DE2633318B2 - Verfahren zum Gewinnen von Tonerde aus dem mineralischen, Aluminium-, Silicium- und Eisenoxide enthaltenden Anteil fester Brennstoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gewinnen von Tonerde aus dem mineralischen Aluminium-, Silicium- und Eisenoxide enthaltenden Anteil fester Brennstoffe, bei dem diese Oxide durch Zumischen von Kalkstein in Mengen für folgende Molverhältnisse zwischen Kalkstein und den genannten Oxiden CaO : SiO₂ = 2,0, CaO : Al₂O₃ = 1,3 bis 1,8 sowie CaO : Fe₂O₃ = 1,0 und durch Wärmebehandlung als 2 CaO · SiO₂, 12 CaO ■ 7 Al₂O₃, CaO · Al₂O₃ und CaO · Fe₂O₃ gebunden werden und dieses Produkt in zwei Stufen bis auf die Umgebungstemperatur abgekühlt und zwecks Gewinnung von Tonerde ausgelaugt wird.

Das Verfahren der Erfindung kann in der Buntmetallindustrie bei der Erzeugung von Tonerde und Aluminium sowie bei der komplexen Verarbeitung mineralischer Zweitrohstoffe angewendet werden, zu denen der Mineralanteil von Kohle, Schiefer und Torf gezählt werden kann.

In dem Buch »Tonerdeerzeugung« von W. A. Masel, Verlag Metallurgisdat Moskau 1955, Seiten 326 bis 332, ist ein Verfahren zur Gewinnung von Tonerde aus Asche beschrieben, die durch Reinigungsanlagen von Wärmekraftwerken zurückgewonnen wird, in welchen der feste Brennstoff verbrannt wird.

Die Aluminium-, Silicium- und Eisenoxide enthaltende Asche aus den Reinigungsanlagen wird gesammelt und mit Kalkstein gemischt, wobei folgende Molverhältnisse des Kalksteins zu den in der Asche enthaltenden Oxiden mit dem Kalkstein eingehalten werden: CaO : SiO₂ = 2,0, CaO : Al₂O₃ = 1,3 bis 1,8, CaO : Fe₂O₃ = 1,0. f>o

Alsdann wird diese Mischung bei Temperaturen von 1375 bis 1425⁰C in Drehofen agglomeriert; die Beheizung erfolgt dabei mit Naturgas.

Es wird ein Produkt erhalten, das folgende Kalziumverbindungen enthält: 2 CaO · SiO₂; 12CaO · 7 Al₂O₃; M CaO ■ Al₂O₃ und CaO · Fe₂O₃.

Hiernach wird das Agglomerat in besonderen Kühlvorrichtungen in zwei Stufen abgekühlt, um ein selbstzerfallendes Produkt zu erhalten. In der ersten Stufe wird auf eine Temperatur von 1300⁰C mit einer Geschwindigkeit von 6° pro Minute und in der zweiten Stufe wird mit beliebiger Geschwindigkeit auf Raumtemperatur abgekühlt Das abgekühlte Agglomerat wird dann mit Sodalösung in mit Rührwerken versehenen Reaktionsapparaten ausgelaugt, um die Tonerde zu gewinnen.

Ein Nachteil des bekannten Verfahrens ist die niedrige Temperatur der Wärmebehandlung und demzufolge die geringe Reaktionsgeschwindigkeit zwischen dem CaO und den in der Asche enthaltenden Oxiden. Die Reaktion zwischen den genannten Bestandteilen verläuft als Festkörperreaktion, so daß dieser Wärmebehandlungsvorgang mehrere Stunden erfordert

Ein anderes Verfahren zum Gewinnen von Tonerde ist das allgemein bekannte Pedersen-Verfahren, bei dem Schlacken ähnlicher Zusammensetzung erschmolzen werden und bei dem man statt Bauxit auch Aschen und Waschberge einsetzen kann. Dieses bekannte Pedersen-Verfahren wird in Erzreduktionsöfen durchgeführt Die Kohlenstoffmenge wird unabhängig vom Ausgangsmaterial in die verwendete Gicht unter Berücksichtigung der vollständigen Reduktion der Eisenoxide und teilweisen Reduktion der Siliciumoxide eingeführt, weshalb die Temperatur bei diesem Verfahren von der Temperatur der Endschlacke bestimmt wird und 1550 bis 160O⁰C nicht überschreitet.

Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird in der Gicht fester Brennstoff als Ausgangsmaterial verwendet, so daß eine wesentlich größere Menge Kohlenstoff enthalten ist; darüber hinaus wird die Temperatur des Verfahrens nicht von der Schmelztemperatur der Schlacke bestimmt, sondern von der Verbrennungstemperatur des Brennstoffs, wodurch ein schnellerer Reaktionsablauf gesichert ist.

In der FR-PS 9 06 376 ist ein Verfahren zur Gewinnung von Tonerde beschrieben, bei dem als Tonerde und Silicium enthaltende Rohstoffe Asche, Ton, hochsiliciumhaltige Bauxite, Kupfermergel und andere allgemein bekannte Produkte verwendet werden. Bei dem bekannten Verfahren wird für die Energiegewinnung bestimmter fester Brennstoff als Hauptaluminiumrohstoff nicht verwendet. Die Wärmebehandlung des Aluminiumausgangsmaterials mit dem Kalkstein und nötigenfalls mit FeO₂-haltigen Materialien erfolgt bei dem bekannten Verfahren im Schacht-. ofen, und zwar in Anwesenheit eines Reduktionsmittels zur Umwandlung von Fe₂O₃ in FeO, welches mit SiO₂ zu 2 FeO · SiO₂ gebunden wird, wofür bis zu 45% SiO₂ verbraucht werden. Diese Verbindung ist durch eine niedrigere Schmelztemperatur charakterisiert, weshalb in die Gicht ein stark eisenhaltiges Produkt eingesetzt wird.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von diesem bekannten Verfahren durch die einzusetzenden Ausgangsrohstoffe, durch die höheren Temperaturen der Wärmebehandlung und damit durch den Ablauf eines anderen Reaktionsprozesses sowie durch die Zusammensetzung des Produktes nach der Wärmebehandlung.

In der DE-OS 2117 763 ist ein Verfahren zur Herstellung von zerrieselndem Dikalciumsilikat oder solches Material enthaltenden Produkten zur Erzeugung von Tonerde und/oder Zement beschrieben, bei dem Ausgangsmaterial, das mindestens 10% SiO₂ und 25% AI2O3 enthält, mit Kalkstein und Desoxidanten von

derartigen metallischen Komponenten vermischt wird, die mit den Metallen der die Hauptkomponenten des Ausgangsstoffes darstellenden Metalloxide identisch sind, und bei dem danach der nach der Sinterung bei Temperaturen von 1250 bis 1420⁰C gewonnene Klinker mit Luft und/oder Wasser zweckmäßig auf eine Temperatur von 675 bis 700⁰C abgeschreckt, 5 bis 30 Minuten lang bei dieser Temperatur gehalten und dann weiter abgekühlt wird. Als Ausgangsmaterial, das mit Kalkstein zu vermischen ist, können Kohlenschlacke, Flugasche, Brandschiefer, Bauxit, Rotschlamm, Ton oder andere silicium- und aluminiumhaltige Materialien verwendet werden.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von diesen bekannten Verfahren dadurch, daß als aluminiumhaltiger Ausgangsstoff fester Brennstoff verwendet wird, der eine große Menge Kohlenstoff enthält, welche ausreicht, um diesen Brennstoff zum Verbrennen in Kohlefeuerungen unter Energiegewinnung zu verwenden, d.h. es wird ein fester Kraftbrennstoff verwendet Der Verbrennungsvorgang des festen Brennstoffes wird mit dem Prozeß der Bildung der Kalziumaluminat- und Kalciumsilikatschmelze und teilweise Reduktion der Ascheoxide bis auf niedrige Wertigkeiten vereinigt, so daß der schädliche Einfluß der Elemente der vierten bis siebten Gruppe des Periodensystems auf die Selbstzerfallgeschwindigkeit der Kalciumaluminiumprodukte beseitigt wird, ohne daß ein zusätzliches metallisches Reduktionsmittel eingeführt werden muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Gewinnung von Tonerde aus dem mineralischen, Aluminium-, Silicium- und Eisenoxide enthaltenden Anteil fester Brennstoffe anzugeben, bei dem durch Veränderung des Wärmebehandlungsverlaufs eine Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit zwischen CaO und den Oxiden im Mineralanteil der festen Brennstoffe erreicht und damit der Verlauf der Wärmebehandlung beschleunigt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Kalkstein ganz oder teilweise bereits dem festen Brennstoff zugemischt wird, daß die Wärmebehandlung durch die Verbrennung des festen Brennstoffs bei Temperaturen von 1700 bis 1900° C erfolgt und daß das die mit Kalkstein gebundenen Oxide enthaltende Produkt als flüssige Schmelze gewonnen wird, die der zweistufigen Abkühlung unterworfen wird.

Die unmittelbare Verbrennung der Mischung aus festem Brennstoff und Kalkstein bei 1700 bis 1900⁰C und das Vorliegen des die !Calciumverbindungen enthaltenden Produktes in Form einer Schmelze ermöglichen, daß die Reaktion zwischen dem Kalk und den Oxiden des Mineralanteils der festen Brennstoffe in flüssiger Phase ablaufen kann, wodurch die Reaktionsgeschwindigkeit im Vergleich zu den bekannten Verfahren, bei denen die Reaktion als Festkörperreaktion abläuft, um den Faktor Ί0 und mehr beschleunigt wird.

Um die während der Verbrennung der festen Brennstoffe eingeführten Ballastanteile herabzusetzen,^r wird empfohlen, nur 7 bis 20% Kalkstein dem festen Brennstoff zuzumischen und die übrigen 93 bis 80% Kalkstein in die Schmelze einzuführen. Das Verfahren der Erfindung wird vorzugsweise wie folgt durchgeführt.

Feste Brennstoffe, die zur Verbrennung in Wärme

kraftwerken verwendet werden und die in ihrem Mineralanteil die Oxide SiO₂, Fe₂O₃ und Al₂O₃ enthalten, werden mit solchen Mengen Kalkstein vermischt, daß die eingangs angegebenen Molverhältnisse zwischen Kalkstein und den genannten Oxiden eingehalten werden. Die Mischung wird bis zu Staubzustand zerkleinert und danach bei einer Temperatur von 1700 bis 1900⁰C verbrannt Die Temperaturen entwickeln sich bei der Verbrennung, wodurch eine Entkohlung des Kalksteins verursacht wird und das entstehende CaO mit den Oxiden des Mineralanteils des festen Brennstoffs in der Schmelze reagiert, die bei diesen hohen Temperaturen entsteht Es bilden sich infolgedessen Kaliumverbindungen folgender Zusammensetzung: 2 CaO · SiO₂; 12 CaO - 7 Al₂O₃; CaO · Al₂O₃; CaO · Fe₂O₃.

Auf diese Weise wird unmittelbar eine homogene Schmelze der vorgeschriebenen mineralogischen und chemischen Zusammensetzung erhalten. Die Verbrennung der Mischung des festen Brennstoffs mit dem Kalkstein wird vorzugsweise in senkrecht stehenden Schmelzkammeröfen durchgeführt

Der Abstieb der Schmelze aus dem Feuerungsraum dieser öfen erfolgt erst dann, wenn die Temperatur der Verbrennungsprodukte des Brennstoffs die Temperatur der ausfließenden Schmelze übersteigt, wenn also die Temperatur der Wärmebehandlung größer wird als die Temperatur der vollständig flüssigen Schmelze.

Bei Zugabe von 100% Kalkstein bilden sich in allen Fällen die Kalziumverbindungen in Form einer Schmelze mit einem CaO-Gehalt von etwa 53 bis 56%. Die Temperatur dieser Schmelze im vollständig flüssigen Zustand beträgt etwa 1600⁰C. Die Verbrennung wird dementsprechend bei der Temperatur von etwa 1900⁰C geführt

Die mit der vorgeschriebenen Zusammensetzung erhaltene Schmelze wird in zwei Stufen abgekühlt, um ein selbstzerfallendes Produkt zu erreichen, und zwar in der ersten Stufe bis 1300⁰C mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 6°/min und in der zweiten Stufe von 1300⁰C bis auf die Temperatur der Umgebungsluft nut einer Geschwindigkeit von 10 bis 12° /min.

Während des Abkühlvorgangs wird das in dem Produkt enthaltene Kalciumorthosilikat aus der ß- in die ^-Modifikation umgesetzt, wodurch eine Volumenzunahme des Produktes um etwa 10% eintritt und dessen Selbstzerfall zu Feinpulver bewirkt wird. Dieses Feinpulver wird dann nach einem bekannton Verfahren mit Sodalösungen zwecks Gewinnung der Tonerde ausgelaugt. Der nach der Auslaugung zurückbleibende Schlamm besteht hauptsächlich aus dem Kalziumorthosilikat und kann als guter Ausgangsrohstoff zur Produktion von Portlandzement dienen.

Wenn der Aschengehalt des festen Brennstoffs 30% übersteigt, wird nur ein Teil der gemäß Berechnung erforderlichen Kalksteinmenge, beispielsweise nur 7 bis 20 Gew.-%, zusammen mit dem festen Brennstoff in den Feuerungsraum eingeführt, um den eingeführten Ballastanteil zu verringern. In diesem Fall beträgt der CaO-Gehalt in der Schmelze etwa 40% und deren Temperatur im vollständig flüssigen Zustand etwa 1500⁰C. In diesem Fall kann die Verbrennungstemperatur des festen Brennstoffs bis auf 1700⁰C herabgesetzt werden.

Der gemäß Berechnung noch fehlende Kalksteinanteil von 93 bis 80 Gew.-% wird unmittelbar in die Schmelze außerhalb des Feuerungsraumes eingeführt, um im Endprodukt die erforderlichen Verhältnisse

zwischen den Oxiden des Mineralanteils des festen Brennstoffs und dem !Calciumoxid zu erzielen.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Wärmebehandlung während der Verbrennung des festen Brennstoffs bei Temperaturen von 1700 bis 1900⁰C durchgeführt wird und deshalb zwei Vorgänge miteinander vereinigt werden, nämlich der Verbrennungsvorgang und die Wärmebehandlung, wodurch die Reaktion zwischen CaO und den Oxiden des Mineralanteils des festen Brennsioffs während einiger Sekunden in flüssiger Phase abläuft In der entstandenen Schmelze reagieren die genannten Oxide intensiv.

Der während der Verbrennung für die energiewirtschaftlichen Bedürfnisse verbrauchte Brennstoff nimmt ebenfalls an dem Vorgang der Wärmebehandlung teil.

Durch das Verfahren der Erfindung wird die Rohstoffbasis für die Tonerdeproduktion erweitert, werden die Anlagekosten der Tonerdeproduktion etwa auf die Hälfte herabgesetzt, wird dei Verbrauch an festem Brennstoff um 30 bis 40% gesenkt, wobei dieser Brennstoff bei der Gewinnung von Tonerde mitwirkt, wird eine Anhäufung von Asche in den Wärmekraftwerken vermieden und eine parallel laufende Produktion von Portlandzement aus den Schlammen der Tonerdeproduktion erreicht.

Darüber hinaus wird das Problem einer komplexen Verwertung des mineralischen Zweitrohstoffes gelöst und eine Verschmutzung der Umwelt mit schädlichem Staub aus den Wärmekraftwerken vermieden.

Durch Verbrennung des festen Brennstoffes in Mischung mit Kalkstein wird die Verunreinigung der Atmosphären mit schädlichen Gasen, die Schwefel- und Stickstoffoxide enthalten, verringert, da allgemein bekannt ist, daß Kalkstein ein gutes Sorptionsmittel dieser schädlichen Oxide darstellt und in anderen Fällen für diesen Zweck eingesetzt wird.

Zur Erläuterung der Erfindung dienen die nachfolgenden Beispiele.

Beispiel 1

Zu Kohle, die eine Feuchte von 39% und einen Aschegehalt von 8,52% aufweist und deren Mineralanteil (in Gew.-%) SiO₂ = 31,2, Al₂O₃ = 13,2, Fe₂O₃ = 18,2, CaO = 32,2 enthält, wird Kalkstein in folgendem Molverhältnis zu den in dem Mineralanteil der Kohle enthaltenen Oxiden hinzugefügt, und zwar CaO : SiO₂ = 2,0; CaO : AI₂O₃ = 1.55;

CaO : Fe₂O₃ = 1,0. Die dabei erhaltene Mischung wird bis zum Staubzustand zermahlen und in einer Kesselanlage mit einer Schmelzkammerfeuerung bei 1900⁰C verbrannt. Während der Verbrennung entsteht die Schmelze, die die Kaliumverbindungen 2 CaO · SiO₂, 12CaO · 7 Al₂O₃, CaO · Al₂O₃, CaO · Fe₂O₃ enthält und wie folgt zusammengesetzt ist: SiO₂ = 21,4, AI₂O₃ = 8,7,Fe₂O₃ = 11,3,CaO = 53,3Gew.-%.

Die Temperatur der Schmelze erreicht etwa 1600⁰C. Die Schmelze wird dann in zwei Stufen abgekühlt, von 1600⁰C bis 1300° C mit der Geschwindigkeit von 6° /min und hiernach mit der Geschwindigkeit von 10 bis 12°/min bis auf die Temperatur der Umgebungsluft, was den Selbstzerfall des Produktes zu Feinpulver (97 bis 98% unter 0,147 mm) infolge der Umwandlung des Kalciumorthosilikats aus seiner ß- in die y-Modifikation bewirkt Der Gesamtkohleverbrauch pro Jahr erreicht 5,494 Mill. Tonnen, der Kalksteinverbrauch als Zugabe zu der Kohle 440 000 t

Nach der Verbrennung einer jährlichen Menge von 5,834 Mill, t Mischung beträgt die Menge an abgekühltem Produkt 598 0001 Die Tonerdeausbeute nach der Auslaugung des Pulvers mit den Sodalösungen erreicht pro Jahr 44 000 t

Beispiel 2

Zu Schiefer mit einer Feuchte von 11,5% und einem Aschegehalt von 44,25%, dessen Mineralanteil in Gew.-% SiO₂=34,2, A1₂O₃=9,4, Fe₂O₃=7,8 und CaO=44,2 enthält, wird infolge eines erhöhten Aschengehaltes nur ein Teil der Kalksteingesamtmenge, d. h. 20% der Gesamtmenge, hinzugeführt, die zur Erhaltung des erforderlichen Molverhältnisses des CaO zu den Oxiden des Mineralanteils wie CaO: SiO₂ = 2,0, CaO : Al₂O₃ = 1,55, CaO : Fe₂O₃ = 1,0 ausreicht Die erhaltene Mischung wird zu Staub zermahlen und in einer Kesselanlage mit Schmelzkammerfeuerung bei 1700⁰C verbrannt.

Während der Verbrennung entsteht eine Schmelze μ mit einer Temperatur von 1500⁰C, in der eine nach der Berechnung ungenügende Menge CaO enthalten ist, die durch Zugabe von Kalkstein in der Menge von 80 Gew.-% unmittelbar in die Schmelze außerhalb der Kesselanlage, beispielsweise in den Sammelpfannen der π Schmelze, ergänzt wird. Als Ergebnis der ablaufenden Reaktionen entsteht eine Schmelze, die Kaliumverbindungen des erforderlichen Anteils, wie 2 CaO · SiO₂, 12 CaO · Al₂O₃, CaO · Al₂O₃ und CaO · Fe₂O₃ enthält, aus SiO₂ = 25,8%, Al₂O₃ = 7,2%, Fe₂O₃ = 5,8% und -to CaO = 56,6% zusammengesetzt und eine Temperatur von etwa 1400⁰C aufweist.

Die erhaltene Schmelze wird bis auf eine Temperatur von 1400⁰C bis 1300° C mit der Geschwindigkeit von 6°/min und weiter bis auf die Temperatur der Umgebung mit der Geschwindigkeit von 10 bis 12°/min abgekühlt, wodurch das abgekühlte Produkt durch den Übergang des Kalciumorthosilikats aus der ß- zu der y-Modifikation zu Feinpulver zerfällt.

Der Gesamtverbrauch des Schiefers pro Jahr erreicht 11,0 Mill, t, derjenige des Kalksteins als Zugabe zu dem Schiefer 3,74MiILt.

Die Menge des abgekühlten Jahresproduktes beträgt 6,65 Mill t und die Tonerdeausbeute 398 0001 pro Jahr.

Beispiele 3,4 und 5

Die Daten dieser Beispiele sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt.

lienennu'ig

Beispiel
3

Fcstbi'eiinsluff
leuchte in %
Aschegeh;,It in X

Torf
34.5
I.Vl

Kohle

7,5

18.5

Kohle

32,5
2.V0

Fortsetzung

Benennung

licispiel

Zusammensetzung des Mineralanteils des
festen Brennstoffs

SiO₂ 33,9

Al₂O., 22,4

Fe₂O₃ 15,5

CaO 25,3

Jährlicher Brennstoffverbrauch in 5350

tausend Tonnen

Jährlicher Kalksteinverhmuch in 1030

tausend Tonnen

Verhältnisse der Oxide

CaO : SiO2	2,0
CaO : Al2O,	1,55
CaO : Fc2O,	1,0
Verbrennungstemperatur in C	1900
Zusammensetzung der Schmelze in Gew.-%
SiO2	20,5
Al2O,	12,8
Fc2O3	8,9
CaO	53,8
Temperatur der Schmelze in C	1600
Jährlicher Schmelzenverbrauch in	1160
tausend Tonnen
Jährliche Tonerdeausbeute in	123
tausend Tonnen

54,6	58,2
25,4	37,6
14,7	8,0
2,8	5,4
3150	8700
1680	5690
2,0	2,0
1,55	1,55
1,0	1,0
1900	1900
23,6	21,8
10,4	15,6
6,4	3,8
56,0	55,0
1600	1600
1410	4750

120

488

Beispiel 6

Zu Kohle mit einer Feuchte von 21,5% und einem Aschegehah von 30,22%, deren Mineralanteil in Gew. % SiO₂ = 48, Al₂Oj = 39,9, Fe₂O₁ = 5,4 und CaO = 4,4 enthält, wird wegen ihres erhöhten Asche- und Aluminiumoxidgehalts im Rückstand, durch welchen der Mineralanteil sehr schwer schmelzbar sind, nur ein Teil des Kalksteins hinzugegeben, d.h. 15 Gew.-% der Gesamtkalksteinmenge, die zur Erzielung der folgenden Molverhältnisse zwischen CaO und den Oxiden des Mineralteils CaO: SiO₂ = 2_;0, CaO : Al₂O j = 155, CaO : Fe₂O₁ = 1.0 im Endprodukt ausreichen soll.

Die hergestellte Mischung wird zu Staub zermahlen und in einer Kesselanlage mit der Schmelzkammerfeuerung bei der Temperatur von 1800° C verbrannt

Während der Verbrennung entsteht eine Schmelze mit einer Temperatur von 1600⁰C zu der dann die nach der Berechnung fehlende Kalksteinmenge, d.h. 85 Gew.-% der Gesamtkalksteinmenge, hinzugefügt wird. AIs Ergebnis entsteht eine Schmelze, die folgende Verbindungen enthält: 2CaO - SK)₂. 12CaO · 7 Al₂O₁, CaO - Al₂Oj, CaO - Fe₂O₁. und zwar mit den Mengen SiO₂ = 21,7, Al₂O₃ = 16,4. Fe₂O₃ = 2,7 und CaO = 55.8Gew.-%, und die eine Temperatur von 1400 C aufweist. Diese Schmelze wird bis 1300⁰C mit der Geschwindigkeit von 6°/min und dann bis auf die Temperatur der Umgebungsluft mit der Geschwindig-4(1 keit von 10 bis 12°/min abgekühlt, wodurch infolge des Übergangs des Kalziumorthosilikats aus dessen ß- in die y-Modii'ikation der Selbstzerfall des abgekühlten Produktes zu Feinpulver erreicht wird. Die jährliche Gesamtmenge der Kohle in dem betreffenden Beispiel

4", erreicht 9.64 Mill, t, diejenige des Kalksteins 8,35 Mill, t, die Menge der abgekühlten Schmelze 7,0 Mill, t und die Menge der nach der Auslaugung mit den Sodalösungen gewonnenen Tonerde 964 000 t.

Beispiel 7

Zu Kohle mit 8% Feuchte mit einem Aschegehah von 35,88%, deren Mineralanteil in Gew.-% aus SiO₂ = 64,5. AI₂Oi = 27,5, Fe₂O₁ = 4,5 und CaO = 1,6 besteht, wird wegen ihres hohen Aschegehaltes und der Schwcrü schmelzbarkeit der Asche nur ein Teil des Kalksteins, und zwar 7 Gew.-% der Gesamtkalksteinmenge, hinzugegeben, die zur Erzielung des folgenden Molverhältnisses zwischen CaO und den Oxiden aus dem Mineralteil CaO: SiO₂ = ZO, CaO : Al₂O, = 1,55. wi CaO : Fe;zO₃ = 1,0 im Endprodukt verbraucht werden solL

Die bereitete Mischung wird zu Staub zermahlen und in einer Kesselanlage mit der Schmclzkammcrfcucrung bei einer Temperatur von 1900" C verbranntes Während der Verbrennung entsteht eine Schmelze mit der Temperatur von 1600"C. der dann die fehlenden 93 Gew.-% der Gesamtkalksteinmenge zugegeben werden.

Nach den erfolgten Reaktionen bildet sich eine Schmelze, die folgende !Calciumverbindungen enthält: 2 CaO · SiO₂, 12 CaO · 7 AI₂O,, CaO · Al₂Oj, CaO · Fe₂Oi mit folgender chemischer Zusammensetzung in Gew.-% : SiOi = 25,8, AI₂Oi = 10,5, > Fe₂O) = 2,3, CaO = 58,2 und der Temperatur von 140O⁰C.

Die Schmelze wird bis auf 1300°C mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 6°/min und dann bis auf die Umgebungslufttemperatur mit der Geschwindigkeit in von 10 bis 12"/min abgekühlt, wodurch es zum

Selbstzerfall des abgekühlten Produktes zu einem Feinpulver infolge des Überganges des Kalciumorthosilicats aus seiner ß- in die y-Modifikation kommt.

Nach der durchgeführten Auslaugung des Feinpulvers mit Sodalösungen wird die Tonerde gewonnen.

Die jährlich verbrauchte Kohlenmenge in diesem Beispiel erreicht 5,685 Mill, t, die jährliche Menge des Kalksteins als Zugabe zu der Kohle beträgt 6,95 Mill. t. Die Ausbeute des abgekühlten Produktes beträgt 5,45 Mill, t, und die Ausbeute an Tonerde 488 000 t.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren Gewinnen von Tonerde aus dem

   mineralischen, Alumink jn-, Silicium- und Eisenoxide enthaltenden Anteil fester Brennstoffe, bei dem diese Oxide durch Zumischen von Kalkstein in Mengen für folgende Molverhältnisse zwischen Kalkstein und den genannten Oxiden CaO : SiO₂ = 2,0, CaO: Al₂O₃ = 1,3 bis 1,8 sowie CaO = Fe₂O₃ = 1,0 und durch Wärmebehandlung als 2 CaO · SiO₂,12 CaO · 7 Al₂O₃, CaO ■ Al₂O₃ und CaO · Fe₂O₃ gebunden werden und dieses Produkt in zwei Stufen bis auf die Umgebungstemperatur abgekühlt und dann zwecks Gewinnung der Tonerde ausgelaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalkstein ganz oder teilweise bereits dem festen Brennstoff zugemischt wird, daß die Wärmebehandlung durch die Verbrennung des festen Brennstoffs bei Temperaturen von 1700 bis 190O⁰C erfolgt und daß das die mit Kalkstein gebundenen Oxide enthaltende Produkte als flüssige Schmelze gewonnen wird, die der zweistufigen Abkühlung unterworfen wird.

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