DE2221141A1 - Verfahren zur Erzeugung von hochfeuerfestem Tonerdezement - Google Patents
Verfahren zur Erzeugung von hochfeuerfestem TonerdezementInfo
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Description
Instytut Materiaiow Ogniotrwalych . 28. April 1972
Gliwice, Polen Wa/Mg
PL 7225
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung von gesintertem hochfeuerfestem Tonerdezement, der als
Komponente von Feuerfestbetonen, aus welchen Einmauerungsteile
für Öfen und andere bei hohen Temperaturen betriebene Einrichtungen erzeugt werden, zur Verwendung gelangt.
Die bisher bekannten Tonerdezemente werden aus einem Gemisch von CaO-haltigen Rohstoffen, wie Kalkstein, Branntkalk,
Löschkalk und so weiter und A^O^-haltigen Rohstoffen,
wie Bauxit, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid u.a.m. bei einer Sintertemperatur von I5OO bis 1700°C erzeugt.
Diese Komponenten werden in solchen Mischungsverhältnxssen vermengt, daß das Molverhältnis der enthaltenen Kalzium-
und Aluminiumoxide sich in einem Grenzbereich von 1 : 0,8 bis 1 : 2 hält. Die Sinterung von Tonerdezementen stellt
einen schwierigen technischen Prozeß dar, da die zu ihrem
Erhalt erförderlichen Reaktionen der Kalziumaluminat-
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ORIGINAL INSPECTED
Synthese ziemlich widerstrebend als Reaktion in fester Phase erfolgen. Benötigt werden relativ hohe Kalziniertemperaturen,
wobei sehr oft der nötige Reaktionsg'rad überhaupt nicht erreicht wird. Überdies sind die Rohstoffe,
vorzugsweise der Bauxit, durch hohen Gehalt an Eisenverbindungen verschmutzt, was die Feuerfestigkeit des Zementes
sowie seinen Nutzungswert einschränkt.
Es wurde festgestellt, daß die oben erwähnten Unzuträglichkeiten
beseitigt und die Reaktionsgeschwindigkeit der Kalziumaluminat-Synthese bei gleichzeitiger Herabsetzung
der Kalziniertemperatur wie auch die Reinheit und Feuerfestigkeit des Zementes durch Zusatz von Kalziumchlorid
in beliebiger Form beträchtlich erhöht werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung von hochfeuerfestem Tonerdezement beruht auf der Einführung von
3 - 50 % - am besten 20 - 35 % - an Kalziumu-rchlorid von
beliebiger wasserhaltiger oder wasserfreier Form in die Gemischzusammensetzung der Ausgangsrohstoffe und dem Kalzinieren
des Gemisches bei einer Temperatur von 800 - I5OO C,
vorzugsweise 900 - 13000G. Kalziumchlorid schmilzt bei
einer Temperatur von 7720G, und die entstehende flüssige
Phase verursacht auf Grund des Ionenaustausches durch die Flüssigkeit eine ergiebige Reaktionsbeschleunigung zwischen
den Kalzium- und Aluminiumbestandteilen. Bei einer entsprechend langen Zeitdauer können somit die erforderlichen
Prozesse - bei einer nur unwesentlich den Schmelzpunkt
- 3 209846/1133
des Kalziumchlorids übersteigenden Temperatur - durchgeführt
werden. Normalerweise ist es jedoch bequemer,die Reaktion durch Anwendung einer unwesentlich höheren Kalziniert
emperatur bis 1300°C, bisweilen auch bis 15000C, zu
beschleunigen. Die Wahl der optimalen Temperatur ist von
der Rohstoffart und den Kalzinierbedingungen abhängig.
Ein zweites wichtiges Merkmal der Kalziumchlorid enthaltenden kalzinierten Kalziumaluminate ist der in ihnen
stattfindende Ablauf der Reaktion
3 CaGl2 + Fe2O5 * 3 CaO + 2 FeCl3
Das Reaktionsprodukt JTerriChlorid entweicht als flüchtige
Verbindung bei der Kalzinierung aus dem Material, was eine
Reinigung des zu erzeugenden Zementes von Eisenbeimengungen nach sich zieht. Das zweite Reaktionsprodukt, das Kalziumoxid,
verbleibt im Material in aktiver, zur Reaktionsbeschleunigung mit dem Aluminiumbestandteil des Gemisches
fähiger Form.
Demzufolge kann das Kalziumchlorid teilweise die normalerweise angewendeten CaO in die Masse einführenden Rohstoffe,
wie Kalkstein und Löschkalk, ersetzen. Der Gehalt an CaCl2
im Gemisch soll gewichtsmäßig mindestens 1,5 mal, am besten 2 mal, den Anteil des Feo0z-Gehaltes überschreiten. Der
Kalzinierprozeß ist in diesem Fall so lange durchzuführen, bis der Hauptteil der Eisenbeimengung in Form von FeCl^
aus dem Material vertrieben ist.
Eine Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die vorzugsweise
dann am günstigsten ist, wenn als Rohstoff Bau-
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xit mit großen Exsenbeimengungen zur Verwendung gelangt, beruht auf der gesonderten Kalzinierung dieses Rohstoffes
mit einer entsprechenden Beimengung an Kalziumchlorid zur Vertreibung des Fe^O;, vor dem eigentlichen Syntheseprozeß
des Zementes.
Kalzium^chlorid kann in gewissen Fällen teilweise oder
gänzlich durch eine äquivalente Menge anderer Chloride, wie Magnesium-, Natrium-, Kalium-, Aluminiumchlorid usw.,
ersetzt werden.
Manchmal ist es günstig, wenn in den Ofen während des KaI-zinierens
Wasserdampf oder ein Wasserdampf enthaltendes Gasgemisch, das einen SauerstoffÜberschuß aufweist, eingeführt
wird, wodurch das Kalziumchlorid in CaO umgewandelt
wird.
Auf diese Weise wird aus dem Zement das Kalziumchlorid nach Erfüllung seiner Aufgabe, die auf der Beschleunigung
der grundsätzlichen Reaktionen über die flüssige Phase beruht, ausgeschieden. Gleichzeitig entsteht als
Produkt ein reaktionsfähiger, zur weiteren leichten Bindung von Aluminiumoxid fähiger Kalk.
Ein nach der Erfindung erzeugter Zement kann neben den Grundkomponenten, d.h. den Kaizxumaluminaten, einen gewissen
aus der Reaktion verbliebenen liest an CaCIp enthalten.
Für Sonderzwecke, für welche ein chloridfreier Zement benötigt wird, kann der CaCl^-Gehalt durch Ausspülung
des gesinterten Zementgranulate - wobei die Lös-
- 5 209846/1 133
lichkeit des Kalziumchlorids in Wasser oder Alkohol ausgenützt
wird - beseitigt werden.
Ein Gemisch, bestehend aus 2.0 Gewichts-% technischem Aluminiumoxid,
30 Gewichts-% Bauxit, 30 Gewichts-% Rohkalkstein
und 20 Gewichts-% Kalziumchlorid wird in einer Eohrmühle im Naßverfahren auf eine Korngröße von unter .0,2 mm
gemahlen, nachfolgend in Form von dickem Brei in den Drehofen eingeführt und bei einer Maximaltemperatur von 1200°C
unter Verwendung von Brenngas kalziniert. Die gesamte Eisenbeimengung entweicht während des Kalzinierens aus dem Material
in Form von flüchtigem FeGl^, das aus den Abgasen
nach deren Abkühlung abgeschieden wird.
209846/1 1 33 -
Claims (5)
- 2221H1Vj^ .γ LOKi=N. HD 7225r'.;-nrr...i> 22 . 28. April 1972Patentansprücherl J Verfahren zur Erzeugung von hochfeuerfestem Tonerdezement durch Sinterung von CaO- und AIpO^-haltigen Rohstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgangsrohstoffgemisch 3 - 50%, vorzugsweise 20 - 35 Gewichts-%, Kalziumchlorid zugesetzt und das Ganze bei einer Temperatur von 800 - 15000C, am besten von 900 bis 13000C, kalziniert wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil oder die gesamte Rohstoffmenge, durch die dem Gemisch Kalk, insbesondere Kalkstein oder Löschkalk, zugeführt wird, durch Kalziumchlorid ersetzt wird, wobei der gesamte Gewichtsgehalt an CaCIo im Gemisch mindestens 1,5 mal den Anteil an Eisenbeimengungen, umgerechnet auf FepO;z, überschreitet und der Kalzxnierprozeß so lange geführt wird, bis der Hauptteil dieser Beimengungen aus dem Material in Form von flüchtigem Ferrichlorid ausgetrieben wird.- 2 209846/1 1332221H1
- 3. Abwandlung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenbeimengung aus dem Tonerderohstoff, insbesondere aus dem Bauxit, gesondert durch vorheriges Kalzinieren des Bauxits mit einem entsprechenden Anteil an Kalziumchlorid ausgeschieden wird.
- 4-. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Kalziumchlorid, welche zur Umsetzung mit der Eisenbeimengung unter Bildung von Ferrichlorid vorgesehen ist, teilweise oder gänzlich durch eine äquivalente Menge an Magnesium-, Natrium-, Kalium-, Aluminiumchlorid u.a.m. ersetzt wird.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem erhaltenen Zement-Sinterstoff das in ihm enthaltene Kalziumchlorid mit Wasser bzw. Alkohol ausgespült wird.209846/1133
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