DE1471038A1

DE1471038A1 - Verfahren zum Herstellen von reinweissen Zement

Info

Publication number: DE1471038A1
Application number: DE19611471038
Authority: DE
Inventors: Rives Jean Joseph
Original assignee: Lafarge Ciments SA
Current assignee: LafargeHolcim Ciments SA
Priority date: 1961-04-07
Filing date: 1961-07-10
Publication date: 1968-11-28
Also published as: US3425853A; FR1293669A; GB991112A

Description

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Rhein-Ruhr Bank Düsseldorf. Konto-Nr. SI 145 Posischeckkonto: Dortmund Nr. 666 44

B eschreibung zum Patentgesuch

der Firma Ciments Lafarge S.A., 28 rue Emile Menier, Paris

betreffend:

"Verfahren zum Herstellen von reinweißem Zement"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von reinweißem Zement.

Es ist bekannt, daß sich weiße Zemente nicht von üblichen Zementen mit Ausnahme ihrer Farbe unterscheiden. Der gesuchte weiße Farbton ist insofern besonders schwer zu erreichen, wenn es sich um ein reines Weiß handelt, und zwar trotz der Subjektivität, mit der man den Farbbegriff verbindet. Die Untersuchungen, die zu unserem derzeitigen Wissen geführt haben und die auf dem einschlägigen Sektor erworbenen Erfahrungen zeigen, daß die weiße Farbtönung einerseits nur durch die Anwendung von Ausgangsmaterialien, die lediglich wenig Eisen und andere Verunreinigungen enthalten, und andererseits nur durch eine bestimmte Anzahl von Vorsichtsmaßnahmen erhalten werden kann, die eine Verunreinigung vermeiden, sowie durch eine Spezialbehandlung von einer oder mehreren Klinkersorten unmittelbar nach dem Brennen.

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Die allgemeine Meinung scheint dahin zu gehen, daß der Zement nicht in jedem Fall "schön weiß" sein kann, da der Klinker wenigstens etwa 0,5 $> Oxyde des Eisens, Titans oder Mangans usw. enthält. Die Erfahrung hat weiterhin gezeigt, daß bestimmte Arbeitsbedingungen angewandt werden müssen, wie ein ausreichendes Halten des Klinkers in einer reduzierenden Atmosphäre, während sich derselbe bei einer über 700° C liegenden Temperatur befindet. Bis jetzt ist diese reduzierende Atmosphäre dadurch erhalten worden, daß der Klinker durch die Verbrennungsflammen oder die Verbrennungsgase behandelt wird, die nicht ausreichend Luft für eine vollständige Verbrennung enthalten.

Um die mit bekannten Verfahrensweisen verbundenen Verluste sowie arteigenen Schwierigkeiten zu vermeiden, sind Untersuchungen unternommen worden, die dazu geführt haben, daß man einen vollständig homogenen und rein-weißen Zement herstellen kann. Erfindungsgemäß besteht das Verfahren zur Herstellung von rein-weißem Zement im wesentlichen darin, daß man im Gegenstrom einerseits das gebrannte Produkt (Klinker) bei einer Temperatur von etwa 1000 bis 1400° C, und zum anderen ein bestimmtes reduzierendes Gas führt, wodurch die Abkühlung des gebrannten Produktes bedingt wird. Man kann das Rohprodukt mit einem Brennstoff brennen, wie es unter der Bezeichnung Schweröl bekannt iet, wobei man in der für Klinker üblichen Weiee brennt, und der erhaltene Klinker innig im Gegenstrom bei dem Austritt aus dem Brennofen bei einer Temperatur von etwa 14000° 0 mit einem reduzierenden Gas eine Zeitspanne von etwa 10 Min. geführt wird, die ausreichend ist, daß die Temperatur auf etwa 600° C absinkt und man sodann den in weißen Zement umgewandelten Klinker entfernt.

Man geht vorteilhaft von einem Ausgangsmaterial aus, das möglichst reich an Siliziumdioxyd ist und das z. B. vor dem Kalzinieren die folgende Zusammenstellung aufweist!

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SiO₂ » 14,6 j,
Al₂O₅ = 0,6 %

O₅ - 0,19%
CaO « 46,6 96
MgO = 1 96

Vorzugsweise werden nur die Peinteile angewandt, die durch einen Rost mit I5 mm hindurchtreten, wobei man vorzugsweise einen Kaolinsand zugibt (SiO₂ « 80 $>, Al₃O₅ = 12 76, Pe₂O- » 0,4 $>, CaO = 1,5 9&). Die Ausgangsstoffe werden in bekannter Weise in Gegenwart von Wasser zerkleinert, um eine homogenisierte Paste zu ergeben, die nach dem Kalzinieren eine Analyee von SiO₂ = 25,4 #, Al₃O₅ = 1,2 #, Pe₃O₅ = 0,3 #, CaO = 71,4 96, MgO = 1,'■ i» zeigt.

Das Brennen wird mit Schweröl durchgeführt, das die Ausbildung von an Eisen reichen Aschen verhindert. Auf Kosten eines starken Brennstoffverbrauches erhält man. aufgrund der besonderen Art der zu brennenden Paste einen aehr feinen und sehr porösen Klinker (40 Ί» Poren). Nach dem Zerkleinern des Klinkers auf die gewünschte Feinheit weist das Pulver (bei einer Temperatur von etwa 1100° C) eine wassergrüne Farbe auf, ehe dasselbe der eigentlichen erfindungsgemäßen Behandlung unterworfen wird, Hierzu wird der heiße und in geeigneter Weise in Bewegung gehaltene Klinker in einer Richtung geführt, wobei derselbe progressiv durch jedes geeignete Mittel abgekühlt wird, und man unterwirft sodann denselben der reduzierenden Wirkung eines entgegengesetzt zu der Bewegungsrichtung des Klinkers umlaufenden Gases, das vorteilhafterweise durch Verbrennen von Propan erhalten wird. Hierbei wird die Berührung zwischen dem Gas und dem Klinker vorzugsweise in einem gegenüber der Außenluft abgedichteten Behälter durchgeführt.

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Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in einer Vorrichtung durchgeführt, die im wesentlichen am Ausgang des Brennofens eine Zerkleinerungsvorrichtung "bekannter Bauart aufweist, die das aus dem Ofen austretende Produkt auf den gewünschten Körnungsgrad zerkleinert. Diese Zerkleinerungsvorrichtung wird durch umlaufendes Wasser abgekühlt, um so den Klinker von einer Temperatur von 1200° 0 auf eine Temperatur von etwa 1000° C zu bringen.

Am Ausgangsende der Zerkleinerungsvorrichtung ist ein Schneckenmischer vorzugsweise mit mehreren Schnecken angeordnet, die hohl sind und durch die ein Wasserstrom geführt wird. Das Gehäuse der Mischvorrichtung ist wasserdicht und selbst vorteilhafterweiee von außen gekühlt, wobei jede der hohlen Schnecken über der oder den benachbarten Schnecken angeordnet ist.

Es ist ein -Bauelement vorgesehen, das reduzierendes Gas bestimmter Zusammensetzung zuführt, z.B. indem man in einer dichten Umkleidung Propan oder jeden anderen Brennstoff und Luft in einem konstanten Verhältnis verbrennt, wobei das Verbrennungsgas am Ausgang der Mischvorrichtung eingeführt wird, so daß dasselbe in der Mischvorrichtung entgegengesetzt der Bewegungsrichtung des Klinkers während des Abkühlens geführt wird. Man kann eine bestimmte Anzahl übereinander angeordneter, einzelner Mischvorrichtungen anwenden, wobei in jeder derselben das behandelte Produkt entgegengesetzt der Richtung geführt wird, mit der dasselbe in der darüber oder darunter liegenden Mischvorrichtung verläuft. Ein Verschluß mit Gegenventil verhindert den lufteintritt von der Ausgangsseite der Mischvorrichtung und ermöglicht das periodische Entfernen des abgekühlten und weiß-gefärbten Klinkers.

In der beigefügten Zeichnung ist schematisch in Form eines Beispiels eine Vorrichtung gezeigt, die die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht ι

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Pig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch die Vorrichtung}

Pig. 2 ist eine Ansicht im Schnitt längs der linie II - II der Fig. 1}

Pig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Schaufel der Antriebs- und Wärmeaustauschschnecke.

Das gebrannte Produkt tritt aus dem Ofen (nicht gezeigt) aus und fällt in die Zerkleinerungsvorrichtung 2, die einen Kühlmantel 3 mit umlaufendem Wasser und Zahnradwalze 4 für den Brechvorgang aufweist. Das zerkleinerte Produkt fällt in den in mehreren Etagen angeordneten Mischer 5, wobei in jeder Etage vier Schnecken 6 nebeneinander angeordnet sind. Die Schnecken sind übereinander in einer Umkleidung 7 angeordnet, durch die Wasser 8 hindurchfließt. Die Schnecken jeder Etage liegen übereinander, um das Produkt in einer Weise in Bewegung zu halten, wie es seit mehr als 60 Jahren bekannt ist. Einer Verbrennungskammer 9 wird bei 10 Propan und bei 11 Luft zugeführt, und die Verbrennungsgase bei 12 am Ausgang der Mischvorrichtung dergestalt eingeführt, daß die Gase in der Umkleidung 7 entgegengesetzt der Bewegungsrichtung des zerkleinerten Produktes umlaufen. Der Austrittsschacht 16 der Mischvorrichtung wird durch eine Klappe 17 aus feuerfestem Stahl verschlossen, die schwenkbar um eine Achse 18 angeordnet iet und durch ein Gegengewicht 19 mit einem derartigen Gewicht im Gleichgewicht gehalten wird, daß die Klappe solange geschlossen gehalten wird, bis ein bestimmtes auf die Klappe drückendes Klirtergewicht dieselbe im Öffnungssinn schwenkt. Diese Klappe verhindert somit das erneute Eintreten von Luft durch den Schacht 16, wobei die Klinker jedoch hindurchtreten können.

Diese Vorrichtung bedingt den Vorteil, daß in der Mischvorrichtung ein leichter Überdruck in der Größenordnung von 1 mm Wasser aufrechterhalten wird, wodurch das unzweckmäßige erneute Eintreten von Luft an beliebigen Stellen der Vorrichtung

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verhindert wird. Die Flügel der Schnecken 6 bestehen aus vorzugsweise geschweißten Blechen, deren äußere Oberflächen kleine zusätzliche Flügel in Form von Lamellen abstützt, die dazu dienen, den Mischvorgang zu unterstützen. In der Fig. 3 ist ein derartiger Flügel mit seinen Wänden 6, 13 gezeigt, die durch eine Schweißraupe 14 miteinander verbunden sind und wenigstens einen kleinen Flügel 15 tragen.

Wenn man diskontinuierlich zu arbeiten wünscht, kann man anstelle der gezeigten Vorrichtung in gleicher Weise einen dichten Behälter anwenden, der das gebrannte Produkt aufnimmt undcjait einem mechanischen Rührer versehen ist. In diesen Behälter führt man das reduzierende Gas unter Bewegen und Abkühlen des gebrannten Produktes ein.

Erfindungsgemäß kann man somit weiße Zemente in kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Verfahrensweise dadurch herstellen, daß man in sehr leichter Weise die Temperaturen und Verweilzeiten einregelt, nachdem man im Laboratorium eine einfache Prüfung einer Probe durchgeführt hat.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von reinweißem Zement, dadurch gekennzeichnet, daß man im Gegenstrom das gebrannte Klinkerprodukt "bei einer Temperatur von etwa 1000 bis H00° C mit einem reinen reduzierenden Gas führt, wobei das Abkühlen des gebrannten Produktes durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man stark Siliciumdioxyd-haltige Ausgangsmaterialien zur Gewinnung eines se¹ - porösen Klinkers anwendet.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Rohmaterial mit einem Schweröl brennt, den erhaltenen Klinker zerkleinert und denselben im Gegenstrom mit dem Reduktionsmittel führt, um so eine Triperatur ν-:.i etwa 600° C des Klinkers zu erreichen.
4. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das reduzierende Gas aus einem Gaserzeuger, z.B. durch die Verbrennung eines Kohlenwasserstoffes, wie Propan, mit Luft erhalten wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe eine Zerkleinerungsvorrichtung (2) sowie mehrere parallel zueinander angeordnete Schnecken (6) aufweist, die teilweise übereinander vorliegen und in übereinander angeordneten Etagen angeordnet sind, wobei in jeder derselben das Produkt in entgegengesetzter Richtung

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zu den nächsten Etagen geführt wird, und daß eine Einführungsvorrichtung (12) für das reduzierende Gas im unteren Teil (16) - Ausgang - der bchneckenanordnung sowie eine den Eintritt der luft verhindernde Klappe (17) vorgesehen sind.

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