DE1066126B - - Google Patents

Description

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, aus technischen Schlacken, wie Hochofenoder Kesselschlacken, einen Bims zu erzeugen, der im Gegensatz zu den bekannten künstlichen Bimsarten sehr feinporig ist.

Nach dem heute allgemein üblichen Verfahren zur Herstellung von sogenannten Hüttenbims werden Tropfen flüssiger Silikatschmelze mit Wasser angespritzt. Durch die explosionsartige Wirkung des momentan verdampfenden Wassers auf der Oberfläche des noch flüssigen Schmelztropfens wird die Oberfläche des Tropfens kraterartig aufgerissen. Die Oberfläche macht durchaus den Eindruck eines porösen Gesteins. Schneidet man jedoch ein solches Stück auf, so sieht man, daß der Kern aus mehr oder minder kompakter Schlacke besteht.

Hüttenbims ist wegen seiner rauhen Oberfläche ein guter Zuschlagstoff zur Herstellung von Bausteinen, hat jedoch gegenüber dem Naturbims des Neuwieder Beckens folgende Nachteile:

1. Die Oberfläche des Hüttenbimskorns ist außerordentlich rauh bei sehr großer Oberfläche, daher ein höherer Zement verbrauch bei der Verarbeitung. Denselben Nachteil zeigen auch die grobporigen Basalttuffe der Eifel bei ihrer probeweisen Verarbeitung.

2. Wegen der verhältnismäßig glatten Oberfläche des Naturbimses kann der Bimsbeton gut verdichtet werden, während eine zu rauhe Oberfläche der Zuschlagstoffe, z. B. Hüttenbims, der Verdichtung des Betons einen größeren Reibungswiderstand entgegensetzt.

3. Das Gewicht des Hüttenbimses ist infolge des dichten Kerns höher als das des Naturbimses.

Die Vorteile des Naturbimses, wie er vor allem in dem Neuwieder Becken vorkommt, bestehen in seiner durchgehenden mikroporösen Struktur, wodurch eine Porosität bis 85 Volumprozente vorhanden ist. Während der Hüttenbims aus mehr oder weniger abgerundeten Stücken besteht, hat der Naturbims eine ausgesprochen klastische Oberflächenstruktur. Dieser letzere Punkt ist zur Erzielung eines druckfesten Betons bekanntlich von großer Wichtigkeit.

Nach der Erfindung soll nun ein künstlicher Bims hergestellt werden, der weitgehendst die Eigenschaften des Naturbimses hat, vor allem eine homogene Mikroporosität und dadurch geringes Gewicht sowie klastische Oberfläche des Korns. Beides ergibt eine erhebliche Ersparnis von Zement bei der Herstellung von Bimsbeton und für diesen eine höhere Druckfestigkeit.

Man kennt ein Verfahren, wonach künstlicher Bimsstein aus natürlichen Gläsern, welche flüchtige Stoffe wie Gase oder Wasser enthalten, z. B. aus Obsidian Verfahren
zur Herstellung eines feinporigen Bimses
aus technischen Schlacken

Anmelder:

Dr.-Ing. Franz Xaver Michels,
Niedermendig (Bez. Koblenz)

Dr.-Ing. Franz Xaver Michels, Niedermendig (Bez. Koblenz), ist als Erfinder genannt worden

oder Pechstein, hergestellt \verden kann. Hierbei werden die genannten Mineralien genügend fein zerkleinert, eng klassiert, alsdann im aufsteigenden Gasstrom auf etwa 1350° C erhitzt und in einer Wasserrinne abgekühlt. Während des Erhitzens blähen die Gesteinssplitter bimsartig auf. Der aus der Wasserrinne gewonnene Bimssand wird nun mit Kalk oder Zement zu Steinen, Platten od. dgl. geformt. Das Verfahren ist schwierig, und zwar schon deshalb, weil derartige Gesteine im hocherhitzten Zustand zum Zusammenkleben neigen. Außerdem ist es teuer, da die gewonnenen Bimsstücke kein Endprodukt darstellen, sondern noch mit hydraulischen Bindemitteln zu größeren Körpern geformt werden müssen.

Ferner ist bereits ein Verfahren beschrieben worden, wonach Gips angerührt, in eine Form gegossen, unter Vakuum gesetzt und nach Erhärtung aus der Form genommen wird. Dieses Verfahren eignet sich seiner Natur nach nur für schnell abbindende hydraulische Mittel, d. h. Gips.

Es ist schließlich ein Verfahren zur Herstellung von künstlichem Bimsstein durch Erzeugung von Gasblasen unter Anwendung von Druckgefälle in einem silikatischen Schmelzfluß bekannt. Bei diesem Verfahren wird Glas in eine hocherhitzte Form gebracht und nach Erreichen der erforderlichen Zähigkeit einem solchen Unterdruck unterworfen, daß es sich aufbläht

909 629/271

Claims (1)

1 UDO IZD und die Form ausfüllt, worauf der aus der Form genommene Gegenstand dem üblichen Kühlprozeß unterworfen wird. Es handelt sich also bei diesem Verfahren um Glas, während die Erfindung sich auf technische Schlacken bezieht. Außerdem wird bei dem bekannten Verfahren Unterdruck angewandt, so daß das Druckgefälle, welchem die Schmelze ausgesetzt ist, in seiner Größe sehr beschränkt ist. Schließlich wird bei dem bekannten Verfahren das schaumige Glas einer üblichen Abkühlung, d. h. einer sehr langsamen unterworfen. Das genannte Verfahren eignet sich sehr schlecht für technische Schlacken, die ihrer Natur nach sehr viskos sind. Die gestellte Aufgabe wird nun gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß technische Schlacken, wie Hochofen- und Kesselschlacken, gegebenenfalls unter Beimischung viskositätserhöhender Stoffe bis zum Schmelzen erhitzt, die Schmelze in ein geschlossenes Gefäß übergeführt und mit C O, unter Druck vermischt wird, worauf der Überdruck aus dem Gefäß rasch abgelassen und die Schmelze einer schnellen Abkühlung unterworfen wird. Das gemäß der Erfindung gewonnene Erzeugnis ist sehr feinporig und zeigt infolge der schnellen Abkühlung eine mikrokristalline Struktur. Beides ist für die Verwendung des so gewonnenen künstlichen Bimses von großem Vorteil. Die Gase, die zur Porenbildung führen, können in der Schlackenschmelze, wie sie aus dem betreffenden Ofen austritt, entweder bereits in gelöstem Zustand vorhanden sein oder durch Behandlung mit chemischen Stoffen oder auf physikalische Weise zur Entstehung oder Bildung gebracht werden. Wenn beispielsweise die Schlacke zu wenig Gas in gelöster Form enthält, kann man, nachdem man sie in das Behandlungsgefäß eingebracht hat, ein Gas, z. B. Kohlensäure, in sie durch Düsen einblasen, bis genügende Sättigung erreicht ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann man auch statt der Einführung von Kohlensäure in die Schmelze diese bei der Schmelzung oder beim Eingießen in das Behandlungsgefäß mit feinkörnigen Stoffen versetzen, wie z. B. Kaolin, die durch die hohe Temperatur der Schmelze Gase oder Dämpfe abscheiden. Das Behandlungsgefäß kann man als Kegelstumpf ausbilden, und zwar so, daß der kleinere Durchmesser unten liegt. Es ist von einem Doppelmantel umgeben. Sobald die Bildung der Poren stattgefunden hat, wird der Mantel gänzlich mit einem stark kühlenden Fluidum beschickt, z. B. mit kaltem Wasser. Der künstliche Bims erstarrt nun an der Oberfläche und kann, indem man den Deckel öffnet und diesen um 180° dreht, aus ihm entfernt werden. Der gebildete Bimskuchen kühlt nun an der Luft ab, und sobald er ganz fest geworden ist, wird er in grobe Stücke zerschlagen, die jetzt nach Bedarf weiterzerkleinert werden können. Das Herauslösen der gekühlten, porigen Schmelze aus dem kegeligen Behandlungsgefäß kann vorteilhaft auch dadurch erleichtert werden, daß man den Boden dieses Gefäßes mit einer oder mehreren Zuleitungen für Druckluft oder Druckgas versieht. Sobald also das Gefäß, wie oben gesagt, gekippt wird, leitet man durch diese öffnungen, die verschließbar sind, Druckluft oder Druckgas zu, und zwar unter so hohem Druck, daß sich die Schmelze aus dem Gefäß löst oder gar hinausgeblasen wird. Man kann die Schmelze, nachdem die Poren sich gebildet haben, aus dem Behandlungsgefäß vorteilhaft auch in geeignete Formen abfüllen, um den Formeninhalt nach Erstarrung unmittelbar als Baustein zu verwenden. Die Bildung der Poren durch entsprechend auftretendes Druckgefälle, welches vorteilhaft plötzlich oder sehr schnell eintritt, kann auch so durchgeführt werden, daß die flüssige Schlackenschmelze sich zunächst in einem Behälter mit entsprechendem Überdruck befindet. Sobald man nun die Schmelze durch ο eine verschließbare Öffnung an die Außenluft austreten läßt, erfolgt ein entsprechender Druckabfall in der Schmelze, und es bilden sich sofort die Poren in genügender Zahl und in genügender Feinheit. Bei dem neuen Verfahren ist von Wichtigkeit, daß die Schmelztemperatur oder der Flüssigkeitspunkt der Schlacke nicht sehr weit von der Erstarrungstemperatur liegt. Man kennt z. B. saure Schlacken, die eine Schmelztemperatur von etwa 1200° C haben, während die Erstarrungstemperatur bei etwa IOOO0C liegt. Bei der Bildung der Poren muß die Schlacke verhältnismäßig viskos sein; sie darf mit anderen Worten nicht zu dünnflüssig sein, weil sonst die gebildeten Gasblasen die Möglichkeit hätten, sich sehr schnell miteinander zu vereinigen und dadurch aus vielen kleinen Blasen wenige große entstehen würden; dies soll aber gerade bei dem Verfahren nach der Erfindung vermieden werden. Bei der Erfindung sollen nämlich viele kleine Blasen, und zwar möglichst gleichmäßig verteilt, gebildet werden. Je nach der Zusammensetzung der Schlackenschmelze wird es sehr vorteilhaft sein, diese vor dem Verfahren in geeigneter Weise zu behandeln und zu verändern. Hierzu gehört die Herstellung einer genügenden Viskosität, gegebenenfalls auch die Zusetzung geeigneter Gasbildner, z.B. durch Einführen von Kaolin, wobei H2O als später Gasbildner sicher eingebracht wird. Das Kaolin wird zweckmäßig in feinzerkleinertem Zustand in die Schlackenschmelze eingebracht. Wenn man gegebenenfalls eine Schlacke zur Verfügung hat, die sehr dünnflüssig ist, so wird nach weiterer Ausgestaltung der Erfindung diese Schlacke mit einem Stoff versetzt, der eine genügend starke Viskosität der Schlacke herbeiführt. Durch die neue Erfindung ist es so möglich, einen gleichwertigen Nachfolger des Naturbimses zu schaffen, dessen Lagerstätten in absehbarer Zeit zu Ende gehen. Gleichzeitig ist hiermit auch eine hochwertige Verwertung gefunden für den ungeheuren Anfall an industriellen Silikatschlacken aller Art, vor allem auch der Schlacken aus den modernen Großkesseln, die heute, mit Wasser granuliert, auf Halden gekippt werden. Die Verteuerung von ballastreicher, d. h. sehr aschereicher Steinkohle, nimmt nämlich vor allem bei den Zechenkraftwerken immer mehr zu, so daß die Verwertung der anfallenden Schmelzschlacke für die Kraftwerke zu einem Problem geworden ist. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von künstlichem Bimsstein durch Erzeugung von Gasblasen unter Anwendung von Druckgefälle in einem silikatischen Schmelzfluß, dadurch gekennzeichnet, daß technische Schlacken, wie Hochofen- und Kesselschlacken, gegebenenfalls unter Beimischung viskositätserhöhender Stoffe bis zum Schmelzen erhitzt, die Schmelze in ein geschlossenes Gefäß übergeführt und mit CO₂ unter Druck vermischt