DE2549301A1

DE2549301A1 - Verfahren zur aufbereitung von rohmaterialien hoher grubenfeuchte

Info

Publication number: DE2549301A1
Application number: DE19752549301
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Chem Dr Ritzmann; Hans-Gerd Dipl Ing Schulte
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1975-11-04
Filing date: 1975-11-04
Publication date: 1977-05-05

Description

Verfahren zur Aufbereitung von Rohmaterialien hoher
Grubenfeuchte Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Rohmaterialien hoher Grubenfeuchte, die bei der Zerkleinerung klebrige oder schmierende Eigenschaften aufweisen, insbesondere zur Aufbereitung von Kreide und plastischem Ton als Hauptgemengekomponenten von Zementrohmaterial.
Bei der Zementherstellung unter Verwendung von Kreide und plastischem Ton als Hauptgemengekomponenten des Rohmateriales, aber auch bei anderen Rohmaterialien mit hoher Grubenfeuchte, wird häufig nach dem sog.
"Naßverfahren" gearbeitet. Die Rohstoffe werden hierbei aufgeschlämmt und in schlammförmigem Zustand zur Zerkleinerung der Teile, die bei der Aufschlämm'ung nicht zerfallen, in Naßkugelmühlen vermahlen. Bei der Vermahlung wird gleichzeitig die für den späteren Brennprozeß erforderliche homogene Vermischung der Komponenten bewirkt.
Bei den älteren Verfahren wird der Schlamm direkt in langen Drehrohröfen getrocknet, kalziniert und zu Klinker gebrannt. Bekannt sind auch Verfahren, bei denen dem Drehrohrofen noch ein SchlammvorwSrmer (ein sog. Kalzinator) vorgeschaltet ist. Der wesentliche Nachteil dieser Verfahren ist der für die Wärmebehandlung des Schlammes erforderliche große Wärmebedarf.
Wärmewirtschaftlich wesentlich günstiger ist ein neueres Verfahren, bei dem der in der eingangs geschilderten Weise hergestellte Schlamm (mit einer Feuchte von 40 bis 50%) in Druckfilterpressen auf eine Feuchte von 15 bis 22% teilentwässert wird. Aus diesem Filterkuchen werden dann in Siebknetern zylindrische Formlinge hergestellt, die in einer Wanderrost-Drehrohrofen-Anlage zu Zementklinker gebrannt werden. Nachteilig ist bei diesem Verfahren der für die Filtration des Schlammes erforderliche apparative Aufwand.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, upter Vermeidung der geschilderten Mängel ein Verfahren zu entwickeln, das mit geringem anlagentechnischen Aufwand und hoher Wärmewirtschaftlichkeit die Aufbereitung von Rohmaterialien hoher Grubenfeuchte, die bei der Zerkleinerung klebrige oder schmierende Eigenschaften aufweisen, gestattet, insbesondere die Aufbereitung von Kreide und plastischem Ton als Hauptgemengekomponenten von Zementrohmaterial.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rohmaterialkomponenten unter Zugabe eines das freiwerdende Poren- und Kapillarwasser des Rohmateriales wenigstens teilweise bindenden Zusatzstoffes im grubenfeuchten Zustand zerkleinert und gemischt werden.
Bei den der Erfindung zugrundeliegenden umfangreichen Versuchen wurde zunächst erwogen, die Rohstoffe im grubenfeuchten, plastischen Zustand zu zerkleinern und in der zerkleinerten Form homogen miteinander zu vermischen.
Versuche zur Zerkleinerung von 15 bis 20% feuchter Kreide auf eine Kornfeinheit ( 200vu verliefen Jedoch negativ.
Die Kreide wurde bei der Zerkleinrun zunehmend klebrig und schmierend, was zu erheblichen Schwierigkeiten in den Mahlaggregaten führte (Verschmierung der Mahlwerkzeuge, Anbackungen usw.) und das Erreichen der erforderlichen Mahlfeinheit verhinderte.
Nähere Untersuchungen zeigten sodann , daß diese Schwierigkeiten bei der Zerkleinerung darauf zurückzuführen sind, daß die Kreide wShrend des Zerkleinerunsvorganges das in Poren und Kapillaren enthaltene Wasser freisetzt. Auf diesErkenntnis basiert der erfindungsgemäße Gedanke; das bei der Kreidezerkleinerung freiwerdende Poren- und Kapillarwasser mittels eines geeigneten Zusatzstoffes zu binden und auf diese Weise die nachteiligen Begleiterscheinungen zu unterdrücken, die ansonsten durch das Überschußwasser verursacht werden.
Auf diese Weise läßt sich eine Vermahlung der Kreide auf die gewünschte Endfeinheit von <200/u und eine homogene Vermischung aller Rohstoffkomponenten im grubenfeuchten Zustand erreichen. Man vermeidet auf diese Weise die bisher bei der Aufbereitung derartiger Rohmaterialien als unumgänglich erachtete Herstellung eines Naßschlammes, was einen großen wärmewirtschaftlichen Vorteil mit sich bringt, ohne Jedoch einen anlagentechnischen Mehraufwand (für Filterpressen und dgl.) zu erfordern.
Als Zusatzstoffe können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vor allem wasserlösliche Verbindungen der Erdalkalimetalle Verwendung finden. Als besonders geeignet hat sich Kalziumhydroxyd (Kalkhydratpulver bzw. Kalkmilch) erwiesen, da es für die Funktion des Wasserabbindens sehr wirksam, für die Qualität des Endproduktes (Zementklinker) unschädlich ist und im übrigen preiswert zur Verfügung steht. Geeignete weitere Zusatzstoffe sind beispielsweise Kalziumchlorid, Magnesiumhydroxyd, Magnesiumchloridt und teilentsäuerter Staub des Drehrohrofens.
Die Menge des Zusatzstoffes wird zwecksmäßig so bemessen, daß einerseits das freiwerdende überschüssige Poren- und Kapillarwasser des Rohmateriales abgebunden wird, andererseits Jedoch die Rohmaterialmischung eine genügende Plastizität zur Herstellung von Formlingen aufweist.
Die Zugabe des Zusatzstoffes während des Zerkleinerungs-und/oder Mischvorganges soll zeitlich so dosiert werden, daß in Jeder Phase des Zerkleinerungs- und Mischvorganges etwa nur die zum Abbinden des in dieser Phase freiwerdenden Poren- und Kapillarwassers notwendige Menge des Zusatzstoffes in weitgehend gleichmäßiger Verteilung in der Rohmaterialkomponente bzw. in der Mischung vorhanden ist.
Auf diese Weise wird der Zusatzstoff bei beginnender Wasserabsonderung optimal wirksam, ohne Jedoch vorher eine unerwünschte Versteifung des Rohmateriales herbeizuführen (dies könnte einen erhöhten Kraftverbrauch in den Aufbereitungsmaschinen zur Folge haben). Je nach Art des Rohmateriales wird der Zusatzstoff somit schon mehr oder weniger während des Zerkleinerungsvorganges oder erst während des Mischvorganges zugegeben.
Das erfindungsgedäße Verfahren sei an folgendem Beispiel näher erläutert.
Ausgangsstoffe Feuchte Korngröße Mischungsanteil (bez. auf Trockengewicht) Kreide 18,0% Z300 mm 79,3% plastischer Ton 19,8% (300 mm Flugasche 10,0% <0,15 mm 5,8% Die Aufbereitung der grubenfeuchten Rohstoffe, d.h. ihre Zerkleinerung, die Herstellung einer homogenen Mischung sowie die Verpressung der Mischung zu Formlingen von ca. 20 mm Durchmesser und 20 bis 40 mm Länge, wurde nach folgendem Schema durchgeführt:

Kreide Ton Flugasche

(300 mm 4300 mm 4100

I t

Walzenbrecher Walzenbrecher

mm mm <10 mm

1. Walzwerk

<2,5 mm

1

2. Walzwerk

40,7 mm

Mischer

Siebkneter

t

Ofen

Kreide und Ton wurde somit vor der Aufgabe auf den Mischer separat vorzerkleinert. Die Kreide wurde in einem Walzenbrecher von ca. 300 mm auf Korngröße <10 mm vorgebrochen und anschließend zweistufig mittels Differentialwalzwerken auf eine Korngröße <0,7 mm gemahlen. Der plastische Ton wurde in einem Walzenbrecher auf eine Korngröße <10 lo mm zerkleinert. Ton und Kreide wurden dann beim Mischvorgang in einem geeigneten Mischer, beispielsweise einem Gegenstrom-Intensiv-Mischer, dem auch die Flugasche zugesetzt wurde, weiter auf die für den nachfolgenden Brennprozeß ausreichende Feinheit zerkleinert.
Die verwendete Kreide war im grubenfeuchten Zustand durchweg von splittähnlicher Beschaffenheit, hatte also scharfkantige Bruchflächen; sie war Jedoch trotz ihrer hohen Feuchte von etwa 18 bis 22% nicht schmierend. Bei den durchgeführten Versuchen zeigte die Kreide auch nach dem Durchgang durch das zweite Walzwerk (Korngröße 0,7 mm) noch keine ausgeprägte Klebeneigung, sondern stellte ein grießiges, rieselfähiges Pulver dar, das sich Jedoch von Hand klumpen ließ. Die Beschaffenheit der auf eine Korngröße (0,7 mm zerkleinerten Kreide deutete darauf hin, daß das Poren- und Kapillarwasser noch nicht in nennenswertem Umfang freigesetzt worden war. Aus diesem Grunde wurde bei dem beschriebenen Versuch der wasserbindende Zusatzstoff (0,5% Ca(OH)2-Pulver) erst im Mischer zugesetzt.
Aus dem oben Gesagten folgt Jedoch, daß es bei Verwendung anderer Kreidesorten durchaus zweckmäßig bzw.
notwendig sein kann, den wasserbindenden Zusatzstoff schon in der Grobzerkleinerungsstufe (Walzenbrecher) bzw. vor dem ersten oder zweiten Feinwalzwerk zuzusetzen. Wie erwähnt, soll die Zugabe so rechtzeitig erfolgen, daß eine wirksame Einmischung des Zusatzstoffes vor der manchmal spontan erfolgenden Freisetzung des Poren- und Kapillarwassers erfolgt.
Die aus den zerkleinerten Rohmaterialkomponenten hergestellte homogene Mischung wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zweckmäßig anschließend zu Formlingen von ca. 20 mm Durchmesser und 20 bis 40 mm Länge verpreßt (was vorzugsweise unter Druck in Siebknetern erfolgt). Die Formlinge werden anschließend einer Wärmebehandlung, vorzugsweise auf einer Wanderrost-Drehrohrofen-Anlage, unterworfen.

Claims

Patentansprüche ,rx Verfahren zur Aufbereitung von Rohmaterialien hoher Grubenfeuchte, die bei der Zerkleinerung klebrige oder schmierende Eigenschaften aufweisen, insbesondere zur Aufbereitung von Kreide und plastischem Ton als Hauptgemengekomponenten von Zementrohmaterial, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Rohmaterial komponenten unter Zugabe eines das freiwerdende Poren- und Kapillarwasser des Rohmateriales wenigstens teilweise bindenden Zusatzstoffes im rubenfeuchten Zustand zerkleinert und gemischt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzstoff wasserlösliche Verbindungen der Erdalkalimetalle Verwendung finden, vorzugsweise Kalziumhydroxyd, Kalziumchlorid, Magnesiumhydroxyd, Magnesiumchlorid.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Zusatzstoffes so bemessen ist, daß einerseits das freiwerdende überschüssige Poren-und Kapillarwasser des Rohmateriales abgebunden wird, andererseits Jedoch die Rohmaterialmischung eine genügende Plastizität zur Herstellung von Formlingen aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe des Zusatzstoffes während des Zerkleinerungs- und/oder Mischungsvorganges zeitlich so dosiert wird, daß in Jeder Phase des Zerkleinerungs-und Mischungsvorganges etwa nur die zum Abbinden des in dieser Phase freiwerdenden Poren- und Kapillarwassers notwendige Menge des Zusatzstoffes in weitgehend gleichmäßiger Verteilung in der Rohmaterialkomponente bzw. in der Mischung vorhanden ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 zur Aufbereitung von Zementrohmaterial aus folgenden Komponenten: Feuchte Korngröße Mischungsanteil (bez. (bez. auf Trockengew.) Kreide 18,0% (300 mm 79,3% plastischer Ton 19,8% 300 mm 14,0% Flugasche 10,0% 40,15 mm 5,8% dadurch gekennzeichnet, daß die Kreide in mehreren Zerkleinerungsstufen auf eine Korngröße ~0,7 mm und der Ton in einer einzigen Zerkleinerungsstufe auf eine Korngröße <10 mm zerkleinert wird und diese beiden zerkleinerten Komponenten zusammen mit der Flugasche in einer Mischstufe unter Zugabe von etwa 0,5% Ca(OH)2-Pulver gemischt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den zerkleinerten Rohmaterialkomponenten hergestellte homogene Mischung zu Formlingen von ca. 20 mm Durchmesser und 20 bis 40 mm Länge verpreßt wird und die Formlinge anschließend einer Wärmebehandlung unterworten werden.