DE1227823B

DE1227823B - Verfahren zur Vorbehandlung von Brenngut aus plastischen Rohmaterialien oder aus Stoffen mit kolloidaler Beschaffenheit

Info

Publication number: DE1227823B
Application number: DEP29776A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Horst Ritzmann
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1962-07-09
Filing date: 1962-07-09
Publication date: 1966-10-27
Also published as: CH423596A; GB960995A

Description

Verfahren zur Vorbehandlung von Brenngut aus plastischen Rohmaterialien oder aus Stoffen mit kolloidaler Beschaffenheit Bekanntlich lassen sich manche Rohmaterialien der Zementindustrie mit Vorteil naß aufbereiten, d. h., es wird aus dem Rohmaterial durch Schlämmen oder Naßmahlen oder durch beides ein Dickschlamm erzeugt, der sich gut mischen und - falls notwendig - durch Zusätze leicht korrigieren läßt. Bei Verwendung chemischer Zusatzmittel (z. B. Soda) kann auch der Schlammwassergehalt häufig etwas verringert werden. Da der Schlamm .aber pumpfähig bleiben muß, werden im allgemeinen. immer noch 32 bis 36 % H20 im Schlamm benötigt. Dieser Schlamm wird in Naßdrehöfen zu Klinker gebrannt.
Es gibt Rohmaterialien, bei denen die nasse Aufbereitung, sei es nun aus wirtschaftlichen, sei es aus technischen Gründen, ein Erfordernis darstellt. Leider ist aber das Brennen des Dickschlamms mit hohem Wärmeaufwand verbunden, da die Verdampfung des Schlammwassers einen bedeutenden Anteil des Wärmeaufwandes des Brennprozesses ausmacht. Es ist bereits gelungen und in industrieller Praxis verwirklicht worden, den Rohschlamm auf Saugfiltern mechanisch ohne Einsatz von Verdampfungswärme so weit zu entwässern (z. B. von 40 auf etwa 20 % Wassergehalt), daß aus dem Filterkuchen unter Zusatz von trockener Substanz (z. B. von Staub aus der Ofen-Entstaubungsanlage) Granalien hergestellt werden konnten. Diese Umwandlung von Rohschlamm in Granalien ermöglichte den Einsatz des wärmesparenden Lepolofens.
Dadurch gelang es, den Wärmeaufwand des Zementbrennens von z. B. 1350 kcal auf 900 kcal/kg Klinker zu verringern. In diesem Minderaufwand an Wärme liegt selbst unter Verrechnung der zusätzlichen Kosten für die mechanische Entwässerung eine sehr erhebliche Verringerung der Herstellkosten des Zementklinkers.
Es wurde versucht, das Fabrikationsverfahren, bestehend aus nasser Aufbereitung, mechanischer Entwässerung des Rohschlamms und Brennen in einem wärmesparenden Trockendrehofen auch auf solche Rohmaterialien auszudehnen, die mittels Saugfiltrierung nicht entwässert werden können. Es zeigte sich, daß die altbekannte Filterpresse, bei welcher der Rohschlamm zwischen Filterflächen unter hohem Druck entwässert wird,- sich auch zur Entwässerung von solchen Schlämmen eignet, die wegen ihrer kolloidalen Beschaffenheit (z. B. Kreide) auf Saugfiltern nicht entwässert werden können. Nach der Automatisierung dieser Presse, deren einzelne Arbeitsvorgänge bislang von Hand eingeleitet werden mußten, ist nun auch die Wirtschaftlichkeit der Presse für moderne Verhältnisse gegeben. Es zeigte sich aber,..daß die Gränulierung von Filterkuchen, der mittels Filterpresse erzeugt wird, zwar gelingt, daß aber hierbei die. Wärmeempfindlichkeit der Granalien erhöht wird und, deshalb die Granalien der Wärmebehandlung in der Trocken- und Vorwärmzone des Brennprozesses nicht standhielten. Denn die Porösität der aus dem Filterpreßkuchen erzeugten Granalien ist bei sehr kurzer Verweilzeit in der Granuliervorrichtung infolge Verklebens und Verschmicrens der Granalienoberfiäche so gering, daß beim Trocknen der Wasserdampf aus den Granalien nicht austreten kann und demzufolge die Granalien infolge Dampfdruckes zerplatzen.
Damit wäre die eingangs beschriebene Kombination der nassen Aufbereitung mit der Verwendung eines wärmesparenden Ofens, z. B. Lepolofens, für kolloidalen Schlamm (z. B. Kreideschlamm) nicht möglich gewesen.
Die Suche nach einer Lösung für das Verwenden der zuletzt genannten, bisher für die Zementherstellung ungeeigneten Rohmaterialien führte zu der Erfindung. Sie bezieht sich auf ein Verfahren zur Vorbehandlung von Brenngut aus plastischen Rohmaterialien oder aus Stoffen mit kolloidaler Beschaffenheit, insbesondere Zementrohschlamm-Filterkuchen, Kalkschlamm-Filterkuchen, Rotschlamm als Abfall der Tonerdegewinnung, Erze, Magnesit, Dolomit usw., wobei das plastische Rohgut durch eine an sich bekannte Lochwand hindurchgedrückt und dadurch geformt wird, worauf es einem Trocken-, Vorwärm-und Brennprozeß unterworfen wird.
Es gibt bereits Vorrichtungen zum Verformen von Ton oder Schlamm-Filterkuchen, jedoch dienen sie zum Kneten oder Homogenisieren, nicht aber für die Herstellung von Formlingen aus Rohmaterial für die Zementerzeugung. Bei diesen Knetmaschinen entstehen ebenfalls Formlinge, welche eine Rißbildung aufweisen; diese konnte dort als unerwünschte Begleiterscheinung in Kauf genommen werden, weil sie für das Kneten und Homo genisieremohne Einfluß ist.
Für den hier erfindungsgemäß aufgezeigten Zweck jedoch löst sie eine. begrüßenswerte, bislang nicht erkannte Wirkung as. Demzufolge nimmt die Erfindung für sich in Anspruch, erstmals die Wahl der Kombination von richtigen Arbeitsgängen zur Benutzung wärmesparender Brennprozesse auch für solche Rohmaterialien aufgezeigt zu haben, für deren Verformung bislang noch nicht die richtige Methode erkannt war, um ein Zerfallen der Formlinge während der Wärmebehandlung zu verhindern. Das Verfahren. beschränkt.sich nicht allein auf deren Anwendung in -der Zementindustrie. Es kommen auch andere Rohmaterialien in Betracht, die auf Grund ihrer physikalischen Eigenschaften der brennstoffsparenden Wärmebehandlung nur durch das hier aufgezeigte kombinierte Verfahren zugänglich sind, z. B. Filterkuchen aus Kalkschlamm, Rotschlamm als Abfall aus der Aluminium-Erzeugung, Erze, Magnesit, Dolomit -usw. Es kann auch vorkommen, daß die Rohmaterialien, die mit diesem Verfahren brenntechnisch verarbeitet werden können, nicht zuerst aufgeschlämmt oder schlammvermahlen werden müssen.: Sie können vielmehr bereits in knetbarer Form, wie z. B. Töne, gewonnen werden, um direkt aus dem Naturlager zur Verformung zu gelangen.
Es ist auch schon eine Vorrichtung zum Formen und Trocknen klebenden Guts, z. B. von Zementrohschlamm pastenartiger Konsistenz bekanntgeworden, mit der das pastenartige, vorentwässerte Gut mittels einer oder mehrerer Preßwalzen durch einen gelochten Mantel einer innen -oder außen beheizten Trockentrommel durch deren Mantellöcher zu zylindrischen Körpern hindurchgepreßt wird. Bei diesem Vorgang entstehen infolge der gleichzeitigen Bewegung von durchlochter Trommel und Anpreßwalze, die aufeinander abrollen, Gutstränge einer verhältnismäßig-dichten Struktur, die während der Trommeldrehung abbrechen und sich in der Trockentrommel zu Granalien formen. Ihnen . ist -das dichte Gefüge der Gutstränge jedoch bei der Weiterbehandlung in warmen oder heißen Gasströmen abträglich, weil sie sich während ihres Abrollens an der Innenwand der Trommel und beim Transport in ihr an ihrer Oberfläche weiterverfestigen, so daß sie in höheren Temperaturbereichen durch den in ihnen während des Erhitzens entstehenden Dampf nicht ausscheiden können und deshalb zerplatzen. Hierdurch geht dem Produktionsprozeß wertvolles Material verloren.
Dieser Mangel wird erfindungsgemäß dadurch behoben, daß das Durchdrücken des Rohgutes durch die Lochwand mittels einer über sie hinweggleitenden und gegen sie geneigten Schrägfläche (Spachtel, Rührarm od. ä.) erfolgt und die so hergestellten, kleinstückigen Formlinge bei Ausschluß weiterer Granuliermaßnahmen der Trocknung sowie Vorwärmung und alsdann dem Brennprozeß unterworfen werden. Hierbei wird das Material durch die Relativbewegung zwischen dem bewegten Spachtel .oder Knetarm und der feststehenden Lochwand schräg gegen deren Öffnungen gedrückt, so daß beachtliche Scherkräfte entstehen, die im Gutstrang eine Vielzahl von bis an seinen Kern reichenden Querrissen bewirken. Diese rufen im Gegensatz zu den dichten Gutsträngen der vorbekannten Vorrichtung in ihnen eine Gefügeauflockerung hervor, so daß die Formlinge eine genügende Porösität aufweisen, die deren Zerplatzen bei der anschließenden Wärmebehandlung verhindert. Somit kann nun auch für kolloidale unporöse Rohmaterialien der wärmesparende Lepolofen mit Rostvorwärmer für das Zementbrennen eingesetzt werden, wenn man zum Verformen des Preßfilterkuchens das oben beschriebene Verfahren zur Herstellung der Formlinge benutzt.
Durch Anwenden des erfindungsgemäßen Verfahrens wird gegenüber gleichbehandelten Granalien ein höherer Entsäuerungsgrad erzielt.
Die Erfindung sei an Hand einer Zeichnung in zwei Figuren erläutert.
F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Herstellen von Formlingen, die anschließend der üblichen Wärmebehandlung unterworfen werden; in F i g. 2 ist eine Gesamtanordnung der für das Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendigen Vorrichtungen zu sehen.
Gemäß F i g. 1 wird durch eine Lochwand 1, beispielsweise mit Hilfe eines schrägstehenden, in Pfeilrichtung geführten Spachtels 2, Dickschlamm 3 gepreßt. Dabei treten durch die Öffnungen 4 Schlammformlinge 5 aus, die auf der der Bewegungsrichtung des Spachtels entgegengesetzten Seite Risse 6 aufweisen. Der Vorgang erklärt sich daraus, daß in Spachtelstellung a die Öffnung 4 in der Lochwand 1 sich füllt und daß in der strichlierten Spachtelstellung b der Schlammkuchen auf der linken Seite der Öffnung 4 noch nachgedrückt wird, während der Nachschub auf der rechten Hälfte der öffn ng 4 fehlt. Somit entsteht dann ein Aufreißen der Schlammformlinge 5 auf der rechten Seite, und zwar genau in demselben Takt wie der Spachtel 2 die Öffnung 4 überfährt.
Bei einer beispielsweisen Anordnung eines kombinierten Verformungs- und Brannverfahrens wird vorerst, wie in F i g. 2 zu erkennen ist, in einer Presse 7 der Schlamm entwässert. Deren Kuchen fällt alsdann auf ein Förderband 8 und gelangt in die Knetvorrichtung 9, in welcher die Umwandlung des Kuchens in Formlinge 5 nach dem vorbesehriebenen Verfahren geschieht, welches in F i g. 1 erläutert ist. Die Formlinge 5 werden mit Hilfe des Förderers 10 in den Beschickungstrichter 11 eines Lepolrostes 12 gebracht. Der Lepolrost 12 dient der Wärmebehandlung der Gutschicht, bestehend aus einer Schüttung der Formlinge 5. Mit Hilfe der bekannten doppelten Gasführung werden die Rauchgase des Drehrohrofens 1.3 zweimal durch die sich auf dem Lepolrost 12 befindliche Gutschicht gesaugt.
Statt des Lepolofens, bestehend aus Lepolrost 12 und Drehrohrofen 13, kann auch ein Sinterrost oder eine andere Brenneinrichtung verwendet werden. Hier wird das zu brennende Gut vorzugsweise in einer Schicht auf einer gasdurchlässigen Fördervorrichtung ausgebreitet und wärmebehandelt, sei es durch Flammenbeheizung oder durch Mischfeuerungen, bei denen im zu behandelnden Rohgut Brennstoff in fester Form feinverteilt enthalten ist.
Wenn - wie bereits gesagt - das Rohmaterial bereits in verformungsfähiger Beschaffenheit aus der Natur gewonnen wird, kann die Presse-7 entfallen.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Vorbehandlung von Brenngut aus plastischen Rohmaterialien oder aus Stoffen mit kolloidaler Beschaffenheit, insbesondere Zementrohschlamm-Filterkuchen, Kalkschlamm-Filterkuchen, Rotschlamm als Abfall der Tonerdegewinnung, Erze, Magnesit, Dolomit usw., wobei das plastische Rohgut durch eine an sich bekannte Lochwand hindurchgedrückt und dadurch geformt wird, worauf es einem Trocken-, Vorwärm- und Brennprozeß unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchdrücken des Rohgutes durch die Lochwand mittels einer über sie hinweggleitenden und gegen sie geneigten Schrägfläche (Spachtel, Rührarm od. ä.) erfolgt und die so hergestellten kleinstückigen Formlinge bei Ausschluß weiterer Granuliermaßnahmen der Trocknung sowie Vorwärmung und alsdann dem Brennprozeß unterworfen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohgutformlinge mittels einer Schneidvorrichtung auf gleiche Länge abgeschert werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 630 204.