressure (e.g. in a pellet press / pelleting press, for example an extrusion press such as an extruder to obtain compression-molded pellets as agglomerates of material) or granulating under compression (e.g. in a granulating press to obtain agglomerates of material as compression-molded granules). All suitable units for press compaction can be used. Common aggregates for compression can have a closed compression mold (compression chamber) such as piston presses (stamp presses) and tablet presses or an open compression mold such as extrusion presses, roller presses and roller presses. The particulate material may be fed to the compaction aggregates in any suitable manner, typically by means of worm shafts or gears or by gravity feed.

Bei Kolbenpressen und Tablettenpressen wird das Material in eine oder mehrere geschlossene Presskammern gefördert, dort mit Hilfe von - in der Regel hydraulisch betätigten - Kolben kompaktiert und der so erzeugte Formkörper nach Erreichen eines vorgegebenen Drucks aus der jeweiligen Presskammer ausgeschoben.In the case of piston presses and tablet presses, the material is conveyed into one or more closed compression chambers, where it is compacted with the help of—usually hydraulically operated—pistons and the shaped body thus produced is pushed out of the respective compression chamber after a specified pressure has been reached.

Bei Strangpressen (Stangenpressen) wird das Material durch die Öffnungen einer Matrize gepresst; dies können beispielsweise Kolbenstrangpressen (Stempelstrangpressen), Schneckenpressen (Extruderpressen) oder Lochpressen sein. In einer Kolbenstrangpresse wird das Material in einem Presskanal mit kreisförmigem oder anderweitig rundem oder eckigem Querschnitt über einen Kolben verdichtet, der mechanisch über ein Schwungrad oder eine Hydraulik angetrieben wird. Beim Rückhub des Kolbens wird dem Presskanal neues Material zugeführt, welches beim Vorwärtshub gegen das bereits gepresste Material im Presskanal geschoben wird. Am Ende des Presskanals wird das so verdichtete Material durch die Öffnung oder Öffnungen einer Lochmatrize aus dem Presskanal herausgepresst. Die Form des Formkörpers wird hierbei durch die Form der Öffnungen in der Lochmatrize sowie gegebenenfalls der Form des Querschnitts des Presskanals bestimmt. Der kompaktierte Formkörper fällt hierbei entweder als separate Formkörper oder als zusammenhängender Endlosstrang an. In einer Schneckenpresse erfolgt die Verdichtung des Materials im Presskanal durch eine Förderschnecke oder durch mehrere Förderschnecken, durch welche das Material zu einem Strang verpresst wird und den Presskanal durch die Öffnung oder Öffnungen in einer Lochmatrize als Endlosstrang verlässt. In einer Lochpresse wird das Material vor der Lochmatrize durch eine Presswalze verdichtet, welche das verdichtete Material durch die Öffnungen der Lochmatrize hindurchpresst.With extrusion presses (bar presses), the material is pressed through the openings of a die; this can be, for example, ram extruders (ram extruders), screw presses (extruder presses) or perforated presses. In a piston extruder, the material is compressed in a compression channel with a circular or otherwise round or square cross-section via a piston that is mechanically driven by a flywheel or hydraulics. During the return stroke of the piston, new material is fed into the bale channel, which is pushed against the already compacted material in the bale channel on the forward stroke. At the end of the press channel, the material compacted in this way is pressed out of the press channel through the opening or openings of a perforated matrix. The shape of the shaped body is determined here by the shape of the openings in the perforated matrix and, if appropriate, the shape of the cross section of the press channel. In this case, the compacted shaped body is obtained either as a separate shaped body or as a coherent endless strand. In a screw press, the material in the press channel is compacted by a screw conveyor or by several screw conveyors, through which the material is pressed into a strand and leaves the press channel through the opening or openings in a perforated matrix as an endless strand. In a perforating press, the material in front of the perforating die is compacted by a press roller, which presses the compacted material through the openings in the perforating die.

Bei Walzenpressen wie auch bei Rollenpressen wird das Material im Walzenspalt zweier gegenläufig rotierender Walzen kompaktiert. Bei Rollenpressen wie etwa bei Gutbett-Walzenmühlen ist die Oberfläche beider Walzen glatt oder zumindest nicht strukturiert. Die mit gleicher Umfanggeschwindigkeit umlaufenden Walzen kompaktieren das Material, welches dann den Walzenspalt als gepresster bandförmiger Formkörper (Schülpe) verlässt. Bei Walzenpressen ist die Mantelfläche von einer Walze (Lochwalzenpresse mit einer Lochwalze) oder von beiden Walzen (Lochwalzenpresse mit zwei Lochwalzen) strukturiert, diese weist/weisen eine oder mehrere Vertiefungen als Formmulden auf, welche die Form des Formkörpers definieren. Hinter dem Walzenspalt wird das dann kompaktierte Material aus den jeweiligen Formmulden entfernt.With roller presses, as with roller presses, the material is compacted in the nip of two counter-rotating rollers. In roller presses such as high-pressure roller mills, the surface of both rollers is smooth or at least not structured. The rollers, rotating at the same peripheral speed, compact the material, which then leaves the roller gap as a pressed band-shaped body (scab). In roller presses, the outer surface of one roller (piercing roller press with one piercing roller) or of both rollers (piercing roller press with two piercing rollers) is structured, which has/have one or more indentations as mold cavities that define the shape of the shaped body. After the roller gap, the compacted material is then removed from the respective mold cavities.

Gemäß einer Ausbildung der Erfindung kann dabei das Verfahren so durchgeführt werden, dass beim Pressverdichten das mineralische Material mit einer Walzenpresse, Rollenpresse oder Strangpresse pressverdichtet wird. Auf diese Weise lässt sich das Pressverdichten für das feinkörnige mineralische Material besonders einfach gestalten. Grundsätzlich ist es zwar auch möglich, andere Aggregate zum Pressverdichten einzusetzen wie etwa Stempelpressen, bei diesen gestaltet sich aber gerade für das feinkörnige mineralische Material das Entlüften während des Kompaktierens als konstruktiv schwierig, so dass die Verwendung solcher Aggregate - wenngleich insbesondere in einer industriellen Anwendung möglich - insgesamt mit einem erhöhten Aufwand verbunden ist, weshalb der Einsatz von Walzenpressen, Rollenpressen oder Strangpressen vorteilhafter ist.According to one embodiment of the invention, the method can be carried out in such a way that the mineral material is press-compacted with a roller press, roller press or extruder during the press-compacting. In this way, the press compaction for the fine-grained mineral material can be made particularly simple. In principle, it is also possible to use other units for press compaction, such as ram presses, but with these, venting during compaction is difficult, especially for the fine-grained mineral material, so that the use of such units is possible - albeit particularly in an industrial application - Is associated with an overall increased effort, which is why the use of roller presses, roller presses or extrusion presses is more advantageous.

Gemäß einer Ausbildung der Erfindung kann dabei das Verfahren so durchgeführt werden, dass beim Pressverdichten die Schüttdichte des mineralischen Materials um einen Faktor von mindestens 2 erhöht wird oder um einen Faktor von mindestens 3 oder sogar um einen Faktor von 4. Aus einer derartig starken Kompaktierung des mineralischen Materials ergeben sich für das erfindungsgemäße Verfahren weitere Vorteile, so dass die Festigkeit und Stabilität der kompaktierten Materialagglomerate noch stärker verbessert wird und ein unerwünschter Materialaustrag von feinkörnigem Material während des nachfolgenden Kalzinierens verringert wird.According to one embodiment of the invention, the method can be carried out in such a way that during press compaction the bulk density of the mineral material is increased by a factor of at least 2 or by a factor of at least 3 or even by a factor of 4. Such strong compaction of the Mineral material results in further advantages for the method according to the invention, so that the strength and stability of the compacted material agglomerates is improved even more and an undesirable material is eliminated carry of fine-grained material is reduced during the subsequent calcination.

Erfindungsgemäß wird das pressverdichtete Material kalziniert. Als Kalzinieren (Calcinieren, Kalzinierung / Calcinierung, Kalzination / Calcination) wird eine thermische Behandlung (Brennen) von festen Materialien bei Temperaturen bezeichnet, bei welchen diese unter Abspaltung von Nebenprodukten zu oxidischen Materialien umgesetzt werden und wobei diese Nebenprodukte als kleine anorganische Moleküle abgespalten werden. Das Kalzinieren ist vom Aufschmelzen und Sintern abzugrenzen, da das Material beim Kalzinieren nicht in signifikantem Umfang aufgeschmolzen wird (ein Aufschmelzen tritt also bei höchstens 10 Gew.-% des Materials auf) und auch keine Verfestigung oder Verdichtung der partikulären Struktur des Festkörpers in signifikanten Umfang auftritt (die Festigkeit und/oder das Porenvolumen nehmen dabei um weniger als 10 % des ursprünglichen Wertes beim Grünkörper ab). Als kleine anorganische Moleküle werden vor allem Verbindungen mit Molekulargewichten von weniger als 100 g/mol angesehen, insbesondere von weniger als 50 g/mol oder sogar von weniger als 45 g/mol. In der Regel handelt es sich bei diesen Molekülen um Wasser (H2O), Kohlendioxid (CO2) und gegebenenfalls auch Kohlenmonoxid (CO), im anwendungsspezifischen Einzelfällen können auch Verbindungen wie Wasserstoffperoxid (H2O2), Ammoniak (NH3), Stickoxide oder Schwefeloxide und dergleichen oder sogar Elemente wie etwa Wasserstoff (H2), Stickstoff (N2) oder Sauerstoff (O2) dem Material entzogen werden. Die Abspaltung tritt vor allem im Rahmen von Zersetzungsreaktionen oder als Abspaltung von Wasser auf, insbesondere einer Abspaltung von fest gebundenem Wasser beispielsweise von chemisch gebundenem Wasser (etwa bei einer Umwandlung eines Hydroxids in das entsprechende Oxid) oder von Kristallwasser.According to the invention, the press-compacted material is calcined. Calcination (calcination, calcination / calcination, calcination / calcination) refers to a thermal treatment (burning) of solid materials at temperatures at which these are converted into oxidic materials with the elimination of by-products and these by-products are eliminated as small inorganic molecules. Calcination is to be differentiated from melting and sintering, since the material is not melted to a significant extent during calcination (so melting occurs in a maximum of 10% by weight of the material) and there is also no solidification or densification of the particulate structure of the solid to any significant extent occurs (the strength and/or the pore volume decrease by less than 10% of the original value in the green body). In particular, compounds with molecular weights of less than 100 g/mol, in particular less than 50 g/mol or even less than 45 g/mol, are regarded as small inorganic molecules. These molecules are usually water (H 2 O), carbon dioxide (CO 2 ) and possibly also carbon monoxide (CO); in application-specific individual cases, compounds such as hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), ammonia (NH 3 ) , nitrogen oxides or sulfur oxides and the like or even elements such as hydrogen (H 2 ), nitrogen (N 2 ) or oxygen (O 2 ) are removed from the material. The cleavage occurs above all in the course of decomposition reactions or as the cleavage of water, in particular a cleavage of firmly bound water, for example chemically bound water (e.g. when a hydroxide is converted into the corresponding oxide) or of water of crystallization.

Historisch leitet sich der Begriff Kalzinieren von einem Brennen calciumcarbonathaltiger und/oder magnesiumcarbonathaltiger Mineralien wie etwa Kalkstein, Magnesit oder Dolomit ab, wo die entsprechenden Oxide unter Abspaltung von Kohlendioxid und gegebenenfalls Wasser erhalten wurden. Der Begriff wurde jedoch schon früh auch auf die thermische Behandlung anderer Materialien ausgedehnt, etwa bei der Gipsherstellung oder der Herstellung von kalzinierter Soda durch Abspaltung von Kristallwasser aus den entsprechenden Mineralien, so dass dieser Begriff heute auch eine entsprechende thermische Behandlung anderer mineralischer Materialien beinhaltet. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das pressverdichtete Material auf Temperaturen aus einem Bereich von 200 °C bis 1.300 °C erhitzt, insbesondere von 500 °C bis 1.200 °C oder von 700 °C bis 1.100 °C, also auf Temperaturen oberhalb des Siedepunkts von Wasser und unterhalb der für Sinterprozesse zu wählenden Temperaturen (und damit auch deutlich unterhalb des Schmelzpunkts oder des Erweichungspunkts des mineralischen Materials). Das Ergebnis des Kalzinierens ist ein kalziniertes pressverdichtetes Material. Sinnvollerweise enthält das einem Kalzinieren zugeführte Material nur wenig freies Wasser (also Wasser, welches weder chemisch noch als Kristallwasser gebunden ist) und weist daher eine Restfeuchte von weniger als 10 Gew.-% auf, insbesondere von weniger als 5,0 Gew.-% oder sogar von weniger als 1,0 Gew.-%. Dadurch wird das beim Kalzinieren freigesetzte Gasvolumen und damit die Gefahr des Aufsprengens der Materialagglomerate verringert, um so die Entstehung feinkörnigen Materials im Ofenraum zu minimieren.Historically, the term calcination is derived from burning minerals containing calcium carbonate and/or minerals containing magnesium carbonate, such as limestone, magnesite or dolomite, where the corresponding oxides were obtained with the elimination of carbon dioxide and possibly water. However, the term was extended early on to include the thermal treatment of other materials, for example in the production of gypsum or the production of calcined soda by splitting off crystal water from the corresponding minerals, so that today this term also includes a corresponding thermal treatment of other mineral materials. According to the present invention, the press-compacted material is heated to temperatures in a range from 200° C. to 1300° C., in particular from 500° C. to 1200° C. or from 700° C. to 1100° C., i.e. to temperatures above the boiling point of water and below the temperatures to be selected for sintering processes (and thus also well below the melting point or the softening point of the mineral material). The result of the calcination is a calcined compacted material. It makes sense for the material fed to calcination to contain only a small amount of free water (i.e. water that is neither chemically bound nor as water of crystallization) and therefore has a residual moisture content of less than 10% by weight, in particular less than 5.0% by weight. or even less than 1.0% by weight. This reduces the volume of gas released during calcination and thus the risk of the material agglomerates bursting open, in order to minimize the formation of fine-grained material in the furnace chamber.

Grundsätzlich lassen sich beim Kalzinieren alle bekannten und geeigneten Aggregate zum thermischen Behandeln einsetzen, insbesondere Mehretagenöfen und Drehrohröfen, aber auch andere Ofentypen sind einsetzbar, etwa Schachtöfen, Herdöfen (Flammöfen), Kammeröfen, oder Wanderroste. (Prinzipbedingt sind Flugstrom-basierende Öfen aufgrund der schlechten Fluidisierbarkeit des pressverdichteten Materials sowie der dabei an den Materialagglomeraten auftretenden starken mechanischen Belastung weniger geeignet.)In principle, all known and suitable units for thermal treatment can be used for calcining, in particular multi-deck kilns and rotary kilns, but other types of kilns can also be used, such as shaft kilns, hearth kilns (flame kilns), chamber kilns or traveling grates. (In principle, entrained flow-based furnaces are less suitable due to the poor fluidizability of the press-compacted material and the strong mechanical stress that occurs on the material agglomerates.)

Ein Mehretagenofen ist ein Ofen, in welchem innerhalb des Ofenraums mehrere Heizkammern etagenweise übereinander angeordnet sind. Das Material wird dem Ofenraum in der obersten Heizkammer zugeführt und durchläuft dann die Heizkammern über die gesamte Höhe des Mehretagenofens, bis es in die unterste Heizkammer gelangt und den Ofenraum von dort aus verlässt. In jeder Heizkammer verbleibt das Material für eine jeweils festgelegte mittlere Verweildauer und wird von dort in die jeweils darunterliegende Kammer gefördert. Hierfür können die Heizkammern beispielsweise über Öffnungen in den Böden und Decken der Kammern miteinander verbunden sein, welche fluchtend oder von Heizkammerebene zu Heizkammerebene gegeneinander versetzt angeordnet sind. Über diese Öffnungen wird das Material aus einer Heizkammer in die darunter angeordnete Heizkammer gefördert. Die Förderung kann über geeignete Förderaggregate erfolgen, etwa über eine Förderschnecke oder einen Schieber. Zusätzlich kann in jeder Heizkammer eine Durchmischung des Materials während der thermischen Behandlung vorgesehen sein, diese kann gegebenenfalls auch über das Förderaggregat selbst erreicht werden. Um Material in den Ofenraum gezielt in eine Heizkammerebene einbringen oder von dort entfernen zu können, können einzelne oder alle Heizkammern gesonderte Materialeintragvorrichtungen oder Materialaustragvorrichtungen aufweisen, über welche Material der jeweiligen Heizkammer direkt (in Umgehung der vorgelagerten oder nachgelagerten Heizkammern) zugeführt oder entnommen werden kann. Die übereinander angeordneten Heizkammern können ferner gastechnisch voneinander getrennt vorliegen, so dass sich die Bedingungen für eine thermische Behandlung in jeder Heizkammer unterschiedlich wählen lassen. Beim Mehretagenofen ist eine direkte oder indirekte Beheizung des Ofenraums möglich. Der Mehretagenofen bietet prozesstechnische Vorteile, da dieser eine äußerst kompakte Bauform aufweist und gleichzeitig eine individuelle Prozessführung gestattet.A multi-deck furnace is a furnace in which several heating chambers are arranged one above the other in the furnace chamber. The material is fed into the furnace space in the uppermost heating chamber and then passes through the heating chambers over the entire height of the multi-deck furnace until it reaches the lowermost heating chamber and exits the furnace chamber from there. The material remains in each heating chamber for a defined average residence time and is conveyed from there to the chamber below. For this purpose, the heating chambers can be connected to one another, for example, via openings in the floors and ceilings of the chambers, which are arranged in alignment or offset from one another from heating chamber level to heating chamber level. The material is conveyed from a heating chamber into the heating chamber located below via these openings. The conveyance can take place via suitable conveying units, such as a conveying screw or a slide. In addition, mixing of the material during the thermal treatment can be provided in each heating chamber; this can optionally also be achieved via the conveying unit itself. In order to be able to bring material into the furnace chamber in a targeted manner in a heating chamber level or to be able to remove it from there, individual or all heating chambers can have separate material input devices or material discharge devices, via which material of the respective heating chamber can be fed directly (bypassing the upstream or downstream heating chambers) can be supplied or removed. The heating chambers arranged one above the other can also be separate from one another in terms of gas technology, so that the conditions for a thermal treatment can be selected differently in each heating chamber. Direct or indirect heating of the furnace chamber is possible in multi-deck furnaces. The multi-deck furnace offers advantages in terms of process technology, as it has an extremely compact design and at the same time allows individual process control.

Ein Drehrohrofen ist ein Ofen, dessen Ofenraum für eine kontinuierliche Betriebsweise als Drehrohr zylindrisch ausgebildet ist, das sich im Betrieb um seine Mittelachse dreht, die gegenüber der Horizontalen leicht nach unten geneigt ist. Die Kombination aus Drehbewegung und Neigung der Rotationsachse hat einen Materialtransport durch das Drehrohr zur Folge. Drehrohröfen können indirekt und/oder direkt beheizt (befeuert) werden. Bei einer indirekten Beheizung wird Wärmeenergie von außen in den Ofenraum eingebracht, beispielsweise über Abgas aus dem Prozessablauf. Bei einer direkten Beheizung wird Wärmeenergie innerhalb des Ofenraums erzeugt, beispielsweise mit einem dort angeordneten Brenner. Dabei steht Material im Innern des Ofenraums in direkten Kontakt mit dem entstehenden Rauchgas (in Gleichstromfeuerung oder Gegenstromfeuerung bezüglich der Transportrichtung des Materials). Innerhalb des Drehrohrs eines Drehrohrofens können Einbauten vorgesehen sein, die vor allem einem Materialtransport durch das Drehrohr oder dessen Durchmischung dienen, beispielsweise Hubschaufeln, Ketten zum Ablösen von an der Wandung anhaftendem Material, Stauringe am Austrag oder Formkörperelemente. Direkt beheizte Drehrohröfen werden etwa zum Trocknen mineralischen Materials, zum Kalkbrennen und zum Herstellen von Sintermagnesia verwendet, indirekt beheizte Drehrohröfen etwa beim Tonerdekalzinieren. Drehrohröfen können beliebig geeignet ausgestaltet sein, etwa als Langdrehrohröfen oder LepolöfenA rotary kiln is a kiln whose furnace chamber is designed as a cylindrical rotary kiln for continuous operation, which rotates about its central axis during operation, which is slightly inclined downwards relative to the horizontal. The combination of rotary movement and inclination of the axis of rotation results in material transport through the rotary tube. Rotary kilns can be heated (fired) indirectly and/or directly. In the case of indirect heating, thermal energy is introduced into the furnace chamber from outside, for example via exhaust gas from the process flow. In the case of direct heating, thermal energy is generated within the furnace chamber, for example with a burner arranged there. The material inside the furnace chamber is in direct contact with the resulting flue gas (in co-current firing or counter-current firing with regard to the transport direction of the material). Internals can be provided within the rotary kiln of a rotary kiln, which mainly serve to transport material through the rotary kiln or mix it, for example lifting shovels, chains for detaching material adhering to the wall, baffle rings at the discharge or shaped body elements. Directly heated rotary kilns are used, for example, to dry mineral material, to burn lime and to produce sintered magnesia, while indirectly heated rotary kilns are used, for example, for alumina decalcination. Rotary kilns can be designed in any suitable manner, for example as long rotary kilns or Lepol kilns

Ein Schachtofen ist ein Ofen oder Brennofen, dessen Ofenraum die geometrische Grundform eines auf seiner Grundfläche stehenden Hohlzylinders, Hohlkegels oder Hohlquaders aufweist, wobei dessen Höhe häufig erheblich größer ist als sein Durchmesser beziehungsweise seine Länge und Breite. An seinem unteren Ende wird der Ofenraum beheizt. Bei einer direkten Beheizung (Befeuerung) des Ofenraums werden die Verbrennungsabgase aufgrund des Kamineffektes nach oben geleitet und verlassen dort den Ofenraum; diese lassen sich in prozesstechnisch nachgelagerten (nachgeschalteten) Verfahrensschritten nutzen, etwa zum Vortrocknen des mineralischen Materials in einem Steigrohrtrockner. Typische Schachtöfen sind etwa Normalschachtöfen, Niederschachtöfen, Hochöfen, Kupolöfen, Mischfeueröfen, Mehrkammerschachtöfen, Doppelschachtöfen, Ringschachtöfen und Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativöfen.A shaft furnace is a furnace or kiln whose furnace chamber has the basic geometric shape of a hollow cylinder, hollow cone or hollow cuboid standing on its base, the height of which is often considerably greater than its diameter or its length and width. The furnace chamber is heated at its lower end. With direct heating (firing) of the furnace chamber, the combustion exhaust gases are directed upwards due to the chimney effect and leave the furnace chamber there; these can be used in downstream process steps, such as for pre-drying the mineral material in a riser tube dryer. Typical shaft furnaces are, for example, normal shaft furnaces, low shaft furnaces, blast furnaces, cupola furnaces, mixed furnaces, multi-chamber shaft furnaces, double shaft furnaces, annular shaft furnaces and cocurrent/countercurrent regenerative furnaces.

Gemäß einer Ausbildung der Erfindung kann dabei das Verfahren so durchgeführt werden, dass das Verfahren vor dem Pressverdichten weiterhin ein Vortrocknen umfasst, bei dem das mineralische Material vorgetrocknet wird, insbesondere in einem Steigrohrtrockner, der durch Prozessabgase geheizt wird. Das Vortrocknen ist insbesondere für mineralische Materialien vorteilhaft, welche wässrigen Medien entstammen, beispielsweise einer Flotation oder einem nasschemischen Verfahren wie etwa Fällungsreaktionen. Beim Vortrocknen wird die Feuchte des aufgegebenen mineralischen Materials verringert, es verbleibt eine definierte Restfeuchte, welche typischerweise gegenüber der Feuchte des eingesetzten mineralischen Materials gering ist. Durch das Vortrocknen wird die Menge an gasförmigen Produkten verringert, welche während des Kalzinierens und gegebenenfalls bereits während des Pressverdichtens aus dem Material herausgeleitet werden müssen, wodurch sich die Belastung der Materialagglomerate beim Pressverdichten und Kalzinieren insgesamt verringert und die Formbeständigkeit der Materialagglomerate bei diesen Schritten verbessert wird. Ein Vortrocknen erfolgt in der Regel bei Temperaturen von maximal 350 °C. Zum Vortrocknen können grundsätzlich alle geeigneten Trockenaggregate eingesetzt werden, etwa solche auf der Grundlage von Konvektionstrocknung, Strahlungstrocknung, Mikrowellentrocknung beispielsweise Etagenöfen, Mehretagenöfen, Durchlauföfen, Flugschichttrockner, Trommeltrockner, Bandtrockner, Tunneltrockner, Vakuumtrockner, im diskontinuierlichen Betrieb oder - soweit möglich - im kontinuierlichen Betrieb. Besonders günstig ist dabei eine Trocknung in einem Steigrohrtrockner. Das zu trocknende Material wird am unteren Ende des Steigrohrtrockner in ein senkrecht angeordnetes Steigrohr eingebracht. Das Steigrohr wird von unten mit einem Heißgas durchströmt, welches das aufgebrachte Material nach oben fördert, wo das getrocknete Material aus dem Steigrohr ausgetragen wird. Aufgrund der intensiven Durchmischung im Heißgasstrom wird das aufgegebene Material in einem Steigrohrtrockner in besonders kurzer Zeit getrocknet. Wird als Heißgas ein Abgas aus den nachfolgenden Prozessschritten eingesetzt, beispielsweise das Abgas aus einem für das Kalzinieren oder Sintern eingesetzten Ofen, so lässt sich hierdurch eine besonders energieeffiziente Verfahrensführung realisieren. Gleichzeitig können Materialpartikel, die sich noch im Abgasstrom befinden, dem Prozess erneut zugeführt werden.According to one embodiment of the invention, the method can be carried out in such a way that the method further includes pre-drying prior to compression, in which the mineral material is pre-dried, in particular in a riser tube dryer that is heated by process exhaust gases. Pre-drying is advantageous in particular for mineral materials which originate from aqueous media, for example flotation or a wet-chemical process such as precipitation reactions. During pre-drying, the moisture content of the mineral material fed in is reduced; a defined residual moisture content remains, which is typically low compared to the moisture content of the mineral material used. Pre-drying reduces the amount of gaseous products that have to be removed from the material during calcination and possibly even during compaction, which reduces the overall stress on the material agglomerates during compaction and calcination and improves the dimensional stability of the material agglomerates during these steps . Pre-drying usually takes place at temperatures of a maximum of 350 °C. In principle, all suitable drying units can be used for pre-drying, such as those based on convection drying, radiation drying, microwave drying, for example deck ovens, multi-deck ovens, continuous ovens, flight layer dryers, drum dryers, belt dryers, tunnel dryers, vacuum dryers, in discontinuous operation or - as far as possible - in continuous operation. Drying in a riser tube dryer is particularly favorable. The material to be dried is fed into a vertical riser pipe at the lower end of the riser pipe dryer. A hot gas flows through the riser pipe from below, which conveys the applied material upwards, where the dried material is discharged from the riser pipe. Due to the intensive mixing in the hot gas flow, the material fed in is dried in a riser tube dryer in a particularly short time. If an exhaust gas from the subsequent process steps is used as the hot gas, for example the exhaust gas from a furnace used for calcining or sintering, a particularly energy-efficient process can be implemented in this way. At the same time, material particles that are still in the exhaust gas flow can be fed back into the process.

Gemäß einer Ausbildung der Erfindung kann dabei das Verfahren so durchgeführt werden, dass das Verfahren vor dem Pressverdichten weiterhin ein Desagglomerieren umfasst, bei dem das mineralische Material desagglomeriert wird, insbesondere mit Hilfe einer Hammermühle oder eines Pflugscharmischers. Beim Desagglomerieren (Deagglomerieren) handelt es sich um einen Verfahrensschritt, bei dem das Gefüge des Materials teilweise aufgebrochen wird, indem Agglomerate aus Partikeln (Primärpartikeln) durch Eintrag mechanischer Energie oder Schall (Ultraschall) zumindest teilweise zerstört werden. Hierbei werden besonders homogene Partikelkollektive erhalten, aus welchen sich durch Pressverdichten besonders einheitliche Materialagglomerate erzeugen lassen, welche in den nachfolgenden Verarbeitungsschritten eine besonders hohe Formbeständigkeit aufweisen. Besonders günstig ist es dabei, wenn das Material bereits vor dem Einspeisen in einen Steigrohrtrockner desagglomeriert wird, beispielsweise in einer Hammermühle, um zusätzlich zu einer Verbesserung der Eigenschaften der Materialagglomerate die Partikeloberfläche für die Trocknung zu vergrößern (um den Trockenvorgang zu beschleunigen) und die Transportierbarkeit der einzelnen Partikel im Heißgasstrom zu verbessern.According to one embodiment of the invention, the method can be carried out in such a way that the method continues before the compression comprises deagglomeration, in which the mineral material is deagglomerated, in particular using a hammer mill or a ploughshare mixer. Deagglomeration (deagglomeration) is a process step in which the structure of the material is partially broken up by at least partially destroying agglomerates of particles (primary particles) by introducing mechanical energy or sound (ultrasound). In this way, particularly homogeneous particle collectives are obtained, from which particularly uniform material agglomerates can be produced by press compaction, which have a particularly high dimensional stability in the subsequent processing steps. It is particularly favorable if the material is already deagglomerated before it is fed into a riser tube dryer, for example in a hammer mill, in order to increase the particle surface for drying (to accelerate the drying process) and the transportability in addition to improving the properties of the material agglomerates of the individual particles in the hot gas stream.

Gemäß einer Ausbildung der Erfindung kann dabei das Verfahren so durchgeführt werden, dass beim Pressverdichten das mineralische Material zunächst pressverdichtet wird, um ein zwischenverdichtetes Material zu erhalten, das so erhaltene zwischenverdichtete Material zerkleinert und danach erneut pressverdichtet wird, um das pressverdichtete Material für das Kalzinieren zu erhalten. Demzufolge wird das Pressverdichten als zweistufige Pressverdichtung durchgeführt, bei welcher das mineralische Material vor dem Kalzinieren zweimal pressverdichtet wird. Dabei wird das zugeführte mineralische Material zunächst in einem ersten Pressverdichtungsschritt kompaktiert und anschließend wieder zerkleinert/aufgebrochen, bevor das zerkleinerte/aufgebrochene Material in einem zweiten Pressverdichtungsschritt erneut kompaktiert wird. Infolge des zweistufigen Pressverdichtens werden Materialagglomerate mit besonders kompakter Struktur und hoher Festigkeit erhalten, die beim Kalzinieren besonders formstabil sind.According to one embodiment of the invention, the method can be carried out in such a way that, during compression, the mineral material is first compression-compacted in order to obtain an intermediately-compacted material, the intermediately-compacted material thus obtained is crushed and then compression-compacted again in order to prepare the compression-compacted material for calcination receive. Accordingly, compaction is carried out as a two-stage compaction in which the mineral material is compacted twice before calcination. The supplied mineral material is first compacted in a first compression step and then crushed/broken up again before the comminuted/broken up material is compacted again in a second compression step. As a result of the two-stage press compaction, material agglomerates with a particularly compact structure and high strength are obtained, which are particularly dimensionally stable during calcination.

Gemäß einer Ausbildung der Erfindung kann dabei das Verfahren so durchgeführt werden, dass dem mineralischen Material vor dem Pressverdichten Zuschlagstoffe beigemischt werden, insbesondere ein Material mit einer mittleren Partikelgröße, die sich von der mittleren Partikelgröße des mineralischen Materials um einen Faktor von 5 oder mehr unterscheidet. Als Zuschlagsstoffe (Additive) können alle für das jeweilige Material üblichen Zuschlagsstoffe eingesetzt werden, beispielsweise Eisenoxid (Fe2O3, etwa Magnetit als sind der Hilfsmittel zum Erhöhen der Sinterdichte), Natriumcarbonat (Na2CO3), Zirkonoxid (nicht stabilisiert, teilstabilisiert oder stabilisiert) oder Chromoxide (in allen möglichen Oxidationsstufen). Sofern diese Zuschlagsstoffe erst für ein nachfolgendes Sintern benötigt werden, lassen sich diese gegebenenfalls auch erst nach dem Kalzinieren zusetzen. Bei dem Material mit einer mittleren Partikelgröße, die sich von der mittleren Partikelgröße (mittlerer Partikeldurchmesser, etwa dem D50-Wert) des mineralischen Materials um einen Faktor von 5 oder mehr unterscheidet, handelt es sich vorzugsweise um dieselbe Substanz wie das mineralische Material, wobei dieses jedoch in einer unterschiedlichen Größenverteilung vorliegt. Auf diese Weise lässt sich beim Pressverdichten eine besonders gute Raumerfüllung in verdichteten Material erzielen und damit auch besonders hohe Schüttdichten.According to one embodiment of the invention, the method can be carried out in such a way that additives are added to the mineral material before the press compaction, in particular a material with an average particle size that differs from the average particle size of the mineral material by a factor of 5 or more. All additives customary for the respective material can be used as aggregates (additives), for example iron oxide (Fe 2 O 3 , such as magnetite as an aid to increasing the sintering density), sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), zirconium oxide (not stabilized, partially stabilized or stabilized) or chromium oxides (in all possible oxidation states). If these additives are only required for subsequent sintering, they can optionally also only be added after calcination. The material with a mean particle size that differs from the mean particle size (mean particle diameter, about the D50 value) of the mineral material by a factor of 5 or more is preferably the same substance as the mineral material, this but with a different size distribution. In this way, particularly good filling of space in compacted material can be achieved during press compaction, and thus also particularly high bulk densities.

Gemäß einer Ausbildung der Erfindung kann dabei das Verfahren so durchgeführt werden, dass das Verfahren nach dem Kalzinieren weiterhin ein Sintern umfasst, bei dem das kalzinierte pressverdichtete Material gesintert wird und ein gesintertes Material erhalten wird. Das Sintern ist eine thermische Behandlung, bei welcher das kalzinierte pressverdichtete Material auf Temperaturen unterhalb der Schmelztemperatur des kalzinierten pressverdichteten Materials erhitzt wird, wobei die Temperaturen höher sind als beim Kalzinieren. Beim Sintern werden die Primärpartikel der Materialagglomerate unter Verringerung der Oberflächenenergie fester miteinander verbunden und gegebenenfalls weiter verdichtet, wobei die äußere geometrische Form weitgehend erhalten bleibt (gegebenenfalls tritt eine geringfügige Schwindung auf). Dabei kann das Verfahren insbesondere so durchgeführt werden, dass beim Sintern die Sintertemperatur in einem Bereich von 1.400 °C bis 2.500 °°C liegt; die Schmelztemperatur des jeweiligen oxidischen Materials soll dabei nicht erreicht werden.According to one embodiment of the invention, the method can be carried out in such a way that, after the calcination, the method also includes sintering, in which the calcined press-compacted material is sintered and a sintered material is obtained. Sintering is a thermal treatment in which the calcined compacted material is heated to temperatures below the melting temperature of the calcined compacted material, which temperatures are higher than during calcination. During sintering, the primary particles of the material agglomerates are bonded more firmly to one another, reducing the surface energy, and possibly further compacted, with the external geometric shape being largely retained (possibly slight shrinkage occurs). The method can be carried out in particular in such a way that during sintering the sintering temperature is in a range from 1,400° C. to 2,500° C.; the melting temperature of the respective oxidic material should not be reached.

Grundsätzlich lassen sich beim Sintern alle bekannten und geeigneten Aggregate zum thermischen Behandeln einsetzen; dies sind insbesondere die zuvor erwähnten Schachtöfen und Drehrohröfen. Beim Einsatz eines Schachtofens wird das Material in pressverdichteter Form zugeführt, beim Einsatz eines Drehrohrofens kann außer pressverdichtetem Material auch nicht-kompaktiertes oder aufgebrochenes Material dem Ofen zugeführt werden.In principle, all known and suitable units for thermal treatment can be used for sintering; these are in particular the shaft kilns and rotary kilns mentioned above. When using a shaft furnace, the material is fed in press-compacted form, when using a rotary kiln, in addition to press-compacted material, non-compacted or broken-up material can also be fed to the furnace.

Gemäß einer Ausbildung der Erfindung kann dabei das Verfahren so durchgeführt werden, dass das kalzinierte Material vor dem Sintern zumindest einmal zerkleinert und erneut pressverdichtet wird und das erneut pressverdichtete kalzinierte Material in einem Schachtofen gesintert wird. Demzufolge wird das kalzinierte Material nach dem Kalzinieren also aufgebrochen und anschließend erneut pressverdichtet. Dies kann auch ein mehrstufiges Pressverdichten beinhalten, bei welchem das aufgebrochene und pressverdichtete Material anschließend erneut aufgebrochen und pressverdichtet wird, bevor es dem Sinterofen zugeführt wird. Der Einsatz von pressverdichtetem Material in einem Schachtofen ist vorteilhaft, da sich hierdurch etwaige Materialverluste von feinkörnigem Material drastisch verringern lassen, die durch die in Schachtöfen aufgrund des Kamineffekts besonders starken Konvektionsströmung aus dem Ofenraum ausgetragen werden, so dass die Aufarbeitung des Abgases des Schachtofens dadurch erheblich vereinfacht wird. Stattdessen kann das Verfahren aber auch so durchgeführt werden, dass beim Sintern das kalzinierte pressverdichtete Material in einem Drehrohrofen gesintert wird. Dem Drehrohrofen kann das kalzinierte pressverdichtete Material in Form von Materialagglomeraten oder aber in zerkleinerter (desagglomerierter oder aufgebrochener) Form zugeführt werden. Hierdurch kann eine besonders einfache kontinuierliche Verfahrensführung realisiert werden.According to one embodiment of the invention, the method can be carried out in such a way that the calcined material is comminuted at least once before sintering and is press-compacted again, and the press-compacted, calcined material is sintered in a shaft furnace. As a result, the calcined material is broken up after calcination and then press-compacted again. This can also include a multi-stage compaction in which the broken up and compacted material is subsequently is broken up again and press-compacted before it is fed to the sintering furnace. The use of press-compacted material in a shaft furnace is advantageous because it drastically reduces any material losses of fine-grained material, which are carried out of the furnace chamber by the particularly strong convection flow in shaft furnaces due to the chimney effect, so that the processing of the exhaust gas from the shaft furnace is considerably reduced is simplified. Instead, however, the method can also be carried out in such a way that the calcined press-compacted material is sintered in a rotary kiln during sintering. The calcined press-compacted material can be fed to the rotary kiln in the form of material agglomerates or in comminuted (deagglomerated or broken up) form. As a result, a particularly simple, continuous method can be implemented.

Zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens, bei welchem das das mineralische Material vor dem Pressverdichten desagglomeriert und vorgetrocknet wird und das kalzinierte pressverdichtete Material nach dem Kalzinieren zumindest einmal zerkleinert und erneut pressverdichtet wird und dann in einem Sinterofen gesintert wird, wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung umfassend einen Desagglomerierer, einen diesem nachgelagerten Vortrockner, einen diesem nachgelagerten Pressverdichter, einen diesem nachgelagerten Kalzinierofen, einen diesem nachgelagerten Zerkleinerer, einen diesem nachgelagerten weiteren Pressverdichter und einen diesem nachgelagerten Sinterofen zur Verfügung gestellt. Konkrete apparative Ausgestaltungen der einzelnen Funktionskomponenten dieser Einrichtung sind bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben worden.To carry out the aforementioned method, in which the mineral material is deagglomerated and pre-dried before compression and the calcined compression-compacted material is crushed at least once after calcination and compression-compacted again and then sintered in a sintering furnace, according to a further aspect of the present invention a device comprising a deagglomerator, a pre-dryer downstream of this, a press compactor downstream of this, a calcination furnace downstream of this, a crusher downstream of this, a further press compactor downstream of this and a sintering furnace downstream of this provided. Concrete configurations of the apparatus for the individual functional components of this device have already been described in connection with the method according to the invention.

Allgemein ist ein Desagglomerierer vorgesehen, welcher im prozesstechnischen Ablauf einem Vortrockner vorgelagert (vorgeschaltet) ist. Der Desagglomerierer ist eingerichtet, das aufgegebene mineralische Material zu desagglomerieren. Hierbei kann es sich insbesondere um eine Hammermühle handeln, etwa um eine Hammermühle, die in den Einsatzbereich eines Steigrohrtrockners integriert ist, wobei natürlich auch andere Ausgestaltungen möglich sind. Der Auslass des Desagglomerierers ist (unmittelbar oder mittelbar - beispielsweise über Rohrleitungen) mit dem Einlass eines Vortrockners funktional verbunden. Bei den Vortrockner kann es sich insbesondere um ein Steigrohrtrockner handeln, jedoch sind auch andere Ausgestaltungen möglich. Der Vortrockner ist eingerichtet, bei dem aufgegebenen desagglomerierten mineralischen Material die Feuchte zu verringern und dieses auf eine gewünschte Restfeuchte vorzutrocknen. Der Auslass des Vortrockners ist mit dem Einlass eines Pressverdichters funktional verbunden. Hierbei können grundsätzlich alle geeigneten Pressverdichter eingesetzt werden, insbesondere kann es sich dabei um eine Brikettierpresse handeln, etwa eine Walzenpresse. Der Pressverdichter ist dazu eingerichtet, das aufgegebene vorgetrocknete Material einem Pressverdichten zu unterziehen. Der Pressverdichter kann dabei einstufig oder mehrstufig ausgebildet sein. Bei einem mehrstufigen Pressverdichten, beispielsweise einem zweistufigen Pressverdichten, wird das zuvor pressverdichtete Material zwischen den einzelnen Pressverdichterstufen zerkleinert/aufgebrochen, bevor es einem erneuten Pressverdichten unterzogen wird. Der Auslass des Pressverdichters ist mit dem Einlass eines Kalzinierofens funktional verbunden. Der Kalzinierofen ist eingerichtet, das aufgegebene pressverdichtete Material zu kalzinieren. Als Kalzinieröfen sind grundsätzlich alle Aggregate zum thermischen Behandeln geeignet, insbesondere etwa Mehretagenöfen, bei welchen ein Einlass über die oberste Kammerebene erfolgt und ein Auslass über die unterste Kammerebene. Der Auslass des Kalzinierofens ist mit dem Einlass eines Zerkleinerers funktional verbunden. Der Zerkleinerer ist eingerichtet, das aufgegebene kalzinierte pressverdichtete Material zu zerkleinern/aufzubrechen. Der Auslass des Zerkleinerers ist mit dem Einlass eines weiteren Pressverdichters funktional verbunden. Der weitere Pressverdichter ist dazu eingerichtet, das aufgegebene zerkleinerte kalzinierte Material einem Pressverdichten zu unterziehen. Der Auslass des weiteren Pressverdichters mit dem Einlass eines Sinterofens funktional verbunden. Der Sinterofen ist dazu eingerichtet, das aufgegebene erneut pressverdichtete kalzinierte Material einem Sintern zu unterziehen. Eine derartige Einrichtung ermöglicht eine effiziente Umsetzung einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens.In general, a deagglomerator is provided, which is upstream of a pre-dryer in the process flow. The deagglomerator is set up to deagglomerate the mineral material that has been fed in. This can in particular be a hammer mill, for example a hammer mill which is integrated into the application area of a riser tube dryer, with other configurations also being possible, of course. The outlet of the deagglomerator is functionally connected (directly or indirectly - for example via pipelines) to the inlet of a pre-dryer. The pre-dryer can in particular be a riser tube dryer, but other configurations are also possible. The pre-dryer is set up to reduce the moisture content of the deagglomerated mineral material that is fed in and to pre-dry it to a desired residual moisture content. The outlet of the pre-dryer is operatively connected to the inlet of a press compressor. In principle, any suitable press compactor can be used here, in particular it can be a briquetting press, for example a roller press. The press compactor is set up to subject the pre-dried material that has been fed in to a press compaction. The press compressor can be designed in one stage or in multiple stages. In a multi-stage press compaction, for example a two-stage press compaction, the previously press-compacted material is crushed/broken up between the individual press-compaction stages before it is subjected to renewed press-compaction. The outlet of the compactor is operatively connected to the inlet of a calciner. The calciner is set up to calcine the feed compacted material. In principle, all units for thermal treatment are suitable as calcining furnaces, in particular multi-deck furnaces in which an inlet is via the top chamber level and an outlet via the bottom chamber level. The outlet of the calciner is operatively connected to the inlet of a shredder. The crusher is set up to crush/break up the input calcined compacted material. The outlet of the crusher is operatively connected to the inlet of another compactor. The additional press-compactor is set up to subject the input crushed calcined material to a press-compaction. The outlet of the further press-compressor is functionally connected to the inlet of a sintering furnace. The sintering furnace is adapted to subject the charged recompacted calcined material to sintering. Such a device enables an advantageous embodiment of the method according to the invention to be implemented efficiently.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein kalziniertes pressverdichtetes Material zur Verfügung gestellt, das in dem vorgenannten Verfahren erhältlich ist. Dadurch, dass dieses Material vor dem Kalzinieren pressverdichtet wurde, weist es spezifische strukturelle Besonderheiten hinsichtlich der Morphologie der so erhaltenen kalzinierten Materialagglomerate auf. Beim Kalzinieren werden gasförmige Stoffe aus dem Innern der Materialagglomerate entfernt, welche die Materialagglomerate durch ein pressverdichtetes Partikelgerüst verlassen und dabei ein durchgängiges Porennetzwerk hoher Formstabilität erzeugen, welches von außen zugänglich ist und eine hohe Reaktivität der Materialagglomerate zur Folge hat.According to a further aspect of the present invention there is provided a calcined compacted material obtainable by the aforesaid process. Due to the fact that this material was press-compacted before calcination, it has specific structural features with regard to the morphology of the calcined material agglomerates thus obtained. During calcination, gaseous substances are removed from the interior of the material agglomerates, which leave the material agglomerates through a press-compacted particle structure, creating a continuous pore network with high dimensional stability, which is accessible from the outside and results in a high reactivity of the material agglomerates.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten gehen aus den repräsentativen Ausführungsbeispielen hervor, die anhand der beigefügten Zeichnungen im Folgenden ohne Beschränkung des diesen Ausführungsbeispielen zugrundeliegenden allgemeinen Erfindungsgedankens näher beschrieben werden sollen, wobei auch einzelne Schritte erläutert werden, die in Abhängigkeit von den jeweils gewünschten Zielen eines derartigen Verfahrens nahezu beliebig miteinander verknüpft werden können. Die Figuren zeigen dabei jeweils schematisch

  • 1 den schematischen Ablauf des Verfahrens zum Herstellen oxidischer Materialien gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
  • 2 den schematischen Ablauf des Verfahrens zum Herstellen oxidischer Materialien gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung;
  • 3 in Ergänzung der in 1 und 2 dargestellten Verfahren zum Herstellen oxidischer Materialien den schematischen Ablauf des Pressverdichtens gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung;
  • 4 in Ergänzung der in 1, 2 und 3 dargestellten Verfahren zum Herstellen oxidischer Materialien den schematischen Ablauf des ersten Teils des Verfahrens gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung;
  • 5 in Ergänzung der in 1, 2 und 3 dargestellten Verfahren zum Herstellen oxidischer Materialien den schematischen Ablauf des ersten Teils des Verfahrens gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung;
  • 6 in Ergänzung der in 1, 2, 3 und 4 dargestellten Verfahren zum Herstellen oxidischer Materialien den schematischen Ablauf des ersten Teils des Verfahrens gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung;
  • 7 in Ergänzung der in 1, 2, 3, 4, 5 und 6 dargestellten Verfahren zum Herstellen oxidischer Materialien den schematischen Ablauf des letzten Teils des Verfahrens gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung; und
  • 8 eine schematische Skizze einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Herstellen oxidischer Materialien gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Further advantages and possible applications emerge from the representative exemplary embodiments, which are illustrated in the following with reference to the attached drawings, without limitation of the sen embodiments underlying general inventive concept will be described in more detail, with individual steps are explained, which can be linked almost arbitrarily depending on the desired goals of such a method. The figures show each schematically
  • 1 the schematic sequence of the method for producing oxidic materials according to one aspect of the present invention;
  • 2 the schematic sequence of the method for producing oxidic materials according to a further aspect of the present invention;
  • 3 in addition to the 1 and 2 illustrated method for producing oxidic materials the schematic sequence of compression according to a further aspect of the present invention;
  • 4 in addition to the 1 , 2 and 3 illustrated method for producing oxidic materials the schematic sequence of the first part of the method according to a further aspect of the present invention;
  • 5 in addition to the 1 , 2 and 3 illustrated method for producing oxidic materials the schematic sequence of the first part of the method according to a further aspect of the present invention;
  • 6 in addition to the 1 , 2 , 3 and 4 illustrated method for producing oxidic materials the schematic sequence of the first part of the method according to a further aspect of the present invention;
  • 7 in addition to the 1 , 2 , 3 , 4 , 5 and 6 illustrated method for producing oxidic materials the schematic sequence of the last part of the method according to a further aspect of the present invention; and
  • 8th a schematic sketch of a device for carrying out the method for producing oxidic materials according to a further aspect of the present invention.

In 1 ist der schematische Ablauf des Verfahrens zum Herstellen oxidischer Materialien gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung gezeigt. Dabei wird mineralisches Material bereitgestellt (linker Pfeil) und das bereitgestellte mineralische Material einem Pressverdichten 1 unterzogen. Schließlich wird das pressverdichtete Material einem Kalzinieren 2 unterzogen, wobei ein kalziniertes pressverdichtetes Material bereitgestellt wird (rechter Pfeil).In 1 shows the schematic sequence of the method for producing oxidic materials according to one aspect of the present invention. Mineral material is made available (left arrow) and the mineral material made available is subjected to compression 1 . Finally, the press-compacted material is subjected to calcination 2, providing a calcined press-compacted material (right arrow).

Exemplarisch kann es sich hierbei etwa um ein Verfahren zum Herstellen von Calciumoxid aus Calciumcarbonat handeln, bei welchem feinkörniges Calciumcarbonat mit einer Schüttdichte von 0,3 kg/L und einem D50-Wert von etwa 30 µm bereitgestellt wird, dieses mit Hilfe einer Walzenmühle um einen Faktor von 3,3 zu Formkörpern mit Mandelform pressverdichtet und anschließend in einem Mehretagenofen bei einer Temperatur von etwa 1.100 °C kalziniert wird, wobei nach Abspaltung von Kohlendioxid und Kristallwasser Calciumoxid-Formkörper als Briketts erhalten werden. Grundsätzlich lässt sich dieses Verfahren auch mit anderen Materialien, anderen Aggregaten und anderen Verfahrensbedingungen durchführen, etwa solchen, wie sie im allgemeinen Teil beschrieben sind.As an example, this can be a process for producing calcium oxide from calcium carbonate, in which fine-grained calcium carbonate with a bulk density of 0.3 kg/l and a D50 value of around 30 μm is provided, and this is rotated with the aid of a roller mill Factor of 3.3 to give shaped bodies with an almond shape and then calcined in a multi-deck furnace at a temperature of about 1,100° C., with calcium oxide shaped bodies being obtained as briquettes after the elimination of carbon dioxide and water of crystallization. In principle, this process can also be carried out with other materials, other units and other process conditions, such as those described in the general part.

In 2 ist der schematische Ablauf des Verfahrens zum Herstellen oxidischer Materialien gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Ablauf unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten Ablauf lediglich darin, dass hier nach dem Kalzinieren 2 ein Sintern 3 durchgeführt wird. In dem in 2 schematisch dargestellten Ablauf wird mineralisches Material bereitgestellt (linker Pfeil). Das bereitgestellte mineralische Material wird einem Pressverdichten 1 unterzogen. Anschließend wird das pressverdichtete Material einem Kalzinieren 2 unterzogen. Schließlich wird das kalzinierte pressverdichtete Material einem Sintern 3 unterzogen. Dadurch wird ein gesintertes pressverdichtetes Material bereitgestellt (rechter Pfeil).In 2 shows the schematic sequence of the method for producing oxidic materials according to a further aspect of the present invention. The process differs from that in 1 shown process is that here after the calcination 2 a sintering 3 is carried out. in the in 2 In the process shown schematically, mineral material is provided (left arrow). The mineral material provided is subjected to press compaction 1 . The press-compacted material is then subjected to calcining 2 . Finally, the calcined compacted material is subjected to sintering 3 . This provides a sintered compacted material (right arrow).

Exemplarisch kann es sich hierbei etwa um ein Verfahren zum Herstellen von Sintermagnesia aus natürlichem Hydromagnesit handeln, bei welchem feinkörniger Hydromagnesit mit einer Schüttdichte von 0,45 kg/L und einem D50-Wert von etwa 60 µm bereitgestellt wird, dieser mit Hilfe einer Strangpresse um einen Faktor von etwa 2,7 zu Strangabschnitten pressverdichtet und anschließend in einem Mehretagenofen bei einer Temperatur von etwa 700 °C kalziniert wird, wobei nach Abspaltung von Kohlendioxid und Wasser Kaustermagnesia-Strangabschnitte erhalten werden. Die Kaustermagnesia wird in einem Drehrohrofen bei einer Temperatur von etwa 1.800 °C in Sintermagnesia konvertiert. Grundsätzlich lässt sich dieses Verfahren auch mit anderen Materialien, anderen Aggregaten und anderen Verfahrensbedingungen durchführen, etwa solchen, wie sie im allgemeinen Teil beschrieben sind.By way of example, this can be a process for producing sintered magnesia from natural hydromagnesite, in which fine-grained hydromagnesite with a bulk density of 0.45 kg/L and a D50 value of around 60 μm is provided, which is converted using an extruder a factor of about 2.7 to form extruded sections and then calcined in a multi-stage furnace at a temperature of approximately 700° C., with caustic magnesia extruded sections being obtained after the elimination of carbon dioxide and water. The caustic magnesia is converted into sintered magnesia in a rotary kiln at a temperature of around 1,800 °C. In principle, this process can also be carried out with other materials, other units and other process conditions, such as those described in the general part.

In 3 ist eine Ergänzung zu den in 1 und 2 schematisch dargestellten Abläufen gezeigt, bei welcher das Pressverdichten 1 aus den in 1 und 2 dargestellten Abläufen ein mehrstufiger - in diesem Fall dreistufiger - Schritt ist, welcher das in 1 und 2 dargestellte Pressverdichten ersetzen kann. Bei dem dreistufigen Schritt handelt es sich um ein zweistufiges Pressverdichten 1, bei welchem das bereitgestellte mineralische Material (linker Pfeil) zunächst einem Pressverdichten 4 unterzogen wird. Das so erhaltene pressverdichtete mineralische Material wird dann einem Zerkleinern 5 unterzogen. Schließlich wird das so erhaltene zerkleinerte pressverdichtete Material einem erneuten Pressverdichten 1' unterzogen. Das in dem erneuten Pressverdichten 1' erhaltene pressverdichtete mineralische Material wird für ein nachfolgendes Kalzinieren bereitgestellt (rechter Pfeil). Hierbei handelt es sich um ein Kalzinieren 2 entsprechend den in 1 oder 2 schematisch dargestellten Abläufen.In 3 is an addition to the in 1 and 2 Shown schematically illustrated processes, in which the press compaction 1 from the in 1 and 2 illustrated processes is a multi-stage - in this case three-stage - step, which in 1 and 2 Press compaction shown can replace. The three-stage step is a two-stage press compaction 1, in which the provided mineral material (left arrow) is first subjected to a press compaction 4. The press-compacted mineral material thus obtained is then subjected to crushing 5 . Finally, the crushed press-compacted material thus obtained is subjected to a renewed press-compacting 1'. The press-compacted mineral material obtained in the renewed press-compacting 1' is made available for subsequent calcination (right arrow). This is a calcination 2 according to the in 1 or 2 processes shown schematically.

Exemplarisch kann es sich hierbei etwa um ein Verfahren zum Herstellen von Sintermagnesia aus Magnesit aus Flotationskonzentraten handeln, der bei einer Flotation abgetrennt wurde. Dieser Magnesit wird feinkörnig mit einer Schüttdichte von 0,16 kg/L und einem D50-Wert von etwa 15 µm bereitgestellt und mit Hilfe einer Rollenpresse um einen Faktor von etwa 4,1 zu Schülpen pressverdichtet. Die Schülpen werden in einer Hammermühle zerkleinert. Die Bruchstücke werden anschließend erneut in einer Rollenmühle pressverdichtet und die so erhaltenen Schülpen in einem Schachtofen bei einer Temperatur von etwa 800 °C kalziniert, wobei nach Abspaltung von Kohlendioxid und Wasser Kaustermagnesia-Schülpen erhalten werden. Diese werden in einem Schachtofen beim Sintern bei einer Temperatur von etwa 1.700 °C in Sintermagnesia konvertiert. Grundsätzlich lässt sich dieses Verfahren auch mit anderen Materialien, anderen Aggregaten und anderen Verfahrensbedingungen durchführen, etwa solchen, wie sie im allgemeinen Teil beschrieben sind.By way of example, this can be a process for producing sintered magnesia from magnesite from flotation concentrates, which was separated off during flotation. This magnesite is provided in fine-grain form with a bulk density of 0.16 kg/l and a D50 value of around 15 μm and is press-compacted by a factor of around 4.1 to form flakes using a roller press. The scabs are crushed in a hammer mill. The fragments are then press-compacted again in a roller mill and the flakes thus obtained are calcined in a shaft furnace at a temperature of about 800° C., with caustic magnesia flakes being obtained after elimination of carbon dioxide and water. These are converted into sintered magnesia in a shaft furnace during sintering at a temperature of around 1,700 °C. In principle, this process can also be carried out with other materials, other units and other process conditions, such as those described in the general part.

In 4 ist eine Ergänzung zu den in 1, 2 und 3 schematisch dargestellten Abläufen gezeigt, bei welcher das in den in 1, 2 und 3 dargestellten Abläufen bereitgestellte Material vor dem Pressverdichten 1 vorgetrocknet wird. Dazu wird das mineralische Material bereitgestellt (linker Pfeil) und zunächst einem Vortrocknen 6 unterzogen. Das so erhaltene vorgetrocknete mineralische Material wird einem Pressverdichten 1 unterzogen. Dieses Pressverdichten 1 kann ein einstufiges oder mehrstufiges Pressverdichten sein. Daran schließt sich (durch den rechten Pfeil angedeutet) ein Kalzinieren 2 entsprechend den in 1 oder 2 schematisch dargestellten Abläufen an.In 4 is an addition to the in 1 , 2 and 3 schematically shown processes, in which the in 1 , 2 and 3 Material provided in the processes shown is pre-dried prior to press compaction 1 . For this purpose, the mineral material is provided (left arrow) and initially subjected to pre-drying 6 . The pre-dried mineral material thus obtained is subjected to press compaction 1 . This compression 1 can be a single-stage or multi-stage compression. This is followed (indicated by the right arrow) by a calcination 2 in accordance with the 1 or 2 schematically illustrated processes.

Exemplarisch kann es sich hierbei etwa um ein Verfahren zum Herstellen von Sintermagnesia aus Meerwassermagnesit handeln, bei welchem feinkörniger Magnesit mit einer Schüttdichte von 0,35 kg/L und einem D50-Wert von etwa 90 µm bereitgestellt wird, der aus Meerwasser durch Fällung mit Dolomit erhalten wird. Der Magnesit wird in einem Steigrohrtrockner auf eine Restfeuchte von nahezu 1,0 Gew.-% vorgetrocknet und mit Hilfe einer Walzenpresse um einen Faktor von etwa 3,5 zu Formkörpern in Halbmandelform pressverdichtet. Anschließend werden die Formkörper in einem Mehretagenofen bei einer Temperatur von etwa 700 °C kalziniert, wobei nach Abspaltung von Kohlendioxid und Wasser Kaustermagnesia-Formkörper erhalten werden. Diese werden beim Sintern in einem Drehrohrofen bei einer Temperatur von etwa 1.700 °C in Sintermagnesia konvertiert Grundsätzlich lässt sich dieses Verfahren auch mit anderen Materialien, anderen Aggregaten und anderen Verfahrensbedingungen durchführen, etwa solchen, wie sie im allgemeinen Teil beschrieben sind.For example, this can be a process for producing sintered magnesia from seawater magnesite, in which fine-grained magnesite with a bulk density of 0.35 kg/L and a D50 value of around 90 μm is provided, which is obtained from seawater by precipitation with dolomite is obtained. The magnesite is pre-dried in a riser tube dryer to a residual moisture content of almost 1.0% by weight and press-compacted with the aid of a roller press by a factor of about 3.5 to give shaped bodies in the shape of half almonds. The shaped bodies are then calcined in a multi-stage furnace at a temperature of about 700° C., with caustic magnesia shaped bodies being obtained after elimination of carbon dioxide and water. These are converted into sintered magnesia during sintering in a rotary kiln at a temperature of around 1,700 °C. In principle, this process can also be carried out with other materials, other aggregates and other process conditions, such as those described in the general part.

In 5 ist eine weitere Ergänzung zu den in 1, 2 und 3 schematisch dargestellten Abläufen gezeigt, bei welcher das in den in 1, 2 und 3 dargestellten Abläufen bereitgestellte Material vor dem Pressverdichten 1 desagglomeriert wird. Dazu wird das mineralische Material bereitgestellt (linker Pfeil) und zunächst einem Desagglomerieren 7 unterzogen. Das so erhaltene desagglomerierte mineralische Material wird einem Pressverdichten 1 unterzogen. Dieses Pressverdichten 1 kann ein einstufiges oder mehrstufiges Pressverdichten sein. Daran schließt sich (durch den rechten Pfeil angedeutet) ein Kalzinieren 2 entsprechend den in 1 oder 2 schematisch dargestellten Abläufen an.In 5 is another addition to the in 1 , 2 and 3 schematically shown processes, in which the in 1 , 2 and 3 Material provided in the processes shown is deagglomerated before the press compaction 1 . For this purpose, the mineral material is provided (left arrow) and first subjected to deagglomeration 7 . The deagglomerated mineral material thus obtained is subjected to press compaction 1 . This compression 1 can be a single-stage or multi-stage compression. This is followed (indicated by the right arrow) by a calcination 2 in accordance with the 1 or 2 schematically illustrated processes.

Exemplarisch kann es sich hierbei etwa um ein Verfahren zum Herstellen von Zinkoxid aus Hydrozinkit handeln, bei welchem feinkörniger Hydrozinkit mit einer Schüttdichte von 0,5 kg/L und einem D50-Wert von etwa 120 µm bereitgestellt wird. Der Hydrozinkit wird in einem Pflugscharmischer desagglomeriert und einer Schneckenpresse um einen Faktor von etwa 2,5 zu formgepressten Pellets pressverdichtet. Die Pellets werden anschließend bei einer Temperatur von etwa 700 °C in einem Mehretagenofen kalziniert, wobei nach Abspaltung von Kohlendioxid und Wasser Zinkoxidpellets erhalten werden. Diese werden in einem Schachtofen bei einer Temperatur von etwa 1.500 °C gesintert. Grundsätzlich lässt sich dieses Verfahren auch mit anderen Materialien, anderen Aggregaten und anderen Verfahrensbedingungen durchführen, etwa solchen, wie sie im allgemeinen Teil beschrieben sind.By way of example, this can be a process for producing zinc oxide from hydrozincite, in which fine-grained hydrozincite with a bulk density of 0.5 kg/L and a D50 value of about 120 μm is provided. The hydrozincite is deagglomerated in a plowshare mixer and press-compacted in a screw press by a factor of about 2.5 into compression-molded pellets. The pellets are then calcined at a temperature of around 700° C. in a multi-deck furnace, with zinc oxide pellets being obtained after the elimination of carbon dioxide and water. These are sintered in a shaft furnace at a temperature of around 1,500 °C. In principle, this process can also be carried out with other materials, other units and other process conditions, such as those described in the general part.

In 6 ist eine weitere Ergänzung zu den in 1, 2 und 3 schematisch dargestellten Abläufen gezeigt, die eine Kombination der in 4 und 5 dargestellten Ergänzungen ist. Bei der in 6 gezeigten Ergänzung wird das in den in 1, 2 und 3 dargestellten Abläufen bereitgestellte Material vor dem Pressverdichten 1 desagglomeriert und anschließend vorgetrocknet. Dazu wird das mineralische Material bereitgestellt (linker Pfeil) und zunächst einem Desagglomerieren 7 unterzogen. Das so erhaltene desagglomerierte mineralische Material wird einem Vortrocknen 6 unterzogen. Das so erhaltene vorgetrocknete desagglomerierte Material wird einem Pressverdichten 1 unterzogen. Dieses Pressverdichten 1 kann ein einstufiges oder mehrstufiges Pressverdichten sein. Daran schließt sich (durch den rechten Pfeil angedeutet) ein Kalzinieren 2 entsprechend den in 1 oder 2 schematisch dargestellten Abläufen an.In 6 is another addition to the in 1 , 2 and 3 schematically shown processes, which are a combination of the 4 and 5 supplements shown. At the in 6 The supplement shown in the in 1 , 2 and 3 Material provided in the processes shown is deagglomerated prior to press compaction 1 and then predried. For this purpose, the mineral material is provided (left arrow) and first subjected to deagglomeration 7 . The deagglomerated mineral material thus obtained is subjected to pre-drying 6 . The pre-dried, de-agglomerated material obtained in this way is subjected to press compaction 1 . This compression 1 can be a single-stage or multi-stage compression. This is followed (indicated by the right arrow) by a calcination 2 in accordance with the 1 or 2 schematically illustrated processes.

Exemplarisch kann es sich hierbei etwa um ein Verfahren zum Herstellen von Sintermagnesia aus Magnesiumhydroxid aus Kavernensole handeln, bei welchem feinkörniges Magnesiumhydroxid mit einer Schüttdichte von 0,28 kg/L und einem D50-Wert von etwa 40 µm bereitgestellt wird, das aus Kavernensole nach Zugabe von gebranntem Kalk erhalten wird. Das Magnesiumhydroxid wird in einem Steigrohrtrockner mit vorgelagerter Hammermühle zerkleinert und im Steigrohr durch das Abgas aus dem Sinterofen auf eine Restfeuchte von etwa 0,5 Gew.-% vorgetrocknet. Das vorgetrocknete Material wird einer Walzenpresse um einen Faktor von etwa 3,7 zu Formkörpern pressverdichtet, welche anschließend bei einer Temperatur von etwa 800 °C in einem Mehretagenofen kalziniert werden. Dabei werden nach Abspaltung von Wasser Kaustermagnesia-Formkörper erhalten, die anschließend in einem Schachtofen beim Sintern bei einer Temperatur von etwa 1.800 °C in Sintermagnesia konvertiert werden. Grundsätzlich lässt sich dieses Verfahren auch mit anderen Materialien, anderen Aggregaten und anderen Verfahrensbedingungen durchführen, etwa solchen, wie sie im allgemeinen Teil beschrieben sind.For example, this can be a process for producing sintered magnesia from magnesium hydroxide from cavern brine, in which fine-grained magnesium hydroxide with a bulk density of 0.28 kg/L and a D50 value of around 40 µm is provided, which from cavern brine after addition obtained from quicklime. The magnesium hydroxide is crushed in a riser tube dryer with an upstream hammer mill and pre-dried in the riser tube by the exhaust gas from the sintering furnace to a residual moisture content of about 0.5% by weight. The pre-dried material is compressed in a roller press by a factor of about 3.7 to form shaped bodies, which are then calcined at a temperature of about 800° C. in a multi-deck furnace. After water has been split off, caustic magnesia shaped bodies are obtained, which are then converted into sintered magnesia in a shaft furnace during sintering at a temperature of about 1,800°C. In principle, this process can also be carried out with other materials, other units and other process conditions, such as those described in the general part.

In 7 ist eine Ergänzung zu den in 1, 2, 3, 4, 5 und 6 schematisch dargestellten Abläufen gezeigt, bei welcher das in den in 1, 2, 3, 4, 5 und 6 dargestellten Abläufen nach dem Kalzinieren 2 erhaltene kalzinierte pressverdichtete Material vor einem Sintern 3 zerkleinert und danach erneut pressverdichtet wird. Dazu wird das nach dem Kalzinieren 2 erhaltene kalzinierte pressverdichtete Material (linker Pfeil) zunächst einem Zerkleinern 8 unterzogen. Das so erhaltene zerkleinerte kalzinierte Material wird einem Pressverdichten 9 unterzogen. Dieses Pressverdichten 9 kann ein einstufiges oder mehrstufiges Pressverdichten sein. Das so erhaltene erneut pressverdichtete kalzinierte Material wird einem Sintern 3 unterzogen. Dadurch wird ein gesintertes pressverdichtetes Material bereitgestellt (rechter Pfeil).In 7 is an addition to the in 1 , 2 , 3 , 4 , 5 and 6 schematically shown processes, in which the in 1 , 2 , 3 , 4 , 5 and 6 shown sequences after the calcination 2 obtained calcined press-compacted material before sintering 3 is crushed and then press-compacted again. For this purpose, the calcined press-compacted material obtained after the calcination 2 (left arrow) is first subjected to a comminution 8 . The crushed calcined material thus obtained is subjected to press compaction 9 . This compression 9 can be a single-stage or multi-stage compression. The re-compacted calcined material thus obtained is subjected to sintering 3 . This provides a sintered compacted material (right arrow).

Exemplarisch kann es sich hierbei etwa um ein Verfahren zum Herstellen eines Gemisches aus gebranntem Kalk und Sintermagnesia aus Dolomit handeln, bei welchem feinkörniger Dolomit mit einer Schüttdichte von 0,61 kg/L und einem D50-Wert von etwa 150 µm bereitgestellt wird. Dieser Dolomit wurde mit einer definierten Menge an feinkörnigerem Dolomit mit einem D50-Wert von etwa 30 µm als Zuschlagstoff vermischt. Die so erhaltene bimodale Dolomitmischung wurde mit Hilfe einer Rollenpresse um einen Faktor von etwa 2,1 zu Schülpen pressverdichtet und anschließend bei einer Temperatur von etwa 1.000 °C in einem Mehretagenofen kalziniert, wobei nach Abspaltung von Kohlendioxid und Wasser Oxidschülpen erhalten werden. Diese werden in einem Schlagwalzenbrecher aufgebrochen, in einer Walzenpresse zu Formkörpern pressverdichtet und danach in einem Schachtofen bei einer Temperatur von etwa 1.800 °C in die gewünschte Oxidmischung konvertiert. Grundsätzlich lässt sich dieses Verfahren auch mit anderen Materialien, anderen Aggregaten und anderen Verfahrensbedingungen durchführen, etwa solchen, wie sie im allgemeinen Teil beschrieben sind.By way of example, this can be a process for producing a mixture of burnt lime and sintered magnesia from dolomite, in which fine-grained dolomite with a bulk density of 0.61 kg/L and a D50 value of around 150 μm is provided. This dolomite was mixed with a defined amount of fine-grained dolomite with a D50 value of around 30 µm as an aggregate. The bimodal dolomite mixture obtained in this way was press-compacted by a factor of about 2.1 to form flakes using a roller press and then calcined at a temperature of about 1,000° C. in a multi-deck furnace, with oxide flakes being obtained after the elimination of carbon dioxide and water. These are broken up in an impact roller crusher, compacted in a roller press to form shaped bodies and then converted into the desired oxide mixture in a shaft furnace at a temperature of around 1,800 °C. In principle, this process can also be carried out with other materials, other units and other process conditions, such as those described in the general part.

In 8 ist schematisch eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Herstellen oxidischer Materialien gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung gezeigt. Als Eingangsstufe umfasst die Einrichtung einen Desagglomerierer 107. Diesem ist ein Vortrockner 106 prozesstechnisch nachgelagert, gefolgt von einem (einstufigen oder mehrstufigen) Pressverdichter 101. Dem Pressverdichter 101 ist ein Kalzinierofen 102 funktional nachgelagert, hinter dem sich im Prozessablauf ein Zerkleinerer 108 befindet, gefolgt von einem weiteren Pressverdichter 109. Dem weiteren Pressverdichter 109 ist ein Sinterofen 103 funktional nachgelagert. Weiterhin sind zwei Rückführungen (unterbrochene Linien) vorgesehen, um die Prozessabgase aus dem Kalzinierofen 102 und dem Kalzinierofen 103 dem Vortrockner 106 getrennt zuzuführen und diesen so zu heizen. Beide Rückführungen lassen sich separat absperren, um zum Vortrocknen wahlweise beide Abgasströme, nur einen der beiden Abgasströme oder keinen der beiden Abgasströme einsetzen zu können. Damit ist die in 8 gezeigte Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens geeignet, dass sich als Kombination der in den 2, 6 und 7 schematisch dargestellten Abläufe ergibt.In 8th a device for carrying out the method for producing oxidic materials according to a further aspect of the present invention is shown schematically. As an input stage, the device comprises a deagglomerator 107. This is followed by a pre-dryer 106 in terms of process technology, followed by a (single-stage or multi-stage) press compressor 101 a further press compressor 109. The further press compressor 109 is functionally downstream of a sintering furnace 103. Furthermore, two returns (broken lines) are provided in order to feed the process exhaust gases from the calcining furnace 102 and the calcining furnace 103 separately to the pre-dryer 106 and to heat it in this way. Both recirculations can be shut off separately so that both exhaust gas streams, only one of the two exhaust gas streams or neither of the two exhaust gas streams can be used for pre-drying. That's the in 8th Device shown suitable for carrying out a method that as a combination of in the 2 , 6 and 7 processes shown schematically results.

Exemplarisch kann es sich dabei um eine Einrichtung zum Herstellen von Sintermagnesia aus nasschemisch gefälltem Magnesit handeln, dessen Morphologie durch einen vorgelagerten Kristallisator (nicht dargestellt) bestimmt wird. Die Einrichtung umfasst eingangsseitig einen Steigrohrtrockner, dem eine Hammermühle vorgelagert ist. Die Hammermühle stellt hierbei den Desagglomerierer 107 und der Steigrohrtrockner den Vortrockner 106 dar. Beide Aggregate sind derart miteinander verbunden, dass das in der Hammermühle desagglomerierte mineralische Material dem Steigrohrtrockner zum Trocknen zugeführt wird. Anstelle des Steigrohrtrockners lassen sich beliebige andere Trockenaggregate einsetzen, ebenso lassen sich anstelle der Hammermühle andere Desagglomerieraggregate einsetzen, beispielsweise Pflugscharmischer.By way of example, this can be a device for producing sintered magnesia from wet-chemically precipitated magnesite, the morphology of which is determined by an upstream crystallizer (not shown). The facility includes a riser tube dryer on the input side, which is preceded by a hammer mill. The hammer mill provides the deagglomerator 107 and the riser tube dryer represents the pre-dryer 106. Both units are connected to one another in such a way that the mineral material deagglomerated in the hammer mill is fed to the riser tube dryer for drying. Any other drying unit can be used instead of the riser tube dryer, and other deagglomerating units can also be used instead of the hammer mill, for example plowshare mixers.

Dem Steigrohrtrockner nachgeschaltet ist der Pressverdichter 101, welcher im vorliegenden Fall zweistufig ausgebildet ist (grundsätzlich lässt sich hier auch ein einstufiger Pressverdichter einsetzen, welcher lediglich ein einziges Pressverdichteraggregat aufweist). Der Pressverdichter 101 umfasst eine erste Walzenpresse, einen Schlagleistenbrecher und eine zweite Walzenpresse. Das dem Pressverdichter 101 zugeführte Material wird zunächst in der ersten Walzenpresse zu Formkörpern verdichtet, welche dem Schlagleistenbrecher zugeführt werden und dort zerkleinert werden. Die zerkleinerten Formkörper werden der zweiten Walzenpresse zugeführt und dort erneut zu Formkörpern verdichtet, welche aus dem Pressverdichter 101 abgeführt werden. Anstelle der Walzenpressen lassen sich beliebige andere geeignete Pressverdichteraggregate einsetzen, beispielsweise Strangpressen, ebenso lassen sich anstelle des Schlagleistenbrechers andere Zerkleinereraggregate einsetzen, beispielsweise Walzenbrecher, Hammerbrecher, Backenbrecher, Kreiselbrecher und dergleichen.Downstream of the riser tube dryer is the press compressor 101, which in the present case has a two-stage design (in principle, a single-stage press compressor can also be used here, which has only a single press compressor unit). The press compactor 101 comprises a first roller press, a blow bar breaker and a second roller press. The material fed to the press compactor 101 is first compacted in the first roller press to form shaped bodies, which are fed to the blow bar crusher and are crushed there. The comminuted shaped bodies are fed to the second roller press and compressed there again to form shaped bodies, which are discharged from the press compactor 101 . Instead of the roller presses, any other suitable press compactor units can be used, for example extrusion presses, and other crusher units can also be used instead of the blow bar crusher, for example roller crushers, hammer crushers, jaw crushers, gyratory crushers and the like.

Der zweiten Walzenpresse nachgelagert ist der Kalzinierofen 102, welcher hier als Mehretagenofen ausgebildet ist. Dieser ist mit der zweiten Walzenpresse so verbunden, dass das pressverdichtete Material aus der Walzenpresse dem Mehretagenofen von oben zugeführt wird. Nach Durchlaufen des Mehretagenofens verlässt das kalzinierte Material den Kalzinierofen 102 an seinem unteren Ende. Dem Kalzinierofen nachgelagert ist ein Zerkleinerer 108, der als Schlagleistenbrecher ausgebildet ist. Dem Zerkleinerer 108 nachgelagert ist ein weiterer Pressverdichter 109, welcher ebenfalls eine Walzenmühle ist. Der Zerkleinerer 108 und der Pressverdichter 109 sind derart angeordnet, dass das kalzinierte Material aus dem Kalzinierofen dem Zerkleinerer 108 zugeführt wird, dort zerkleinert wird, und das zerkleinerte Material dem weiteren Pressverdichter 109 zugeführt wird, in welchem es erneut zu Formkörpern pressverdichtet wird. Auch hier können anstelle des Schlagleistenbrechers und der Walzenpresse entsprechende funktional vergleichbare Aggregate zum Einsatz kommen. Der Kombination aus Zerkleinerer 108 und weiterem Pressverdichter 109 kann optional eine weitere Pressverdichterstufe aus einem weiteren Zerkleinerer und einem weiteren Pressverdichter vorgelagert sein.Downstream of the second roller press is the calcining furnace 102, which is designed here as a multi-level furnace. This is connected to the second roller press in such a way that the press-compacted material from the roller press is fed to the multi-daylight furnace from above. After passing through the multiple hearth furnace, the calcined material exits the calciner 102 at its lower end. Downstream of the calcining furnace is a crusher 108 which is designed as a crusher. Downstream of the crusher 108 is another press compactor 109, which is also a roller mill. The crusher 108 and the press compactor 109 are arranged such that the calcined material from the calcining furnace is fed to the crusher 108, where it is crushed, and the crushed material is fed to the further press compactor 109, in which it is press-compacted again to form shaped bodies. Here, too, functionally comparable units can be used instead of the blow bar crusher and the roller press. The combination of crusher 108 and further press compressor 109 can optionally be preceded by a further press compressor stage consisting of a further crusher and a further press compressor.

Dem weiteren Pressverdichter 109 ist der Sinterofen 103 nachgelagert, welcher als Schachtofen ausgebildet ist. Dieser ist so angeordnet, dass die im weiteren Pressverdichter 109 erhaltenen Formkörper dem Ofenraum des Schachtofens zugeführt werden. Anstelle des Schachtofens lassen sich auch andere Ofenaggregate als Sinterofen 109 einsetzen, beispielsweise ein Drehrohrofen. Bei Verwendung eines Drehrohrofens ist es zusätzlich möglich, auf die Pressverdichterstufe aus Zerkleinerer 108 und weiterem Pressverdichter 109 zu verzichten, die sich prozesstechnisch zwischen dem Kalzinierofen 102 und dem Sinterofen 103 befindet.The further press compressor 109 is followed by the sintering furnace 103, which is designed as a shaft furnace. This is arranged in such a way that the moldings obtained in the further press compressor 109 are fed to the furnace chamber of the shaft furnace. Instead of the shaft furnace, other furnace units can also be used as the sintering furnace 109, for example a rotary kiln. When using a rotary kiln, it is also possible to dispense with the press compressor stage consisting of a crusher 108 and an additional press compressor 109, which is located between the calcining oven 102 and the sintering oven 103 in terms of process technology.

Die hervorragende Eignung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde in exemplarischen Versuchen bestätigt. Hierfür wurden unterschiedliche mineralische Materialien untersucht (unter anderem Calciumcarbonat, Magnesit, Hydromagnesit aus Kristallisationsprozessen, Flotationskonzentraten, Meerwasser oder Solen aus Kavernen, Magnesiumhydroxid (aus Meerwasser oder Solen aus Kavernen durch Fällung aus mit gebranntem Kalk/gelöschtem Kalk) und Hydrozinkit) und das pressverdichtete Material einem zweistufigen Brennprozess unterzogen.The excellent suitability of the method according to the invention was confirmed in exemplary tests. For this purpose, different mineral materials were examined (including calcium carbonate, magnesite, hydromagnesite from crystallization processes, flotation concentrates, seawater or brine from caverns, magnesium hydroxide (from seawater or brine from caverns by precipitation from quicklime/slaked lime) and hydrozincite) and the press-compacted material subjected to a two-stage firing process.

Bei Verwendung von Magnesiumsalzen wird beim Kalzinieren bei Temperaturen von etwa 550 °C bis 800 °C, gegebenenfalls sogar bis 1.050 °C in einem Mehretagenofen Kaustermagnesia (kaustische Magnesia) hergestellt. Kaustermagnesia kann noch geringe Mengen an Edukt enthalten, wobei ein Anteil von maximal 4.0 Gew.-% üblicherweise tolerabel ist. Beim Kalzinieren von Magnesiumsalzen bleibt die ursprüngliche Struktur häufig weitgehend erhalten, die abgetrennten Stoffe (Wasser, Kohlendioxid) hinterlassen entsprechende Lücken, so dass Kaustermagnesia eine sehr hohe spezifische Oberfläche bei etwas geringerer Festigkeit aufweist. Die Kaustermagnesia wurde anschließend beim Sintern bei Temperaturen von etwa 1.500 °C bis etwa 2.200 °C (Sinterbrand) in einem Schachtofen in Sintermagnesia (Magnesia usta, gebranntes Magnesia) konvertiert (Totbrennen).When magnesium salts are used, caustic magnesia (caustic magnesia) is produced during calcination at temperatures of about 550° C. to 800° C., optionally even up to 1,050° C. in a multi-deck furnace. Caustic magnesia can still contain small amounts of educt, with a maximum proportion of 4.0% by weight usually being tolerable. When magnesium salts are calcined, the original structure is often largely retained, the separated substances (water, carbon dioxide) leave corresponding gaps, so that caustic magnesia has a very high specific surface area with somewhat lower strength. The caustic magnesia was then converted (dead burning) into sintered magnesia (magnesia usta, burnt magnesia) during sintering at temperatures of around 1,500 °C to around 2,200 °C (sinter firing) in a shaft furnace.

Insbesondere für Hydromagnesit wurden Verfahren realisiert, in welchen sich mineralisches Material mit einem extrem niedrigen Schüttgewicht von 0,15 kg/L bis 0,2 kg/L noch verarbeiten ließ. Das Pressverdichten erfolgte für die unterschiedlichen Materialien versuchsweise in verschiedenen Aggregaten, etwa in Walzenmühlen und Strangpressen. Bei Walzenmühlen wurde das Material mit Presskräften aus einem Bereich von 40 kN/cm bis 160 kN/cm beaufschlagt. Typischerweise wurden bereits ab einer Presskraft von etwa 50 kN/cm Materialagglomerate in Form von Formkörpern erhalten, welche eine für nachgelagerte Verarbeitungsschritte wie Kalzinieren und Sintern hinreichend gute mechanische Stabilität aufwiesen. Der weitaus größte Teil der so erhaltenen Formkörper wies nach dem Kalzinieren keine Beschädigungen auf. Überdies fiel beim nachfolgenden Sintern der Massenverlust regelmäßig sehr klein aus (etwa 1 Gew.-%), woraus ersichtlich ist, dass das Kalzinieren quantitativ erfolgte und das pressverdichtete Material somit ein Entgasen über das gesamte Volumen der Materialagglomerate erlaubte.For hydromagnesite in particular, processes were implemented in which mineral material with an extremely low bulk density of 0.15 kg/L to 0.2 kg/L could still be processed. The press compaction was carried out experimentally for the different materials in different aggregates, for example in roller mills and extrusion presses. In roller mills, the material was subjected to pressure forces ranging from 40 kN/cm to 160 kN/cm. Typically, material agglomerates in the form of shaped bodies were obtained from a pressing force of around 50 kN/cm, which had a sufficiently good mechanical properties for downstream processing steps such as calcining and sintering exhibited niche stability. By far the largest part of the moldings obtained in this way showed no signs of damage after calcination. Moreover, during the subsequent sintering, the mass loss was regularly very small (about 1% by weight), from which it can be seen that the calcination took place quantitatively and the press-compacted material thus allowed degassing over the entire volume of the material agglomerates.

Ähnliches gilt für die Verwendung von Calciumsalzen. Hier erfolgt ein Kalzinieren typischerweise bei Temperaturen oberhalb von 900 °C, etwa von 1.000 °C bis 1.500 °C (je nach Ofentyp), ein nachfolgendes Sintern ist in der Regel nicht erforderlich.The same applies to the use of calcium salts. Here, calcination typically takes place at temperatures above 900 °C, around 1,000 °C to 1,500 °C (depending on the furnace type), and subsequent sintering is generally not necessary.

Vorversuche mit anderen mineralischen Materialien belegen die Eignung des Verfahrens auch für andere mineralische Materialien.Preliminary tests with other mineral materials prove the suitability of the method for other mineral materials as well.

BezugszeichenlisteReference List

11
Pressverdichten des mineralischen MaterialsPress compaction of the mineral material
1'1'
erneutes Pressverdichten des mineralischen Materialsrenewed compression of the mineral material
22
Kalzinieren des pressverdichteten mineralischen Materialscalcining the compacted mineral material
33
Sintern des kalzinierten pressverdichteten MaterialsSintering the calcined compacted material
44
Pressverdichten des mineralischen MaterialsPress compaction of the mineral material
55
Zerkleinern des pressverdichteten mineralischen MaterialsCrushing the compacted mineral material
66
Vortrocknen des mineralischen MaterialsPre-drying of the mineral material
77
Desagglomerieren des mineralischen Materialsdeagglomeration of the mineral material
88th
Zerkleinern des kalzinierten pressverdichteten Materialscrushing the calcined compacted material
99
Pressverdichten des kalzinierten MaterialsPress compacting the calcined material
101101
Pressverdichterpress compressor
102102
Kalzinierofencalciner
103103
Sinterofensinter furnace
106106
Vortrocknerpre-dryer
107107
Desagglomeriererdeagglomerator
108108
Zerkleinerershredder
109109
weiterer Pressverdichterfurther press compressor

Claims (16)

Verfahren zum Herstellen oxidischer Materialien, das Verfahren umfassend ein Bereitstellen eines mineralischen Materials und ein Kalzinieren (2) des mineralischen Materials, dadurch gekennzeichnet, dass - beim Bereitstellen das mineralische Material ein carbonatisches Material, ein hydroxidisches Material oder ein carbonatisches hydroxidisches Material ist, das Metallkationen enthält und ein festes Material mit einer Schüttdichte aus einem Bereich von 0,1 kg/L bis 0,7 kg/L ist, - das Verfahren vor dem Kalzinieren (2) weiterhin ein Pressverdichten (1) umfasst, bei dem das mineralische Material pressverdichtet wird und ein pressverdichtetes Material erhalten wird, und - beim Kalzinieren (2) das pressverdichtete Material auf Temperaturen aus einem Bereich von 200 °C bis 1.300 °C erhitzt wird und ein kalziniertes pressverdichtetes Material erhalten wird.Method for producing oxidic materials, the method comprising providing a mineral material and calcining (2) the mineral material, characterized in that - when providing, the mineral material is a carbonate material, a hydroxy material or a carbonate hydroxy material containing metal cations and is a solid material with a bulk density in a range from 0.1 kg/L to 0.7 kg/L, - the method prior to the calcination (2) further comprises compacting (1) in which the mineral material is compacted and a compacted material is obtained, and - in the calcining (2) the compacted material is heated to temperatures ranging from 200°C to 1300°C and a calcined compacted material is obtained. Verfahren nach Anspruch 1, wobei beim Bereitstellen das mineralische Material eine Schüttdichte aus einem Bereich von 0,1 kg/L bis 0,6 kg/L aufweist, bevorzugt aus einem Bereich von 0,1 kg/L bis 0,4 kg/L.procedure after claim 1 , wherein the mineral material has a bulk density in a range from 0.1 kg/L to 0.6 kg/L, preferably in a range from 0.1 kg/L to 0.4 kg/L when it is provided. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei beim Bereitstellen das mineralische Material eine Partikelgrößenverteilung mit einem D50-Wert von weniger als 200 Mikrometer aufweist oder sogar von weniger als 50 Mikrometer oder aus einem Bereich von 5 Mikrometer bis 40 Mikrometer.Procedure according to one of Claims 1 or 2 , wherein when providing the mineral material has a particle size distribution with a D50 value of less than 200 microns or even less than 50 microns or from a range of 5 microns to 40 microns. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei beim Pressverdichten (1, 1', 4) das mineralische Material zu Formkörpern pressverdichtet wird.Procedure according to one of Claims 1 until 3 , the mineral material being press-compacted to form shaped bodies during the press-compacting (1, 1', 4). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei beim Pressverdichten (1) das mineralische Material zunächst pressverdichtet wird (4), um ein zwischenverdichtetes Material zu erhalten, das so erhaltene zwischenverdichtete Material zerkleinert (5) und danach erneut pressverdichtet (1') wird, um das pressverdichtete Material für das Kalzinieren (2) zu erhalten.Procedure according to one of Claims 1 until 4 , wherein during compaction (1) the mineral material is first compacted (4) to obtain an intermediately compacted material, the intermediately compacted material thus obtained is crushed (5) and then again compacted (1') to obtain the compacted material for calcination (2) to obtain. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei beim Pressverdichten (1, 1', 4) das mineralische Material mit einer Walzenpresse, Rollenpresse oder Strangpresse pressverdichtet wird.Procedure according to one of Claims 1 until 5 , wherein during the compression (1, 1', 4) the mineral material is compression-compacted with a roller press, roller press or extruder. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei beim Pressverdichten (1) die Schüttdichte des mineralischen Materials um einen Faktor von mindestens 2 erhöht wird oder um einen Faktor von mindestens 3 oder sogar um einen Faktor von 4.Procedure according to one of Claims 1 until 6 , wherein during compression (1) the bulk density of the mineral material is increased by a factor of at least 2 or by a factor of at least 3 or even by a factor of 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verfahren vor dem Pressverdichten (1) weiterhin ein Vortrocknen (6) umfasst, bei dem das mineralische Material vorgetrocknet wird, insbesondere in einem Steigrohrtrockner, der durch Prozessabgase geheizt wird.Procedure according to one of Claims 1 until 7 , wherein the method before the compression (1) further comprises a pre-drying (6), in which the mineral material is pre-dried, in particular in a riser dryer, which is heated by process exhaust gases. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verfahren vor dem Pressverdichten (1) weiterhin ein Desagglomerieren (7) umfasst, bei dem das mineralische Material desagglomeriert wird, insbesondere mit Hilfe einer Hammermühle oder eines Pflugscharmischers.Procedure according to one of Claims 1 until 8th , wherein the method before the compression (1) further comprises a deagglomeration (7), in which the mineral material is deagglomerated, in particular with the aid of a hammer mill or a plowshare mixer. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei dem mineralischen Material vor dem Pressverdichten (1, 1', 4) Zuschlagstoffe beigemischt werden, insbesondere ein Material mit einer mittleren Partikelgröße, die sich von der mittleren Partikelgröße des mineralischen Materials um einen Faktor von 5 oder mehr unterscheidet.Procedure according to one of Claims 1 until 9 , wherein the mineral material before the compression (1, 1 ', 4) additives are added, in particular a material with an average particle size that differs from the average particle size of the mineral material by a factor of 5 or more. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Verfahren nach dem Kalzinieren (2) weiterhin ein Sintern (3) umfasst, bei dem das kalzinierte pressverdichtete Material gesintert wird und ein gesintertes Material erhalten wird.Procedure according to one of Claims 1 until 10 , wherein the method after the calcination (2) further comprises a sintering (3) in which the calcined compacted material is sintered and a sintered material is obtained. Verfahren nach Anspruch 11, wobei beim Sintern (3) die Sintertemperatur in einem Bereich von 1.400 C bis 2.500 °C liegt.procedure after claim 11 , the sintering temperature during sintering (3) being in a range from 1,400 C to 2,500 °C. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei das kalzinierte Material vor dem Sintern (3) zumindest einmal zerkleinert (8) und erneut pressverdichtet (9) wird und das erneut pressverdichtete kalzinierte Material in einem Schachtofen gesintert wird.Procedure according to one of Claims 11 or 12 , wherein the calcined material is at least once crushed (8) and press-compacted (9) before the sintering (3) and the again press-compacted calcined material is sintered in a shaft furnace. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei beim Sintern (3) das kalzinierte pressverdichtete Material in einem Drehrohrofen gesintert wird.Procedure according to one of Claims 11 or 12 , wherein during sintering (3) the calcined press-compacted material is sintered in a rotary kiln. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14, insbesondere nach Anspruch 13 rückbezogen auf Anspruch 9 rückbezogen auf Anspruch 8, umfassend einen Desagglomerierer (107), einen diesem nachgelagerten Vortrockner (106), einen diesem nachgelagerten Pressverdichter (101), einen diesem nachgelagerten Kalzinierofen (102), einen diesem nachgelagerten Zerkleinerer (108), einen diesem nachgelagerten weiteren Pressverdichter (109) und einen diesem nachgelagerten Sinterofen (103).Device for carrying out the method according to one of Claims 1 until 14 , especially after Claim 13 related to claim 9 related to claim 8 , comprising a deagglomerator (107), a pre-dryer (106) downstream of this, a press compactor (101) downstream of this, a calcining furnace (102) downstream of this, a crusher (108) downstream of this, a further press compactor (109) downstream of this and a this downstream sintering furnace (103). Kalziniertes pressverdichtetes Material erhältlich in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10.Calcined compacted material obtainable by a process according to any one of Claims 1 until 10 .
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