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Verfahren zum Herstellen eins Zuschlagstoffes für Beton oder Mörtel
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Zuschalgstoffes zur Beton
oder Mörtel unter Verwendung von Abfallstoffen wie Müll, Klärschlamm od.dgl., bei
dem die unverbrennlichen Anteile der Abfallstoffe oder die Rückstände aus der Verbrennung
der Abfallstoffe aufgeschmolzen werden, wobei eine leicht flüssige Schmelze entsteht,
die anschließend mit Wasser abgeschreckt wird, wobei glasige Granulate entstehen,
die nachfolgend durch Brechen zerkleinert werden.
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Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird die flüssige Schlacke
direkt in ein Wasserbett geleitet. Dabei entstehen im Granulat Spannungsrisse, die
insbesondere bei größeren Teilchen, etwa bei einer Korngröße von 0,2 - 1,0 mm, und
dariiber, nachteilig sind. Außerdem verbleiben im Granulat metallische Teilchen,
was gleichfalls nachteilig ist (DE-OS 2 254 740 bzw. AT-PS 317 071).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden,
und ein Verfahren zu schaffen, das die Herstellung von weitgehend spannungsrißfreiem
Granulat ohne metallische Bestandteile gewährleistet.
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Dies wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten
Art dadurch erreicht, daß die Schmelztemperatur etwa 1450 - 16500c betragt, und
die Schmelze in eine mit feuerfesten Steinen ausgekleidete Granulierrinne geleitet
wird, in die gleichzeitig, vorzugsweise vorgewärmtes, Wasser geleitet wird, und
das so gewonnene Granulat an wenigstens einem Magnetabscheider vorbeigeführt und
darnach derart gebrochen wird, daß der Anteil an Teilchen mit einer Korngröße unter
0, o6 mm 5 - 25 %, der Anteil der Teilchen mit einer Korngröße unter 0,1 mm 10-30
,, der Anteil an Teilchen mit einer Korngröße unter 0,2 mm 20 - 40 %, der Anteil
der Teilchen mit einer Korngröße unter 1,0 mm bo - 80 '<, der Anteil an Teilchen
mit einer Korngröße unter 2,0 mm 80 - 100 O,a', und der Anteil an Teilchen mit einer
Korngröße unter 3,0 mm 90 - 100 ffi beträgt, worauf gegebenenfalls das zerkleinerte
Granulat an einem weiteren Magnetabscheider vorbeigeführt uird.
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Auf diese Weise kann selbst unter Erhöhung der Schmelztemperatur
der Schlacke das Auftreten der störenden Spannungsrisse im Granulat weitgehend verhindert
werden, wobei die für das Brechen ausgewählte Sieblinie optimal auf das Granulat
abgestimmt ist. Durch die beiden Magnetabscheider wird gewährleistet, daß möglichst
alle metallischen Bestandteile ausgeschieden werden.
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Es ist vorteilhaft, daß die Temperatur des Granulierwassers etwa
600C beträgt. Dies ist verhältnismäßig leicht zii erreichen, indem das Brauchwasser
durch eine Pumpenanordnung immer wieder in die Granulierrinne geleitet wird.
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Es ist weiters zwecliminig daß die Granulate folgende Zusammensetzung
aufweisen: SiO2 40,0 bis 58,0 % Al2O3 8,0 bis 19,0 % TiO2 O bis 1,0 fó reO + Fe203
8,0 bis 25,0 % MgO 1,0 bis 2,5 % MnO 0 bis 1,0 % Na20 0 bis 6,5 % K20 0 bis 5,0
o/o CaO 6,0 bis 13,0 % Die Erfindung w-ird nachstehend an Hand der Zeichnung, in
der ein Ausführunsgbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens dargestellt ist, näher beschrieben.
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Die dargestellte Vorrichtung umfaßt eine Zyklonfeuerung 1 mit Sekanteneinblasung.
Der Feuerraum der Zyklonfeuerung 1 weist Eintrittsöffnungen 2 fiir die Verbrennungsluft
und Düsen bzw. Eintrittsöffnungen 3 für Kohlenstaub und zerkleinerte Müllschlacke
auf. Mit 4 sind Luftzufuhrleitungen, die mit den Öffnungen 2 in Verbindung stehen,und
mit 5 die Zufiihrleitungen für den Kohlenstaub und die zerkleinerte Mtillschlacke
bezeichnet. Mit 6 ist der untere Teil eines Abhitzekessels bezeichnet, der am Boden
eine Austrittsöffnung 7 für die flüssige Schmelze aufweist.
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Die Zyklonfeuerung 1 und der Abhitzekessel 6 sind in bekannter Weise
ausgebildet; ein Vorteil der Zyklonfeuerung besteht vor allem darin, daß sehr wenig
feste Verbrennungsrückstände anfallen und dier nur gering dimensionierte Filter
zur Staub- bzw. Aschenabscheidung nötig sind. Die bei der Verbrennung der Abfallstoffe
anfallende, in fester
Form vorliegende Schlacke bzw. Asche wird
ähnlich wie die Kohle für die Feuerung gemahlen, wobei auch die Mahlfeinheit im
gleichen Bereich wie fiir die Kohle gewählt werden kann.
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In vielen Fällen ist kaum ein Vermahlen nötig, die Feinasche bedarf
keiner Vermahlung. Die beim Verbrennen der Abfallstoffe anfallende Schlacke bzw.
Asche wird ebenso wie die Filterachse (Flugstaub) nach der gegebenenfalls erforderlichen
Vermahlung mit dem Kohlenstaub vermischt und gemeinsam mit diesem durch die Leitungen
5 den Düsen 3 zugeführt; diese Art der Schlacken- bzw. Aschenzufiihr zur Zyklonfeuerung
gewährleistet ein vollständiges Aufschmelzen der Verbrenrnrngsrückstände. Es ist
auch möglich, für die Schlacken-bzw. Aschenzufuhr gesonderte Düsen an der Zyklonfeuerung
vorzusehen.
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Im Abstand unterhalb der Austrittsöffnung 7 für die flüssige Schmelze,
die durch diese Öffnung mit einer Temperatur von etwa 1450 - 1650°C austritt, ist
eine mit feuerfesten Steinen ausgekleidete Granulierrinne 8 angeordnet. Durch die
Granulierrinne 8, die in bezug auf den Boden geneigt verläuft, wird gleichzeitig
Wasser geleitet, das mittels eines Rohres 9 der Granulierrinne zugeführt wird. Das
untere Ende der schräg verlaufenden Granulierrinne 8 ist im Abstand oberhalb eines
Wasserbades 10 angeordnet, in das das Schmelzprodukt abstürzt, nachdem es die Cranulierrinne
verlassen hat. Mittels einer Fördereinrichtung 11, insbesondere einem Linearförderer,
wie z.B.
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einem Förderband, wird das gebildete Granulat aus dem Wasserbad 10
ausgetragen, und auf einem weiteren Förderer 12 abgelegt, der gleichfalls ein Linearförderer
sein kann, und das Granulat zu einem ersten Magnetabscheider 13 leitet.
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Nach dem ersten Magnetabschieder 13 gelangt das Granulat in einen
Brecher 116, z.B. einen Walzenbrecher oder eine Prallmühle, wo es auf die anebene
Korngröße gebrochen wrd Das von dem Brecher 1ls ausgetragene, gebrochene Gramllat
wird
mittels einer weiteren Fördereinrichtung 15 an einem zweiten Magnetabscheider 16
vorbeigefiihrt, wo noch allenfalls vorhandene metallische Bestandteile ausgeschieden
werden. Das Granulat ist sodann verwendungsfertig.
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Zur Nutzung der Abwärme wird das Wasser des Wasserbades 10 durch
eine Leitung 17 einer Pumpe 18 zugeführt, die das Wasser in einen Wärmetauscher
19 leitet. Mittels des Wärmetauschers kann das in die Granulierrinne 9 eingeleitete
Wasser auf etwa 6000 vorgewärmt werden.
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Anstelle der dargestellten Zyklonfeuerung könnte z.B. auch eine Wirbelschmelzfeuerung
oder ein Drehrohrofen verwendet werden. Das Wasser kann durch die Granulierrinne
z.B. auch in Form eines Wasserstrahles geleitet werden.
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Der so gewonnene Zuschlagstoff kann gemeinsam mit organischen oder
anorganischen Bindemitteln zum Herstellen von hochwertigem Beton herangezogen werden.
Das glasige Granulat gewährleistet hierbei eine ausgezeichnete Wärmedäinming.
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Zum Einstellen der gewiinschten Schlackenzusammensetzung und zum
Herabsetzen der Schlackenschmelztemperatur können die Verbrennungsrückstände gemeinsam
mit Zuschlagstoffen, wie z.B. Quarzsand, Kalk oder Eisenoxidabfällen, aufgeschmolzen
werden. Dadurch kann die jahreszeitlich stark schwankende Müllzusammensetzung ausgeglichen
und ein Produkt gleichmäßiger Qualität hergestellt werden.
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Beispiel 1: In einem Schmelzofen an sich bekannter Bauart werden stiindlich
etwa 25 t Hausllaltsmiill eingebracht. Nach dem Verbrennen und Schmelzen der Schlacke
verbleibt eine Menge von etwa 2,8 bis 3 t, die feuerflüssig aus einem Loch am Boden
des Schmelzofens in eine Granulierrinne tropft. Das
Granulieren
erfolgt hier mittels eines Wasserstrahles, der gleichzeitig die granulierten Teilchen
in ein Absetzbecken schwemmt.
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Aus dem Absetzbecken wird das Wasser wieder riickgefiihrt zur weiteren
Verwendung bei der Granulierung, wobei es unter Umständen mittels der beim Kessel
anfallenden Wärme vorgewärmt wird.
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Die chemische Zusammensetzung dieser Schlacke ist etwa folgende:
SiO2 48 % Fe2O3 14 % Al2O3 11 % CaO Aus dem Absetzbecken wird das Granulat mittels
eines Stahlplattenbandes herausgefördert und abgeworfen auf ein Gummiförderband,
über welchen ein Magnetabscheider montiert ist, der die groben Eisenbestandteile
abscheidet. Anschließend passiert das salat serial einen Doppelwal wenbrecher, der
das Granulat auf die gewünschte Feinheit bricht.
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Durch das Aufbrechen werden an den Schnittflächen weitere kleine
Eisenteilchen freigelegt, die mittels eines zweiten dahinter geschalteten Magnetabscheiders
entfernt werden können.
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Nach Ausscheiden der groben Eisenbestandteile ist das verb]eibende
gebrochene Granulat gut zur Verwendung für die Herstellung von Mörtel oder Beton
geeignet.
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Beispiel 2: In dem vorhandenen Schmelzkessel eines kalorischen Kraftwerkes
werden pro Stunde 15 t gemahlene Steinkohle eingeblasen. Bei einer Miillverbrennungsanlage
fallen
Verbrennungsrückstände an, die noch beträchtliche Teile
an brennbaren Bestandteiles enthalten und die nicht aufgeschmolzen wurden und daher
im Betonbau nicht verwendet werden können. Diese werden fein gemahlen und in einer
Menge von etwa 1,4 bis 1,6 t pro Stunde zusammen mit der feingemahlenen Kohle in
den Schmelzkessel des Kraftwerkes eingeblasen. Die am unteren Ausgang des Schmelzkessels
feuerflüssig herausstropfende Schlacke hat eine chemische Zusammensetzung in ihren
Hauptbestandteilen etwa: SiO2 45 % Fe2O3 12 % Al2O3 17 % CaO 6 % Diese Schmelze
wird über eine Granulierrinne mit vorgewärmtem Wasser granuliert, die weitere Behandlung
erfolgt wie im Beispiel 1.
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1 Figur 3 Ansprüche
L e e r s e i t e