DE1219840B - Verfahren zum Vermindern des Wassergehaltes in Zementrohschlaemmen - Google Patents

Verfahren zum Vermindern des Wassergehaltes in Zementrohschlaemmen

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DE1219840B
DE1219840B DEF34849A DEF0034849A DE1219840B DE 1219840 B DE1219840 B DE 1219840B DE F34849 A DEF34849 A DE F34849A DE F0034849 A DEF0034849 A DE F0034849A DE 1219840 B DE1219840 B DE 1219840B
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DE
Germany
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raw
sludge
water content
cement
water
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DEF34849A
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English (en)
Inventor
Dr Guido Lorentz
Dr Helmut Neises
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Hoechst AG
Original Assignee
Hoechst AG
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Publication date
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Publication of DE1219840B publication Critical patent/DE1219840B/de
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/36Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/38Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
    • C04B7/42Active ingredients added before, or during, the burning process

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Description

  • Verfahren zum Vermindern des Wassergehaltes in Zementrohschlämmen . Bei der Zementherstellung erhitzt man bekanntlich Gemische aus Kalkstein und Ton in Drehrohröfen. Hierbei ist es wesentlich für die Erzielung eines guten Zementes, daß Kalkstein und Ton vor dem eigentlichen Brennen innig miteinander vermischt werden. Dies erreicht man vorteilhaft durch eine sogenannte Naßvermahlung, die darin besteht, daß man die Kalkstein-Ton-Gemenge mit einer bestimmten Menge Wasser versetzt, wobei man einen sogenannten Zementroh-Schlamm erhält. Diese Zementrohschlämme werden dann einer Naßmahlung zugeführt, wobei eine gute Homogenisierung der Schlämme erzielt wird.
  • Die auf diese Weise homogenisierten Zementrohschlämme führt man nicht direkt dem Drehrohrofen zu, da ihr hoher Wassergehalt das Zementbrennen unwirtschaftlich machen würde. Man ist daher bemüht, den Feuchtigkeitsgehalt der Zementrohschlämme, der im allgemeinen bis zu 40°/o und mehr beträgt, zu reduzieren.
  • Nach einem bekannten Verfahren wird der Zementrohschlamm nach der Naßmahlung zunächst einer Eindickanlage zugeführt, wo er in Absitztanks vorentwässert wird, bevor er zur weiteren Entwässerung einer Filterpresse oder einer Zentrifuge zugeführt wird. Für die kontinuierliche Beschickung moderner Zementöfen ist dieses Verfahren, das für den Schachtofenbetrieb ausgearbeitet wurde, jedoch nicht leistungsfähig genug. Da außerdem die Tonrohstoffe von Werk zu Werk verschieden sind, müssen die nötigen Anlagen für jedes Werk gesondert geplant werden. Liegen stark quellfähige Tone vor, so läßt sich das Verfahren gar nicht anwenden.
  • Es ist weiter bekannt, daß man den Wassergehalt von Zementrohschlämrnen durch Zusätze verschiedener Stoffe reduzieren kann. Solche Zusatzstoffe sind beispielsweise Soda, Natrium-meta-silikate, Natriumpolyphosphate, Cellulose-Derivate und Ligninsulfonate. Auch ein Zusatz von Salzen mindestens dreibasischer organischer Säuren ist schon vorgeschlagen worden. Die Gegenwart dieser Zusatzstoffe erlaubt es, in Zementrohschlämmen Wasser einzusparen, also eine höhere Einstellung des Feststoffgehaltes zu ermöglichen, ohne daß hierdurch gleichzeitig die Viskosität der Rohschlämme gesteigert wird. Jedoch ist dieser Effekt begrenzt. Im allgemeinen gelingt es nur, eine Reduktion des Wassergehaltes bei gleichbleibender Viskosität von 5 bis 8 % zu erzielen.
  • Versucht man den Wassergehalt von Zementrohschlämmen auf mechanischem Wege, beispielsweise durch Zentrifugieren, zu reduzieren, so zeigt sich, daß sich nicht wie gewünscht reines Wasser abschleudern läßt, sondern daß das abgeschleuderte Wasser noch Festbestandteile enthält. An dieser Tatsache ändert sich auch nichts, wenn man die Umdrehungszahl der verwendeten Zentrifuge steigert. Desgleichen ist auch die Zentrifugierzeit ohne wesentlichen Einfuß auf diesen Effekt.
  • Diese hauptsächlich aus Tonen bestehenden Festbestandteile in dem nach dem Zentrifugieren überstehenden Wasser werden also dem zu brennenden Gemisch entzogen, was zur Folge hat, daß die zurückbleibenden Schlämme in ihrer Zusammensetzung in so erheblichem Maße verändert werden, daß sie für die Herstellung brauchbarer Zemente nicht mehr in Betracht kommen. Abgesehen von diesem Nachteil liegt auch der Wassergehalt der so entwässerten Rohschlämme immer noch bei mindestens 30 bis 35 °/o.
  • Es wurde nun gefunden, daß der Wassergehalt von Zementrohschlämmen unter Vermeidung der oben beschriebenen Nachteile durch mechanische Wasserabscheidung beträchtlich vermindert werden kann, wenn den Zementrohschlämmen vor der mechanischen Wasserabscheidung wasserlösliche Halogenide von Alkali-, Erdalkali- oder Erdmetallen< oder von Schwermetallen oder Formiate oder Nitrate von. Alkali-oder Erdalkalimetallen oder Alkaliacetate oder die dem Anion der betreffenden Salze entsprechenden Säuren zugesetzt werden. Hierdurch ist es möglich, Zementrohschlämme mit einem Feststoffgehalt von 'i0 bis 80 °/o zu erzielen, also den Wassergehalt auf 30 bis 20 °% zu reduzieren. Enthielt also der anfängliche Zementrohschlamm beispielsweise einen Wassergehalt von 40°/0, so ist es erfindungsgemäß möglich, denselben um 10 bis 20 % auf 30 bis 20 °/o zu reduzieren. Der Effekt ist also etwa zwei- bis viermal größer als bei dem oben angeführten bekannten Verfahren der Reduzierung des Wassergehaltes mit Hilfe solcher Zusätze, durch die die Viskosität der Schlämme konstant gehalten wird. Das abgeschleuderte Wasser ist klar und enthält keinerlei feste Bestandteile.
  • Die erfindungsgemäß verwendeten -Salze dürfen auf Tone nicht dispergierend wirken, weil infolge der hierdurch entstehenden sehr feinen Verteilung der Töne sich lediglich-=sem:Sedimentationsglechgewicht einstellen würde, '"während das vorliegende Verfahren gerade die 'Äbtrennung reinen Wassers zum Ziel hat. Aus diesem Grund dürfen auch Salze, deren Anionen mit Calciumionen schwerlösliche oder suidlösliche Verbindungen bilden, nicht verwendet werden.
  • Unter den vielen Salzen, die sich für das vorliegende Verfahren eignen, - seien beispielsweise genannt: die Halogenide der Alkali-, Erdalkali- und Erdmetalle, beispielsweise Natriumchlorid, Kahumchlorid, Lithiumchlorid, Ammoniumchlorid, Calciumbromid, Cälciumjbdid, Aluminiumchlorid, ferner die Halogenide von Schwermetallen, beispielsweise Zinkchlorid, Blei(II)-chlorid, Mangan(II)-chlorid, Nickelchlorid, Eisen(III)-chlorid u. a., ferner Alkali- oder Erdalkalinitrate wie: Natriumnitrat oder Calciumnitrat, Alkaliacetate wie Natriumacetat,. Alkali- und Erdalkaliformiate usw. Besonders bevorzugt sind die Halogenide der obengenanuten Metalle, unter denen, im wesentlichen aus wirtschaftlichen Gründen, wiederum die Chloride eine bevorzugte Rolle spielen. -Die Mengen, in denen die genannten Salze . den Zementrohschlämmen- zugesetzt werden, liegen, im allgemeinen im Bereich zwischen etwa 0,2 und 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Zementrohschlammes, Bevorzugt_ setzt man die Salze in Mengen zwischen 0,5 und 1,5 Gewichtsprozent hinzu. Selbstverständlich ist es im Prinzip auch möglich, mehr als 2 Gewichtsprozent an Salzen den Zementrohschlämmen hinzuzusetzen. Jedoch wird durch den Zusatz so großer Mengen die Reduzierung des Wassergehaltes im allgemeinen nicht mehr gesteigert, während die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens naturgemäß abnimmt.
  • Wünscht man speziell die Einwirkung von Calciumsalzen auf, die Zementrohschlämme, so ist es auch möglich, an Stelle des betreffenden Calciumsalzes die ihm zugrunde liegende freie Säure dem Zementrohschlamm hinzuzufügen. Verwendet man beispielsweise freie Salzsäure als Zusatzstoff, so ist ihre Wirkung derjenigen der äquivalenten Menge Calciumchlorid gleichzusetzen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß in jedem Zementrohschlamm Calciumionen zugegen sind.
  • Die Reduzierung des Wassergehaltes der Zementrohschlämme auf mechanischem Wege kann in bekannter Weise erfolgen, beispielsweise durch Abachleudern, Zentrifugieren oder ähnliche Methoden.
  • Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Versuche erläutert: Verwendet wurde ein Zementrohschlamm mit einem Wassergehalt von 42 bis 450/0. (Die Wassermenge wechselt .etwas mit der Zusammensetzung der Tonbestandteile des Rohschlammes.) Das Zentrifugieren erfolgte in einer Laborzentrifuge, die einen Radius von 15 cm hatte. Die -meisten Versuche wurden bei einer Tourenzahl von- 40.00 durchgeführt. In diesem Fall errechnet sich eine Umfangsgeschwindigkeit von etwa 3800: Die Versuchsergebnisse sind in den Tabellen 1 bis 5 dargestellt. In diesen Tabellen bedeuten U die Anzahl der Umläufe der Zentrifuge pro Minute, u die Umfangsgeschwindigkeit der Zentrifuge in Metern pro Minute, t die Zentrifugierdauer in Minuten. Am Ende der Tabelienr 2 bis 5 ist das Verhalten des Schlammes bei Einbringen des Zusatzes und bzw. oder das Verhalten des während des Zentrifugierens ent4eüeifdeh--eedzmentes bei seiner Entnahme an-.g@,geben.
  • `bie zugegebenen Salze sollen möglichst wenig oder gar nicht verdicken. Die entwässerte Masse soll eine pastöse oder krümelige Konsistenz haben, die ein leichtes Austragen erlaubt.
  • Tabelle 1 gibt Versuche ohne Salzzusätze wieder. Man sieht, daß das durch Zentrifugieren abgeschiedene Wasser stets mehr oder weniger größere Mengen an Feststoffgehalten aufweist. Diese lassen sich weder durch Steigerung der Tourenzahl noch durch Steigerung der Zentrifugierdauer beseitigen.
  • Aus den Tabellen 2 bis 5 ist dagegen zu ersehen, daß die als Zusätze verwendeten Salze, insbesondere diejenigen starker Säuren, den Zentrifugiervorgang stark unterstützen, zu hochprozentigen Sedimenten führen und bewirken, daß das über dem Sediment stehende Wasser frei von Feststoffen ist.
  • Tabelle 2 gibt die Wirkung der Chloride einwertiger Kationen wieder, wobei man sieht, daß auch Salzsäure durchaus als geeignet bezeichnet werden kann. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß auch nach Zugabe der Salzsäure der Zementrohschlamm einen pH-Wert von 7 bis 8 aufwies, also keine Veränderung des pH-Wertes eingetreten war.
  • Tabelle 3 gibt den Einfuß der Chloride zweiwertiger Metalle wieder. Es. zeigt sich, daß Calciumchlorid für den gewünschten Zweck sehr geeignet ist, da Calciumverbindungen naturgemäß im Rohschlamm vorkommen und bei der Verwendung von Calciumchlorid keine Fremdionen in den fertigen Klinker eingebracht werden. Weiter wird bei der Zugabe von Calciumchlorid zum Rohschlamm nur eine geringe Verdickung beobachtet (im Gegensatz beispielsweise bei Zugabe von Ammoniumchlorid) und .ein gut plastisches Sediment erhalten. -Den Ergebnissen dieser Tabelle ist aber zu entnehmen, daß auch die Chloride anderer Metalle gut geeignet sind.
  • Tabelle 4 gibt die Wirkung der Chloride dreiwertiger Metalle wieder, wobei zu bemerken ist, daß bei der Zugabe von Aluminiumchlorid eine starke Verdickung des Rohschlammes auftritt und nach Beendigung des Versuchs der Rohschlamm eine trockene, krümelige Konsistenz aufweist. Da ein Rohschlamm dieser Konsistenz sich nur schwer aus der Zentrifuge entfernen läßt, ist Aluminiumchlorid für das vorliegende Verfahren nicht so geeignet wie andere Salze, die dem Rohschlamm diese Eigenschaft nicht verleihen.
  • Tabelle 5 zeigt den Einfuß verschiedener Anionen. Bei Betrachtung der Ergebnisse dieser Tabelle in Verbindung mit den Ergebnissen der Tabelle 2 und 3 zeigt sich, daß die Halogenide die höchsten Festgehalte im Sediment ergeben. Die Nitrate ergeben niedrigere, aber ebenfalls noch gute Werte. Die Sulfate sind für das Verfahren weniger geeignet, da durch die augenblickliche Bildung von unlöslichem CaS04 die Wirkung des löslichen Sulfates beseitigt wird. Auch Natriumacetat erweist sich als geeignet, wenn es auch nicht so wirksam wie die Halogemde ist. Die Wirkung von Bromiden und Jodiden ist praktisch gleich derjenigen der Chloride.

Claims (1)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Vermindern des Wassergehalts von Zementrohschlämmen, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daB den Zementrohschlämmen vor der mechanischen Wasserabscheidung wasserlösliche Halogenide von Alkali-, Erdalkali- oder Erdmetallen oder von Schwermetallen oder Nitrate öder Formiate von Alkali- oder Erdalkalimetallen oder Alkaliacetate oder die "dem Anion der betreffenden Calciumsalze: entsprechenden Säuren zugesetzt werden. _ . .:. _ _ 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Salze den Zementrohschlämmen in Mengen zwischen 0,2 und 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Zementrohschlammes, zugesetzt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 393 880; deutsche Auslegeschrift Nr. 1019 602.
DEF34849A 1961-09-05 1961-09-05 Verfahren zum Vermindern des Wassergehaltes in Zementrohschlaemmen Pending DE1219840B (de)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE393880C (de) * 1924-04-10 E C Loesche Verfahren zum Betrieb von Schachtoefen mit nass aufbereiteter Zementrohmasse
DE1019602B (de) * 1952-11-21 1957-11-14 Hoechst Ag Verfahren zur Verminderung des Wassergehaltes von Zementrohschlaemmen bei gleichbleibender Viskositaet

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE393880C (de) * 1924-04-10 E C Loesche Verfahren zum Betrieb von Schachtoefen mit nass aufbereiteter Zementrohmasse
DE1019602B (de) * 1952-11-21 1957-11-14 Hoechst Ag Verfahren zur Verminderung des Wassergehaltes von Zementrohschlaemmen bei gleichbleibender Viskositaet

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