DE2221141B2 - Verfahren zur erzeugung von hochfeuerfestem tonerdezement - Google Patents
Verfahren zur erzeugung von hochfeuerfestem tonerdezementInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Erfceugung
von gesintertem, hochfeuerfestem Tonerdeze-Irient, 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 usw. und AhCh-haltigen
Rohstoffen, wie Bauxit, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid u. a. m., bei einer Sintertemperatur von
bis 17000C erzeugt. Diese Komponenten werden
in solchen Mischungsverhältnissen 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 erforderlichen Reaktionen der Kalziumaluminat-Synthese
ziemlich wiederstrebend als Reaktion in fester Phase erfolgen. Benötigt werden relativ hohe
Kalziniertemperaturen, wobei sehr oft der nötige Reaktionsgrad überhaupt nicht erreicht wird. Überdies
sind die Rohstoffe, vorzugsweise der Bauxit, durch hohen Gehalt an Eisenverbindungen verschmutzt, was die
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Feuerfestigkeit des Zementes sowie seinen Nutzungswert einschränkt.
Es wurde festgestellt, daß die obenerwähnten Unzuträgüchkeiten
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 20 bis 35% Kalziumchlorid von beliebiger wasserhaltiger oder wasserfreier Form in die Gemischzusammensetzung
der Ausgangsrohstoffe und dem Kalzinieren des Gemisches bei einer Temperatur von 900 bis 1300°C. Kalziumchlorid schmilzt bei einer
Temperatur von 772°C, und die entstehende flüssige Phase verursacht auf Grund des lonenaustausches
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 des Kalziumchloridj übersteigenden Temperatur — durchgeführt werden.
Normalerweise ist es jedoch bequemer, die Reaktion durch Anwendung einer unwesentlich höheren Kalziniertemperatur
bis 1300°C 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 CaCl2 + Fe2Ü3 = 3 CaO + 2 FeCh.
Das Reaktionsprodukt Ferrichlorid 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 CaCb im Gemisch soll gewichtsmäßig
mindestens l,5mal am besten 2mal, den Anteil des Fe2O3-Gehaltes überschreiten. Der Kalzinierprozeß
ist in diesem Fall so lange durchzuführen, bis der Hauptteil der Eisenbeimengung in Form von FeCh aus
dem Material vertrieben ist.
Eine Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die vorzugsweise dann am günstigsten ist, wenn
als Rohstoff Bauxit mit großen Eisenbeimengungen zur Verwendung gelangt, beruht auf der gesonderten Kalzinierung
dieses Rohstoffes mit einer entsprechenden Beimengung an Kalziumchlorid zur Vertreibung des
Fe2Ü3 vor dem eigentlichen Syntheseprozeß des Zementes.
Kalziumchlorid 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 Kalzinierens 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 Kalzi-
Hmchlorid nach Erfüllung seiner Aufgabe, die auf der
beschleunigung der grundsätzlichen Reaktionen über 4ie flüssige Phase beruht, ausgeschieden. Gleichzeitig
fnisteht als Produkt ein reaktionsfähiger, zur weiteren
leichten Bindung von Aluminiumoxid fähiger Kalk.
Ein nach der Erfindung erzeugter Zement kann ne- |»en den Grundkomponenten, d. h. den Kalziumaluminaten,
einen gewissen aus der Reaktion verbliebenen Rest an CaCb enthalten. Für Sonderzwecke, für welche
fin chloridfreier Zement benötigt wird, kann der CaCis-Cehalt
durch Ausspülung des gesinterten Zementgranulats — wobei die Löslichkeit des Kalziumchlorids in
Wasser oder Alkohol ausgenützt wird — beseitigt werden.
Ein Gemisch, bestehend aus 20 Gewichtsprozent technischem Aluminiumoxid, 30 Gewichtsprozent Bauxit,
30 Gewichtsprozent Rohkalkstein und 20 Gewichtsprozent Kalziumchlorid wird in einer Rohrmühle 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 FeCh, das aus den Abgasen nach deren Abkühlung abgeschieden wird.
Claims (5)
1. Verfahren zur Erzeugung von hochfeuerfestem
Tonerdezement durch Sinterung von CaO- und AhCh-hattigen Rohstoffen mit Kalziumchlorid, d a durch
gekennzeichnet, daß dem Ausgangsrohrstoffgemisch 20 bis 35 Gewichtsprozent Kalziumchlorid
zugesetzt und das Ganze bei einer Temperatur von 900 bis 1300°C 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 CaCh im Gemisch um mindestens
l,5mal, vorzugsweise 2rnal, den Anteil an Eisenbeimengungen, umgerechriei auf FeiOs, überschreitet
und der Kalzinierprozeß so lange geführt wird, bis der Hauptteil dieser Beimengungen aus
dem Material in Form von flüchtigem Ferrichlorid ausgetrieben wird.
3. Verfahren 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 einem der Ansprüche 1 bis 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 einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem erhaltenen
Zement-Klinker das in ihm enthaltene Kalziumchlorid mit Wasser bzw. Alkohol ausgespült wird.
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