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Verfahren zur Naßaufbereitung von Zementrohmaterialien Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Naßaufbereitung von Zementrohmaterialen, bei
dem der Rohschlamm in einer Filtriereinrichtung entwässert und der Filterkuchen
einer Brennvorrichtung zugeführt wird, wobei dem Rohschlamm vor der Filtration Zusatzmittel
zur verbesserten Entwässerung zugesetzt werden.
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Bekanntlich werden manche Rohmaterialien der Zementindustrie aus wirtschaftlichen
oder technischen Gründen zweckmäßig naß aufbereitet, indem aus dem Rohmaterial durch
Schlämmen und/oder Naßmahlen ein Dickschlamm erzeugt wird, der sich gut mischen
läßt und auf die gewünschte Zusammensetzung korrigiert werden kann. Bei gleichzeitiger
Verwendung von Schlammverilüssigern (z. B. Soda) kann der Schlammwassergehalt im
allgemeinen auf einen Wert von 32 bis 36 % H,0 eingestellt werden.
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Für die Weiterverarbeitung dieses Dickschlammes haben sich in der
Praxis im wesentlichen zwei Verfahren herausgebildet: Bei dem einen Verfahren wird
der Schlamm unmittelbar einem Naßdrehofen zugeführt und in diesem zu Klinker gebrannt.
Da hierbei das gesamte Schlammwasser verdampft werden muß, ergibt sich ein hoher
Wärmebedarf pro Kilogramm Klinker.
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Bei dem anderen Verfahren wird der Rohschlamm zunächst auf mechanischem
Wege in einer Filtriereinrichtung entwässert. Sofern der hierbei entstehende Filterkuchen
bereits einen hinreichend niedrigen Wassergehalt aufweist, kann man aus ihm unmittelbar
Formlinge herstellen, die einer Brennvorrichtung (beispielsweise einem Lepolofen)
zugeführt werden. ist dagegen der Wassergehalt des entstehenden Filterkuchens für
eine Granulation noch zu hoch, so wird ein Teil des Filterkuchens getrocknet, zerkleinert
und mit dem ungetrockneten Material vermischt, so daß sich aus der Mischung Formlinge
herstellen lassen.
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Dieses zweite Verfahren bedingt zwar durch die erforderliche Filtrier-
und Granuliervorrichtung einen größeren apparativen Aufwand; es besitzt jedoch andererseits
den Vorteil eines wesentlich geringeren Wärmeaufwandes pro Kilogramm Klinker, da
beim Brennprozeß nur noch ein geringer Wassergehalt aus den Formlingen ausgetrieben
werden muß. Dieser kleinere Wärmebedarf führt trotz der für die mechanische Entwässerung
des Rohschlammes aufzuwendenden Kosten zu einer erheblichen Senkung des Herstellungspreises
des Zementklinkers.
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Es liegt auf der Hand, daß man bei diesem zweiten Verfahren, dessen
nähere Ausgestaltung die Erfindung betrifft, bemüht ist, die mechanische Entwässerung
des Rohschlammes möglichst wirkungsvoll durchzuführen. Bei diesem Bestreben spielt
die Filtrierbarkeit des Zementrohschlammes eine wesentliche Rolle: Je schlechter
sie ist, um so größer muß die Filtriereinrichtung sein, um in einer vorgegebenen
Zeit eine bestimmte Menge an Filterkuchen zu erzeugen.
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Die Filtrierbarkeit eines Schlammes hängt nun bekanntlich neben der
Kornform vor allem von dem Gehalt des Schlammes an Feinstteilen ab. Es hat sich
nämlich gezeigt, daß bei den für die Filtration von Zementrohschlamm in Betracht
kommenden Filtriereinrichtungen insbesondere die Feststoffteilchen mit einer Korngröße
von unter 5 Mikron die Filtration stark beeinträchtigen, da sie die Poren der Filtriereinrichtung
verstopfen und dadurch den Filtratdurchlaß hemmen.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden, sind bereits verschiedene Vorschläge
zur Verbesserung der Filtrierbarkeit des Rohschlammes gemacht worden.
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So ist es beispielsweise bekannt, den Schlamm vor der Filtration zu
erwärmen. Hierbei kommt es zu einer gewissen Koagulation der feinsten Feststoffteilchen,
wodurch sich die Gefahr einer Verstopfung der Filtriereinrichtung verringert.
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Es handelt sich dabei jedoch um einen ausgesprochen reversiblen Effekt,
da der Schlamm nach der Abkühlung wieder die ursprüngliche schlechte Filtrierbarkeit
besitzt. Man muß bei diesem Verfahren somit dafür sorgen, daß der Schlamm noch beim
Durchtritt durch die Filtriereinrichtung die gewünschte Temperatur aufweist, was
in konstruktiver Hinsicht vielfach schwierig zu erreichen ist. Da die Verbesserung
der Filtrierbarkeit außerdem stark von der Temperatur abhängt, muß zur Einhaltung
gleicher Filtrationsbedingungen die Schlammtemperatur etwa
konstant
gehalten werden. Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht schließlich
in dem beträchtlichen Energieverbrauch für die Erwärmung des Schlammes.
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Zur Verbesserung der Filtrierbarkeit von Rohschlamm ist es ferner
bekannt, Zusatzmittel beizumischen, durch die eine Flockung der feinsten Feststoffpartikeln
erreicht wird.
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Als derartige Zusatzmittel hat man bereits reines Calciumoxyd sowie
Ca0-haltigen Zementofenstaub vorgeschlagen. Von diesen Stoffen benötigt man zur
Erzielung einer etwa 30%igen Verkürzung der Filtrationszeit etwa 1 bis 2% des Schlammgewichtes.
Beide Mittel haben jedoch den erheblichen Nachteil, daß sie die Schlammviskosität
wesentlich erhöhen, was unter Umständen so weit gehen kann, daß der Schlamm nicht
mehr pumpfähig ist.
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Reines Calciumoxyd ist ferner verhältnismäßig teuer, während Ca0-haltiger
Zementofenstaub einen für das Zementbrennen unerwünscht hohen Prozentsatz Alkali
enthält.
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Als Zusatzmittel hat man weiterhin Eisen- und Aluminiumsalze sowie
Cellolosederivate vorgeschlagen. Diese Mittel sind gleichfalls ziemlich teuer und
werden in großen Mengen benötigt, was die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens beeinträchtigt.
Außerdem wird durch diese Stoffe die Qualität des gebrannten Endproduktes ungünstig
beeinflußt.
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Um eine Flockung der feinsten Festsoffteilchen des Rohschlammes zu
erreichen, hat man ferner als Zusatzmittel Schweröle und Kohleaufschlämmungen vorgeschlagen.
Diese Stoffe werden in Mengen von etwa 20% des Schlammgewichtes benötigt. Bei Zusatz
von Schweröl ergibt sich eine verbesserte Filtrierbarkeit vor allem dann, wenn man
die Zugabe in Form einer öl-Wasser-Emulsion vornimmt. Diese Emulsion ist jedoch
nur mit einem erheblichen Energie- und Zeitaufwand herzustellen; sie wird außerdem
häufig bei der Vermischung mit dem Schlamm wieder zerstört, so daß eine innige Verrührung
des Schlammes mit dem Zusatzmittel erforderlich ist. Kohleaufschlämmungen als Zusatzmittel
besitzen ähnliche Nachteile.
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Einälterer Vorschlag des Erfinders geht dahin, dem Schlamm lösliche,
neutrale Salze der Erdalkalimetalle, vorzugsweise Calciumchlorid in einer Menge
von 0,01 bis 0,5 % des Schlammgewichtes zuzusetzen. Ein derartiges Zusatzmittel
ist verhältnismäßig billig und bewirkt eine nicht reversible Flockung der feinsten
Feststoffpartikeln.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein noch billigeres
Zusatzmittel zu finden, das gleichfalls die Mängel der bekannten Zusatzstoffe nicht
aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Zusatzmittel
Klinkerstaub Verwendung findet.
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Wie Versuche zeigten, haben bereits sehr geringe Mengen eines derartigen
Zusatzmittels eine überraschende Verbesserung der Filtrierbarkeit des Rohschlammes
zur Folge. So genügt im allgemeinen eine Zusatzmenge von 0,05 bis 0,25% des Schlammgewichtes,
um eine 30- bis 50%ige Verkürzung der Filtrationszeit zu erreichen.
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Dabei hat Klinkerstaub gegenüber Ofenstaub den Vorteil, daß er wesentlich
geringere Alkalimengen enthält. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Zusatzmittels
besteht daher nicht die Gefahr, daß sich durch einen erhöhten Alkalikreislauf im
Ofensystem eine starke Ansatzbildung ergibt.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil dieses Zusatzmittels liegt darin,
daß es in jeder Zementfabrik als Abfallprodukt anfällt und damit praktisch kostenlos
zur Verfügung steht.