DE2058494A1

DE2058494A1 - Steinkoerper fuer Strassenbelagzwecke

Info

Publication number: DE2058494A1
Application number: DE19702058494
Authority: DE
Inventors: Arthur Wilson
Original assignee: Albright and Wilson Ltd
Current assignee: Solvay Solutions UK Ltd
Priority date: 1969-11-28
Filing date: 1970-11-27
Publication date: 1971-06-09
Also published as: BE759522A; NL7017297A; FR2075877A1; FR2075877B1

Description

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Telefon

Albright & Wilson Limited, Oldbury bei Birmingham, Warwickshire, Großbritannien

Steinkörper für Straßenbelagzwecke

Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Steinkorper für Straßenbelagzwecke. Man hat bereits verschiedene mineralische Aggregate zum Aufbau von Straßenbelägen verwendet. Dabei ist wichtig, daß der Stein eine Rauheit aufweist, die groß genug ist, um eine gute Reibungs-Griffigkeit zu gewährleisten. Allgemein gesagt weisen die bislang verwendeten Materialien den Nachteil auf, daß sie dazu neigen, nach verhältnismäßig kurzer Zeit sich bis zum Glattwerden abzuschleifen. Diese Neigung kann gemessen und als "Stein-Poller-Zahl" (polished stone value) oder P.S.V. des Materials zahlenmäßig ausgedrückt werden.

Es wurde nun gefunden, daß ein zufriedenstellender Steinkörper für Straßenbelagzwecke mit hohem P.S.V. durch Sintern von Mineralien, die eine Spinell-Kristallstruktur aufweisen, insbesondere der harte partikelförmige Rückstand, der bei der chemischen Extraktion von Chrom aus Chromerzen hinterbleibt, hergestellt werden kann. Die

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Spinelle werden vorzugsweise mit einem weicheren kalk- oder kieselsäurehaltigen, feuerfesten Binder gesintert.

Die vorliegende Erfindung liefert so einen aus Granalien zusammengesetzten Steinkörper, bei dem die Granalien aus zusammengesinterten Spinell-Partikeln bestehen.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung betrifft einen gesinterten Steinkörper für Straßenbelagzwecke, der aus Spinell-Partikeln, die in ein Grundgefüge aus einem weicheren, kalk- oder kieselsäurehaltigen, feuerfesten Binder chemisch gebunden sind, besteht.

Der in dieser Erfindungsbeschreibung gebrauchte Ausdruck "Spinell" bezieht sich auf irgendein Material, das die Spinell-Kristallstruktur besitzt und eine Formel aufweist, die der Formel MgAl₂Oj, entspricht, in der das Mg und das Al zumindest teilweise durch äquivalente zwei- bzw. dreiwertige Metalle ersetzt sind. Ein typischer Spinell weist z.B. die Formel

auf, in der χ und y Zahlenwerte zwischen O und 1 bedeuten. Als Beispiel eines solchen Spinells sei Chromerz oder der bei der chemischen Extraktion von Chromaten aus Chromerz hinterbleibende Rückstand angeführt. Der letztgenannte Rückstand, der im folgenden kurz als "Chromrückstand" (chrome residue) bezeichnet wird, ist für eine Verwendung bei der vorliegenden Erfindung besonders gut geeignet. Der "Chromrückstand" kann hinsichtlich des vorhandenen Anteils an Calcium schwanken, und dieser Anteil hängt von der angewendeten Extraktionsmethode ab. Im typischen Fall wird das Chrom in der Weise ex-

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trahiert, daß man zerkleinertes Chromiterz mit Alkali extrahiert, um Alkalibichromat zu bilden, welches dann mit Wasser ausgelaugt wird und einen Rückstand hinterläßt, der aus einem Material vom Habitus des Spinells besteht.

Der Spinell soll vorzugsweise eine Teilchengröße von 1 mm bis zu einer Maschensiebfeinheit von 400 Maschen, vorzugsweise von 400 bis 50 Maschen, bezogen auf Siebe der British Standard-Siebreihe, aufweisen.

Der Binder kann aus einer Schlacke bestehen, z.B. aus einer pelletisieren Schlacke des in der schwebenden g

britischen Patentanmeldung Nr. 5852I/69 beschriebenen Typs. Zu den weiter in Frage kommenden Schlacken gehören auch Phosphorofenschlacke, Hochofenschlacke, Kupolofenschlacke und Kupferschlacken. Weiter sind als Binder geeignet der bei der Aluminiumgewinnung anfallende sogenannte "Rotschlamm", Ton, gepulverte Brennstoffasche, Schieferton, Natriumfluorsilikat, Natriumsilikat, Olivin oder ein anderes kalk- oder kieselsäurehaltiges Mineral oder eine Schlacke, die weicher und leichter schmelzbar als Spinell ist. In manchen Fällen kann es außerdem er- ^l wünscht sein, dem Binder ein Flußmittel, wie Calciumfluorid, einzuverleiben, jedoch sind zahlreiche Binder, z.B. die Schlacken und das Natriumfluorsilikat, selbst ■

zugleich Flußmittel.

Vorzugsweise wird der Binder, sofern ein solcher vorhanden ist, zerkleinert, z.B. auf eine Teilchengröße von weniger als 1 mm, vorzugsweise auf eine Teilchengröße, die einer Maschensiebfeinheit von weniger als 50 Maschen, beispielsweise von 50 bis 400 Maschen, bezogen auf Siebe

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der British Standard-Siebreihe, entspricht, und er wird dann mit dem "Chromrückstand" oder einem anderen Spinell vermischt. Das Gemisch kann dann unter Bildung eines Bettes auf einem bewegten Rost auf Sintertemperatur erhitzt werden. Empfehlenswerter ist es jedoch, den Spinell nach Anfeuchten oder Anschlämmen mit Wasser vermittels Extrudieren, Naßgranulierung, Sprühtrocknung, Trommeltrocknung oder einer anderen geeigneten Methode zu Pellets von z.B. 3,175 bis 25,4 mm (1/8" - 1") Durchmesser zu verformen und diese dann z.B. in einem Drehrohrofen zu kalzinieren.

Abweichend hiervon kann eine pumpfähige Anschlämmung aus dem Spinell und dem Binder mit Wasser unmittelbar in einem Drehrohrofen erhitzt werden. Es ist auch möglich, das feuchte Gemisch unter Verwendung einer geeigneten Preßform zu ziegelsteinartigen Formkörpern zu verformen und diese dann in einem Tunnelofen zu brennen. Bei Anwendung der letztgenannten Arbeitstechnik ist es empfehlenswert, eine Form mit einer aufgerauhten Innenfläche zu verwenden. Besonders empfehlenswert ist die Verwendung einer Form, die so gestaltet ist, daß sie eine Reihe von Einkerbungen oder ähnlichen Verjüngungen auf den Ziegeln einprägt, wodurch jeder Ziegel in eine Vielzahl von kleineren Tabletten, die miteinander durch engere Einschnürungen verbunden sind, unterteilt wird, so daß die Ziegel beim späteren Brechen in eine gleichmäßige Teilchengröße aufweisende Tabletten mit Ausmaßen von z.B. 1,587 mm bis 25,4 mm (I/I6" - 1") zerbrochen werden.

Das Pulver, die Anschlämmung, die Pellets oder Ziegel werden vorzugsweise bei Temperaturen kalziniert, die

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hoch genug sind, um ein Zusammensintern, jedoch kein Schmelzen des Gemisches, zu bewirken, und zwar ein Zusammensintern z.B. bis auf eine mittlere Dimension zwischen 1,587 mm_xund 12,7 mm (1/16" - 1/2"). Das Produkt ist in Verbindung mit einem bituminösen, harzartigen oder Zement-Binder als Material für Straßenbelag zwecke geeignet.

Das Kalzinieren wird vorzugsweise in einem Drehrohrofen durchgeführt. Dem Gemisch können Brennstoffe, wie Koks, einverleibt werden, um eine Innen-Heizquelle vorzusehen, doch wird die Wärme dem Gemisch besser von außen vermittels der heißen Ofengase zugeführt. Dies ist deshalb f vorteilhafter, weil das Vorhandensein von Brennstoffmaterial dazu führt, das Produkt porös und demzufolge leichter zerreibbar zu machen. Es ist daher zu empfehlen, eine Mischung zu kalzinieren, die eine unzureichende Menge Brennstoffmaterial enthält, das nicht ausreicht, die Verbrennung selbst zu unterhalten. Die erfindungsgemäßen Massen können auch ein hartes, partikelförmiges Material, wie Sand oder Bauxit, zusätzlich zum "Chromrückstand" enthalten. Der "Chromrückstand" macht vorzugsweise 10 bis 90 Gewichtsprozent, z.B. jJO bis 80 Gewichtsprozent, des Steinkörpers für Straßenbelagzwecke aus. g

Die Steinmasse kann durch entsprechende Variation des Chromgehaltes und der Kaiζinierungsbedingungen je nach Wunsch in verschiedenen Farben erhalten werden. Im allgemeinen hat die Verwendung von geringeren Mengen des "Chromrückstandes" die Entstehung von grün gefärbten Produkten zur Folge, wohingegen größere Mengen hiervon zu schwarz gefärbten Produkten führen. Durch eine länger

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dauernde Kalzinierung und höhere Temperaturen erhält man aus einer vorgegebenen Masse dunklere Produkte.

Die Erfindung soll durch die folgenden Beispiele näher erläutert werden.

Beispiel 1

Ein "Chromrückstand" von einer Maschensiebfeinheit von weniger als 200 Maschen, bezogen auf Siebe der British Standard-Siebreihe, (3 Gewichtsteile) wurde mit Phosphorofenschlacke, die bis zu einer Maschensiebfeinheit von weniger als 100 Maschen zerkleinert war (1 Gewichtsteil), vermischt. Das Gemisch wurde zu Pellets von einem Durchmesser von ^8,1 mm (1 1/2") verformt und bei 1200 bis 1250⁰C gebrannt. Das Produkt wies einen P.S.V. von 87 auf.

Beispiel 2

Ein "Chromrückstand" von einer Maschensiebfeinheit von weniger als 200 Maschen (3 Gewichtsteile) wurde mit zerkleinertem Natronglas von einer Maschensiebfeinheit von 100 Maschen (1 Gewichtsteil) vermischt und bei 1080°C gebrannt. Das Produkt wies einen P.S.V. von 70 auf.

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Claims

Patentansprüche

i.jDie Verwendung eines gesinterten, partikelförmigen Mineralstoffes mit Spinell-Kristallstruktur, z.B. eines "ChromrUckstandes", als Steinkörper für Straßenbelagzwecke.

Aus Granalien^zusammengesetzter Steinkörper für Straßenbelagzwecke, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Partikeln eines zusammengesinterten und vorzugsweise in ein weicheres Grundgefüge, wie einer gesinterten Schlacke, Ton, Brennstoffasche, Schieferton oder Olivin, eingebetteten Spinells

besteht. , ' ■

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