DE4445654A1

DE4445654A1 - Method and device for the thermal treatment of mineral granules

Info

Publication number: DE4445654A1
Application number: DE19944445654
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr Mueller
Original assignee: Sandoz AG; Sandoz Patent GmbH
Current assignee: MBT Holding AG
Priority date: 1994-12-21
Filing date: 1994-12-21
Publication date: 1996-06-27
Also published as: WO1996019416A1; AU4346596A

Abstract

The invention concerns a process for the thermal treatment of mineral granules in a continuous furnace. The time spent by the granules in the furnace is selected to ensure optimal ceramification and the granules are spread out on an inert base to prevent clumping. The ceramified granules can be used as light sand in construction materials.

Description

Es gibt bereits Verfahren zur Verarbeitung von Kiesschlamm oder Flugasche in der Form, daß diese in eine Keramikstruktur eingebaut oder verglast werden. Die bekannten Verfahren arbeiten aber so, daß die zu inertisierenden Stoffe einer längeren Wärmebehandlung, vornehmlich im Drehrohrofen, ausgesetzt sind und dadurch die bekannten Nachteile aller in einem solchen Ofen behandelten Keramiken oder Schaumgläser aufweisen (Offenporigkeit, verletzte Oberflächen, Wasseraufnahme).There are already processes for processing gravel sludge or fly ash in the form that these are built into a ceramic structure or glazed. The known methods but work in such a way that the substances to be rendered inert after a longer heat treatment, mainly in rotary kilns, are exposed and thereby the known disadvantages of all in ceramic or foam glasses treated in such an oven (open porosity, damaged surfaces, water absorption).

In der EP 134.584 ist ein Verfahren und Vorrichtung beschrieben, die zur thermischen Behandlung von Granulat aus Schlämmen geeignet ist. Dieses Verfahren basiert jedoch auf einer Erhitzung im Gegenstrom mit heißem Gas, das einerseits zur Verwirbelung und damit zur vermehrten Verklebungsgefahr der geschmolzenen Partikel und andererseits zur Produktion von größeren Mengen an Abgasen führt.EP 134.584 describes a method and device for thermal Treatment of granules from sludges is suitable. However, this procedure is based on a countercurrent heating with hot gas, which on the one hand causes turbulence and thus to the increased risk of sticking of the molten particles and on the other hand to Production of larger quantities of exhaust gases leads.

Es wurde nun gefunden, daß durch Einsatz eines Durchlaufofens diese Nachteile vermieden werden können und eine gezielte thermische Behandlung von mineralischem Granulat möglich wird.It has now been found that these disadvantages are avoided by using a continuous furnace and a targeted thermal treatment of mineral granules is possible becomes.

Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren zur thermischen Behandlung von mineralischem Granulat, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat in einem Durchlaufofen aufgeheizt wird und nach Verlassen des Ofens wieder abgekühlt wird. Ein wesentlicher Aspekt dieses Verfahrens ist, daß das Granulat in einer einlagigen Partikelschicht auf einer Unterlage liegt, die das Anbacken vermeiden soll, bzw. zu diesem Zweck mit einem geeigneten Mittel beschichtet ist.The invention thus relates to a method for the thermal treatment of mineral granules, characterized in that the granules in a continuous furnace is heated and cooled again after leaving the oven. An essential one Aspect of this method is that the granules in a single-layer particle layer on a Underlay is to avoid baking, or for this purpose with a suitable agent is coated.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann wie folgt erläutert werden:
Das zu behandelnde Gut, das in Form von Granulat, mit einer Korngröße kleiner als 20 mm dem Ofen zugesetzt wird, durchläuft diesen in einer gezielt gewählten Durchlaufzeit. Die Durchlaufzeit ist durch folgende Faktoren bedingt: Ofenlänge; Geschwindigkeit des Laufbandes; Granulatform und Größe.The method according to the invention can be explained as follows:
The material to be treated, which is added to the furnace in the form of granules with a grain size of less than 20 mm, passes through it in a specifically selected throughput time. The lead time is determined by the following factors: furnace length; Treadmill speed; Granule shape and size.

Bei einer Ofentemperatur, die sich nur wenig über der Schmelztemperatur der Granulatpartikel befindet, wird das Produkt langsam und gleichmäßig aufgeschmolzen und verglast. Es erhält so die gewünschte geschlossene Oberfläche und feinporige Innenstruktur. Die Partikel sollen sich nicht berühren, um ein Zusammenkleben zu verhindern. Aus energetischen Gründen ist der Ofen so zu gestalten, daß die Unterlage für die Partikel auf möglichst hohem Temperaturniveau gehalten wird.At an oven temperature that is only slightly above the melting temperature of the granulate particles the product is melted and glazed slowly and evenly. It gets so the desired closed surface and fine-pored inner structure. The particles should do not touch to prevent sticking together. For energetic reasons to design the oven so that the base for the particles is as high as possible Temperature level is maintained.

Der Ofen wird mittels elektrischer Widerstandsheizung oder Flamme eines fossilen Energieträgers oder einer Kombination aus beiden beheizt.The furnace is powered by electrical resistance heating or a fossil flame Energy carrier or a combination of both heated.

Der Durchlaufofen kann linear oder kreisrund ausgeführt sein. Das Produkt befindet sich auf einer Unterlage, die mittels bewegter Rollen (Rollenofen) oder auf Transportwagen (Herdwagenofen) bewegt wird. Um Wärmeverluste durch das Abkühlen der Unterlage oder Transportwagen gering zu halten, sollten bei einer Längsausführung zwei Öfen mit entgegengesetzter Transportrichtung parallel neben- oder übereinander angeordnet sein.The continuous furnace can be linear or circular. The product is on a surface that can be moved by means of moving rollers (roller oven) or on transport trolleys (Bogie hearth furnace) is moved. To heat loss from cooling the pad or To keep transport trolleys small, two ovens should be used in a longitudinal version opposite transport direction parallel to each other or one above the other.

Der so beschriebene Ofen wird in einem Temperaturbereich von ca. 1000°C bis ca. 1400°C eingesetzt, wobei die Partikel zum Keramisieren je nach Größe unterschiedliche Verweilzeiten benötigen. Die Verweilzeit liegt zwischen 30 Sekunden und 10 Minuten und kann mit der Durchlaufgeschwindigkeit, der Länge des Ofens resp. der Länge der beheizten Zone bzw. durch Einsatz von mehreren Aufgabestellen längs der beheizten Zone oder der Ofentemperatur gesteuert werden.The furnace described in this way is in a temperature range of approx. 1000 ° C to approx. 1400 ° C used, the particles for ceramics depending on the size different Need dwell times. The dwell time is between 30 seconds and 10 minutes can with the throughput speed, the length of the furnace resp. the length of the heated Zone or by using several feed points along the heated zone or Oven temperature can be controlled.

Die Atmosphäre im Ofeninneren (Wärmebehandlungsraum) kann je nach Ausmauerungs material und nach dem zu behandelnden Gut, oxidierend bis reduzierend gefahren werden. Durch einen gewissen Luftaustausch (Prozeßgas) im Ofeninneren wird die Ofenatmosphäre klar, d. h. ungetrübt gehalten (wichtig für Strahlungswärmeübertragung). The atmosphere inside the furnace (heat treatment room) can vary depending on the lining material and according to the goods to be treated, oxidizing to reducing. A certain air exchange (process gas) inside the furnace changes the furnace atmosphere sure: D. H. kept clear (important for radiant heat transfer).

Der Vorteil des Ofens liegt in der gezielten Steuerung des Verglasungsprozesses durch eine gut kontrollierte Wärmezufuhr innerhalb einer definierten Zeitspanne.The advantage of the furnace lies in the targeted control of the glazing process by well-controlled heat supply within a defined period of time.

In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Ofen mit einer speziellen Aufgabevorrichtung versehen, die für das Einführen von Granulat besonders geeignet ist. Diese Einrichtung bringt das vorbereitete Granulat in den Ofen. Die Vorrichtung muß wegen der Ofenstrahlung gekühlt resp. wärmeisoliert werden. Es ist darauf zu achten, daß die Strahltemperatur 1100°C nicht übersteigt, um die Stahlteile nicht zu schädigen und Anbackungen des Aufgabematerials zu vermeiden. Andererseits dürfen sich die aufgegebenen Partikel hier nicht wieder abkühlen.In a special embodiment of the method according to the invention, the furnace is included a special feeding device, which is particularly suitable for the introduction of granules suitable is. This device brings the prepared granulate into the oven. The device must be cooled because of the oven radiation. be insulated. It is important to ensure, that the jet temperature does not exceed 1100 ° C in order not to damage the steel parts and Avoid caking of the feed material. On the other hand, the abandoned Do not cool particles down here.

Die Aufgabevorrichtung selbst sowie die Kühleinrichtungen sind mittels geeigneter Meß- und Regelorgane zu steuern und zu überwachen.The feed device itself and the cooling devices are by means of suitable measuring and Control and monitor regulatory bodies.

Distribution of materials in the furnace

Da die Wärmezufuhr im Ofen über Strahlung ab der Ofeninnenwand und/oder durch Konvektion erfolgt, ist es wichtig, daß das zugegebene, zu behandelnde Material sich nicht selber abdeckt und damit den Wärmefluß behindert. Aus diesem Grunde ist die Verteilung des Materials in einer Schicht von großer Bedeutung.Since the heat input in the furnace is caused by radiation from the inner wall of the furnace and / or If convection occurs, it is important that the added material to be treated is not covers itself and thus hinders the flow of heat. For this reason, the distribution of material in a layer of great importance.

Falls gewünscht, kann der Durchlaufofen auch mit einem Vorerhitzer kombiniert werden, der eine Aufheizung des Granulats auf eine gewünschte Temperatur bewirkt und eine optimale Behandlung im eigentlichen Ofen erlaubt. Der Vorerhitzer hat die Aufgabe, das Granulat auf möglichst hohe Temperaturen zu erwärmen. Die Trocknung des Granulates kann darin integriert werden. Bei 700-1000°C erfolgt die Entcarbonatisierung (Austreibung von CO₂), die vollständig erfolgen muß. Das Material muß dazu 10 bis 40 min. bei dieser Temperatur gehalten werden. Anschließend wird das Material weiter hoch geheizt, wobei das Zusammen- oder Ankleben eine Grenze darstellt. Die Verweilzeit und das Aufheizprofil müssen so gewählt werden, daß die dem Granulat beigemischten Zuschlagstoffe (Blähmittel) nicht geschädigt werden.If desired, the continuous furnace can also be combined with a preheater, the heating the granules to a desired temperature and optimal Treatment in the actual oven allowed. The preheater's job is to open the granules to heat the highest possible temperatures. The granulate can be dried in it to get integrated. At 700-1000 ° C, the decarbonation (expulsion of CO₂) takes place must be done completely. The material must do this for 10 to 40 min. at this temperature being held. The material is then heated further, the assembly or Gluing represents a limit. The dwell time and the heating profile must be like this should be chosen so that the additives (blowing agents) added to the granulate are not be harmed.

Dieser Vorgang erfolgt vorzugsweise in einer gas- oder strombeheizten Drehtrommel oder einem Band- oder Tunnelofen, dem das feuchte oder getrocknete Rohgranulat dosiert zugeführt wird. Auch ein Fließbettofen, der ein ausreichendes Energieangebot sicherstellt, ist einsetzbar. In jedem Fall ist das Material ständig in Bewegung zu halten, da es bereits bei Temperaturen unter 1000°C zum Zusammenkleben neigen könnte. Das Granulat ist schonend zu bewegen, da andernfalls unerwünschter Abrieb oder sogar Zerstörung der Granulate eintritt.This process is preferably carried out in a gas or electricity heated rotary drum or a belt or tunnel oven, which the moist or dried raw granulate doses is fed. Also a fluid bed furnace that ensures a sufficient supply of energy applicable. In any case, the material must be kept in motion, as it is already in use Temperatures below 1000 ° C could tend to stick together. The granules are gentle to move, as otherwise undesirable abrasion or even destruction of the granules occurs.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in verschiedenen Ausführungsformen durchgeführt werden. Die bevorzugte Ausführungsform ist die Herstellung von Leichtsand in Anlehnung an das Verfahren der EP 134.584, wobei mineralische Ausgangsstoffe zusammen mit einem Blähmittel granuliert, getrocknet und im Durchlaufofen keramisiert werden. Falls gewünscht, können den mineralischen Ausgangsstoffen auch Abfallstoffe beigegeben werden, die auf diese Weise gefahrlos entsorgt werden können, wobei entweder ohne (um ein möglichst kompaktes Produkt zur Deponierung zu erhalten) oder mit Blähmittel (zur Herstellung von Leichtsand, das als Betonzuschlagstoff oder Mörtel, Strassen-/Bahn-Unterbau, usw. eingesetzt werden kann) vorgegangen wird.The method according to the invention can be carried out in various embodiments will. The preferred embodiment is the production of light sand based on to the process of EP 134.584, mineral starting materials together with a Blowing agents are granulated, dried and ceramized in a continuous furnace. If desired, can also be added to the mineral raw materials, the on this way can be disposed of safely, either without (to a possible compact product for landfill) or with blowing agent (for the production of Light sand that is used as a concrete aggregate or mortar, road / railway substructure, etc. can be used).

Durch den Einsatz von Blähmittel kann das Endprodukt im Raum- und Schüttgewicht auf die gewünschten Gewichtseigenschaften eingestellt werden. Dies ist vor allem von Bedeutung, wenn das Endgranulat einer Wiederverwertung mit marktkonformen Preisen zugeführt werden soll. Kommt eine Wiederverwertung nicht in Frage, so hat ein Einsatz von Blähmittel keinen Sinn, da das Endprodukt so kompakt wie möglich sein sollte, um Deponieplatz zu sparen.Through the use of blowing agents, the final product can have a density and bulk density on the desired weight properties can be set. This is particularly important if the final granules are recycled at prices in line with the market should. If recycling is out of the question, the use of blowing agents has no effect This makes sense because the end product should be as compact as possible to save landfill space.

Im Aufbereitungsprozeß des Rohgranulates ist es möglich, spezielle Reaktionshilfsstoffe zuzumischen, die nicht nur eine physikalische Inertisierung im keramischen Endgranulat, sondern auch eine chemische Inertisierung, zusätzlich zur physikalischen ermöglicht. Je nach Abfallstoff und Grundmaterial ist dieser Effekt auch ohne Reaktionshilfsstoff bereits aus den Grundmaterialien gegeben. Zusätzlich können im Durchlaufofen mit kontrollierter Ofenatmosphäre gewisse Reaktionen unterstützt werden (z. B. erhöhter O₂-Gehalt o. ä.).In the processing process of the raw granules, it is possible to use special reaction aids to be admixed, which is not only a physical inertization in the final ceramic granulate, but also chemical inerting, in addition to the physical one. Depending on This effect is already from the waste material and base material even without reaction auxiliary Given basic materials. In addition, in a continuous furnace with controlled Certain reactions are supported in the furnace atmosphere (e.g. increased O₂ content or the like).

Die Rohmaterialien für das erfindungsgemäße Verfahren teilen sich auf in keramikfähiges Grundmaterial, in Abfallstoff, in Reaktionshilfsstoffe, in Blähmittel und in Bindemittel. The raw materials for the process according to the invention are divided into ceramic-compatible ones Base material, in waste material, in reaction aids, in blowing agents and in binders.

Grundmaterial: als Grundmaterial dient normalerweise ein keramikfähiger mineralischer Schlamm, wie er in Kiesgruben als Waschschlamm, als Fluß- und Seeablagerung usw. anfällt. Es kann als Grundmaterial auch Flugasche aus Steinkohle- oder Braunkohlekraftwerken oder Müllverbrennungsanlagen eingesetzt werden. Das Grundmaterial sollte in möglichst feiner Form (Korngröße unter 60 µm) zur Verfügung stehen, um genügend Reaktionsoberfläche aufzuweisen. Die chemische und mineralogische Zusammensetzung des Grundmaterials ist genauer zu untersuchen, vor allem in Bezug auf die chemische Reaktionsfähigkeit zum Abfallstoff. Auch ist die Konstanz der Zusammensetzung des Grundmaterials über die Lieferdauer zu überwachen. Die Verträglichkeit des Rohmaterials und der Zuschlagstoffe mit der Ofenausmauerung und dem Unterlagematerial ist zu untersuchen.Base material: a ceramic mineral is normally used as the base material Mud, such as that found in gravel pits as washing sludge, as river and lake deposits, etc. It can also be used as a base material from fly ash from hard coal or brown coal power plants or Waste incineration plants are used. The base material should be as fine as possible Shape (grain size below 60 µm) are available to provide enough reaction surface to show. The chemical and mineralogical composition of the base material is to be examined more closely, especially with regard to the chemical reactivity to Waste. Also the constancy of the composition of the basic material is about the Monitor delivery time. The compatibility of the raw material and the additives with the furnace lining and the underlay material must be examined.

Abfallstoff: Als Abfallstoff wird das zu inertisierende Material bezeichnet. Es sind dies vor allem schwermetallhaltige Pulver und Schlämme, es können aber auch andere zu entsorgende chemische Verbindungen sein, die durch eine Temperaturbehandlung umgewandelt oder durch Einkeramisieren inertisiert werden. Die genauere Zusammensetzung und die zu erwartenden Reaktionen müssen bekannt sein. Auch hier besteht die Forderung nach möglichst feinem Material, welches eventuell, wenn nicht fein genug, noch vorgängig aufgemahlen werden muß (Mahlfeinheit 10-20 µm). Die Abfallstoffe sind in einem je nach Konzentration noch zu bestimmenden Verhältnis, dem Grundstoff beizumischen. Es kann im Fertigmaterial von einem Gehalt an reinen Abfallstoffverbindungen von 10-30 Gew.-% oder mehr des Grundmaterials ausgegangen werden. Der Abfallstoff muß im Gegensatz zum Grundmaterial geschlossen gelagert werden (Silos) und mit geeigneten Dosiermethoden dem Grundmaterial zudosiert und beigemischt werden. Durch Absaugen muß jeglicher Staubaustritt verhindert werden.Waste: The material to be rendered inert is called waste. These are before all heavy metal powders and sludges, but there are also other ones to be disposed of chemical compounds that are converted by a thermal treatment or by Ceramicizing be rendered inert. The more precise composition and the expected Reactions must be known. Here too there is a demand for the finest possible Material that may be ground beforehand, if not finely enough must (grinding fineness 10-20 µm). The waste materials are still too depending on the concentration determining ratio to mix with the basic material. It can be in the finished material from a content of pure waste compounds of 10-30 wt .-% or more of Basic material are assumed. The waste material must be in contrast to the basic material are stored closed (silos) and with suitable dosing methods the base material be added and mixed. Any dust leakage must be prevented by suction will.

Reaktionshilfsstoffe: Wenn notwendig, kann dem Grundmaterial eine zusätzliche Komponente zugemischt werden, um eine bestimmte chemische Reaktion mit dem Abfallstoff zu erreichen oder zu verbessern. Es kommen je nach Grund- und Abfallmaterial verschiedenste Reaktionshilfsstoffe in Frage. Aus Kostengründen wird der Einsatz von Reaktionshilfsstoffen möglichst beschränkt. Auch hier besteht die Forderung der Feinheit.Reaction aids: If necessary, an additional component can be added to the base material are mixed in to achieve a certain chemical reaction with the waste or improve. Depending on the basic and waste material, there are various Reaction aids in question. For cost reasons, the use of reaction aids as limited as possible. Here too there is a demand for delicacy.

Blähmittel: Wenn das Endprodukt auf dem Baumarkt wiederverwertet werden soll, kann das Endprodukt mit einem Blähmittel aufgebläht und damit mit einem leichteren Raum- und Schüttgewicht versehen werden. Es sind dies vor allem wirtschaftliche und anwendungstechnische Gründe, die zu dieser Forderung führen. Naturgemäß werden die mechanischen Festigkeitseigenschaften dieses Leichtgranulats schlechter sein als bei einem Kompakt-Granulat. Die jeweiligen Vor- und Nachteile sind genau zu ermitteln und gegeneinander abzuwägen. Als Blähmittel kommen anorganische Verbindungen in Frage, welche bei der Keramisiertemperatur Gase abspalten und so zu einem porösen Keramikaufbau führen. Auch hier besteht wiederum die Forderung nach Feinheit. Im allgemeinen werden dem Rohmaterial zwischen 0,05 und 5 Gewichtsprozent Blähmittel beigemischt. Bei höheren Blähmittelkonzentrationen ergibt sich zwar eine größere Volumenzunahme. Die erhaltenen Partikel haben jedoch nur eine geringe Festigkeit.Blowing agent: If the end product is to be recycled at the hardware store, it can End product inflated with a blowing agent and thus with a lighter space and Bulk density. These are mainly economic and application-related reasons that lead to this requirement. Naturally, the mechanical strength properties of these lightweight granules are worse than one Compact granules. The respective advantages and disadvantages must be precisely determined and weigh up against each other. Inorganic compounds are suitable as blowing agents, which split off gases at the ceramic temperature and thus to a porous ceramic structure to lead. Here again there is a demand for delicacy. In general, the Raw material mixed between 0.05 and 5 weight percent blowing agent. At higher Blowing agent concentrations result in a larger increase in volume. The received However, particles have little strength.

Bindemittel: Bei schlechter Granulations- und Bindefähigkeit des Grundmaterial/ Abfallstoffgemisches (z. B. bei Einsatz von Steinkohleflugasche als Grundmaterial möglich) muß mit einem Bindemittel die Rohgranulatfestigkeit verbessert werden. Als Bindemittel kommen chemische Binder, aber mit Vorteil physikalische Bindemittel in Frage. Ein solches ist z. B. das Zumischen von tonartigen Substanzen (ähnlich der schlammartigen Grundmaterialien) die zu Kapillarkraftbindungen führt.Binder: In the case of poor granulation and binding ability of the base material / Waste material mixture (e.g. possible if hard coal fly ash is used as the basic material) the raw granulate strength must be improved with a binder. As a binder chemical binders are possible, but physical binders are an advantage. Such one is z. B. the admixture of clay-like substances (similar to the mud-like Base materials) which leads to capillary force bonds.

Zu den Rohmaterialien ist noch festzuhalten, daß für die Herstellung von Leichtsand drei Anforderungen erfüllt sein müssen:Regarding the raw materials, it should be noted that three for the production of light sand Requirements must be met:

- Appropriate clay or other binders should ensure that they can be granulated;
- Because of the specific energy requirement in the furnace, they should be as low as possible Have calcium carbonate content; and
- Their chemical composition should be such that melting and subsequent glazing takes place.

Alle obigen Materialien werden, abgesehen vom Grundmaterial, geschlossen in Silos oder Tanks gelagert. Sie werden über geeignete Dosiervorrichtung abgemessen und einem Mischer oder einem Misch-Granulator zugeführt. Dort werden die Stoffe innig gemischt und anschließend in der gleichen, oder auf einer nachgeschalteten Maschine granuliert. Je nach Feuchtgehalt der Materialien wird zusätzlich Wasser zugegeben oder unter Zufuhr von Warmluft Wasser weggeführt (getrocknet).All of the above materials, apart from the basic material, are closed in silos or Tanks stored. They are measured using a suitable dosing device and a mixer or fed to a mixing granulator. There the substances are mixed intimately and then granulated in the same machine or on a downstream machine. Depending on Moisture content of the materials is added water or with the addition of Warm air water removed (dried).

Mixing the components

Eine absolut homogene Mischung ist unbedingt erforderlich und durch die Wahl des Mischverfahrens sicherzustellen. Handelt es sich bei dem Rohmaterial und den Zuschlagsstoffen ausschließlich um trockene Pulver, kann trocken gemischt werden. Bei feuchtem Rohprodukt, wie Kiesschlamm sollte der Weg des Wiederanmaischens und des Mischens in der Suspension, die anschließend auf einem geeigneten Filtrationsgerät (z. B. Filterpresse) auf Restfeuchten von 15-20% filtriert wird. Idealerweise mischt man die Zuschlagsstoffe bereits an der Quelle des Kieselschlammes in der Waschwasser- Reinigungsanlage des Kieswerkes zu.An absolutely homogeneous mixture is absolutely necessary and through the choice of Ensure blending. Is it the raw material and the Additives only around dry powder, can be mixed dry. At moist raw product, like gravel sludge should be the way of remixing and Mixing in the suspension, which is then carried out on a suitable filtration device (e.g. Filter press) is filtered to residual moisture of 15-20%. Ideally you mix them Aggregates already at the source of the pebble sludge in the wash water Cleaning plant of the gravel plant too.

Zugleich mit den obigen Materialien wird aller Staub aus der Anlage (aus Filter, Zyklone, Sieb etc.) zurückgeführt und dem anderen Material beigemischt. Für den Granulationsprozeß ist es von Vorteil, wenn ein gewisser Staubanteil zugesetzt werden kann (raschere Granulatbildung). Das so gebildete Rohgranulat sollte ungefähr in der Korngröße von 1-20 mm Durchmesser liegen.All dust from the system (from filters, cyclones, Sieve etc.) and mixed with the other material. For the granulation process it is advantageous if a certain amount of dust can be added (faster Formation of granules). The raw granulate formed in this way should have a grain size of approximately 1-20 mm Diameter.

Nach der Granulation, die im Chargenbetrieb oder kontinuierlich geführt wird, wird das Rohgranulat über eine geeignete Puffereinrichtung und einem Grobsieb dem Trockner zugeführt, ab dem der Prozeß kontinuierlich geführt wird. Im Grobsieb werden alle größeren Knollen, Anklebungen etc., die nicht feingranuliert sind, ausgesiebt und können über das Grundmaterial dem Prozeß wieder zugeführt werden.After the granulation, which is carried out in batch operation or continuously, this becomes Raw granulate to the dryer via a suitable buffer device and a coarse sieve supplied, from which the process is carried out continuously. In the coarse sieve, all larger ones Tubers, adhesions etc. that are not finely granulated are screened out and can be removed using the Basic material can be fed back into the process.

Im Trockner, entweder einem Trommeltrockner, einem Schwebebetttrockner oder einem Bandtrockner, wird das Rohgranulat mit Heißluft aus der Anlage weitgehend getrocknet. Das ausgetriebene Wasser wird mit der Trocknungsluft über die Filteranlage der Umwelt zugeführt. Sollte es notwendig sein, so kann der Trockner im Falle eines Trommeltrockners auch indirekt beheizt werden, die ausgetriebene Feuchtigkeit kondensiert und von eventuellen Schadstoffen gereinigt werden.In the dryer, either a tumble dryer, a floating bed dryer or one Belt dryer, the raw granulate is largely dried with hot air from the system. The Expelled water is released with the drying air through the environmental filter system fed. Should it be necessary, the dryer can be used in the case of a drum dryer are also heated indirectly, the expelled moisture condenses and from possible Pollutants are cleaned.

Nach dem Trockneraustrag kann das trockene Rohgranulat über einen kleinen Walzenbrecher geführt werden, in dem das gewünschte Maximalkorn begrenzt wird, d. h. eventuelles Überkorn wird im Brecher zerkleinert und belastet den Prozeß nicht. Nach dem Brecher wird das Granulat mit einem pneumatischen Lift, einem Brecherwerk oder einer anderen geeigneten Fördereinrichtung dem Feinsieb zugeführt und dort vor allem das Unterkorn (Staub) ausgesiebt, das wie alle anderen Prozeßstäube im Mischer wieder dem Rohmaterial zugeführt wird.After the dryer has been discharged, the dry raw granulate can be removed using a small roller crusher be carried out by limiting the desired maximum grain, d. H. possibly Oversize is crushed in the crusher and does not burden the process. After the crusher the pellets with a pneumatic lift, a crusher or another suitable conveyor to the fine screen and there especially the undersize Sieved (dust), which like all other process dusts in the mixer again the raw material is fed.

Nach dem Sieb wird das verbleibende Gutkorn in den Vorerhitzer dosiert und dort wie oben beschrieben vorgeheizt. Je nach zu behandelndem Abfallstoff muß die Temperatur im Vorerhitzer reduziert werden, um eine Schadstoffbelastung der Heißluft zu vermeiden.After the sieve, the remaining grain is dosed into the preheater and there as above described preheated. Depending on the waste material to be treated, the temperature in the Preheaters can be reduced to avoid polluting the hot air.

Gegebenenfalls kann auch auf die Vorheizstufe verzichtet werden. Hierdurch verlängert sich die Verweilzeit im Durchlaufofen entsprechend.If necessary, the preheating stage can also be dispensed with. This extends the dwell time in the continuous furnace accordingly.

Die zum Vorerhitzen und gegebenenfalls Entcarbonatisieren zuzuführende Wärme richtet sich nach Produkt, Abfallstoff und zulässige Vorheiztemperatur. Diese wird in der Regel zwischen 400-1100°C liegen. Nach dem Vorerhitzer wird das Granulat in den Durchlaufofen dosiert.The heat to be supplied for preheating and, if appropriate, decarbonation is directed by product, waste material and permissible preheating temperature. This is usually between 400-1100 ° C. After the preheater, the granulate is metered into the continuous furnace.

In den Durchlaufofen wird das vorgeheizte Granulat hineindosiert und durchläuft diesen. Während des Durchlaufens nimmt das Granulat durch die sehr intensive Strahlungs- oder Konvektionshitze des Ofens Wärme auf und erreicht die Keramisiertemperatur des Grundmaterials. Diese liegt je nach dessen Zusammensetzung im Bereich von 1150-1350°C. Je nach Temperatur der Vorerhitzung liegt die so keramisierbare maximale Größe des Granulats im Bereich von ca. 1-20 mm Durchmesser oder größer.The preheated granulate is metered into the continuous furnace and passes through it. During the run, the granules take off due to the very intense radiation or Convection heat of the furnace heats up and reaches the ceramic temperature of the Basic material. Depending on its composition, this is in the range of 1150-1350 ° C. Depending on the temperature of the preheating, the maximum size of the ceramic that can be ceramized Granules in the range of approximately 1-20 mm in diameter or larger.

Die Erhitzung im Granulatkorn erfolgt von außen nach innen, d. h. die Oberfläche des Korns erreicht sehr rasch die Keramisiertemperatur und überschreitet diese, sie erreicht einen pastösen bis flüssigen Zustand. Mit fortschreitender Durchlaufzeit wandert dieser Zustand nach innen, so daß bis das Korn den Ofen verläßt, das Korn bis innen in diesen Zustand gelangt. Auf Grund der Oberflächenspannungen wird das keramisierte Korn kugel- oder ellipsoidförmig. Durch die Verteilung des Granulates über die Unterlage wird ein gegen seitiges Berühren der Körner verhindert. Das Korn hat nach Ende des Ofenprozesses eine gleichmäßig durchkeramisierte Struktur, in die die eventuellen Abfallstoffe gleichmäßig verteilt eingebaut sind.The heating in the granulate takes place from the outside inwards. H. the surface of the grain quickly reaches and exceeds the ceramic temperature, it reaches you pasty to liquid state. As the lead time advances, this condition changes inside so that until the grain leaves the oven, the grain inside to this state reached. Due to the surface tension, the ceramized grain becomes spherical or ellipsoidal. By distributing the granules over the base, a counter is prevents the grains from touching on the side. The grain has one at the end of the oven process evenly ceramized structure, in which the possible waste materials evenly are installed distributed.

Je nach Grundmaterial und Art der Abfallstoffe, sind diese nicht nur in die Keramikstruktur fest und unlöslich eingebaut, sondern es bilden sich auch chemische Verbindungen zwischen dem Grundmaterial (ev. mit Reaktionshilfsstoff) und dem Abfallstoff. Diese können den Abfallstoff zusätzlich zur physikalischen Inertisierung (Einbinden in die Keramikstruktur) auch chemisch inertisieren. Durch die hohe Oberflächentemperatur des Kornes bildet sich über das Korn ein Flüssigkeitsfilm, der ein Verdampfen der Abfallstoffe außerhalb des Korns zumindest teilweise verhindert.Depending on the basic material and type of waste, these are not just in the ceramic structure solid and insoluble, but chemical bonds are also formed between them the base material (possibly with reaction aid) and the waste material. These can Waste in addition to physical inerting (integration into the ceramic structure) also inert chemically. Due to the high surface temperature of the grain, over forms the grain is a film of liquid, which is an evaporation of the waste materials outside the grain at least partially prevented.

Im Gegensatz zu allen im Drehrohrofen stattfindenden Prozesse, haben die Körner im Durchlaufofen keine gegenseitige Berührung. Dadurch und durch die kurze Heißbehandlungszeit, ist die Gefahr von austretenden Gasen aus dem Korn und die dadurch bewirkte Offenporigkeit, ebenso wie die Verletzung der Oberfläche des Korns durch das Rollen aufeinander, nur sehr beschränkt und die Umweltbeständigkeit des Endproduktes wesentlich verbessert.In contrast to all processes taking place in the rotary kiln, the grains in the Continuous furnace no mutual contact. Because of this and because of the short heat treatment time, is the danger of escaping gases from the grain and the resulting Open porosity, as well as damage to the surface of the grain from rolling one another, only very limited and the environmental resistance of the end product is essential improved.

Sind dem Materialgemisch auch Blähmittel zugegeben, so bilden diese bei den obigen Temperaturen ihrerseits Gase, die zu einem feinporigen Aufblähen des Korns auf das 1- bis 10-fache des Volumens führen. Durch die obigen, sehr rasch ablaufenden Prozesse bedingt, ist es sehr wichtig, daß alle zu reagierenden Materialien möglichst große Feinheit aufweisen (große Reaktionsoberfläche = schnelle Reaktion). Durch die Ofennutzraum-Atmosphäre, die in der Anlage teilweise angepaßt werden kann, können diese Reaktionen noch gefördert werden. Selbstverständlich werden an der Kornoberfläche und auch durch aus dem Korn austretende Gase, gewisse Reaktionen mit der Ofenatmosphäre stattfinden (Verbrennungen etc.), die ein fortlaufendes Ersetzen der Ofenatmosphäre notwendig machen. Diese Ofen atmosphäre kann vorne oder hinten im Ofen abgesaugt werden und entsprechender Ersatz zugeführt werden.If blowing agents are also added to the material mixture, these form in the above Temperatures in turn gases that cause the grain to expand to a fine-pored size Lead 10 times the volume. Due to the above, very fast running processes, it is very important that all materials to be reacted have the greatest possible fineness (large reaction surface = fast reaction). Because of the furnace usable atmosphere can be partially adapted in the plant, these reactions can still be promoted will. Of course, on the grain surface and also through from the grain escaping gases, certain reactions with the furnace atmosphere take place (burns etc.), which make it necessary to continuously replace the furnace atmosphere. This oven atmosphere can be vacuumed in the front or back of the oven and a corresponding replacement be fed.

Bei der Herstellung poröser Keramikkügelchen (Einsatz in Leichtmörtel oder -beton) ist eine feinporige Struktur mit gleichmäßiger Rohdichte für die Festigkeit von großer Bedeutung. Da kleine Partikel weniger Wärme im Ofen benötigen, besteht die Gefahr, das diese "überhitzt" werden und dabei Hohlkugeln bilden, die weniger stabil sind, oder bereits zu massiven Partikeln kollabieren. Bei hohen Ansprüchen an das Produkt bietet es sich daher an, das Granulat durch Siebung zu fraktionieren und nur jeweils eine Partikelgrößenklasse (z. B. 1,0-1,5 mm oder 1,5-2 mm usw.) dem Ofen aufzugeben, so daß die Prozeßbedingungen, wie die Temperatur und das Temperaturprofil über die Ofenlänge an die Partikelgröße optimal angepaßt werden können. Es ist weiterhin denkbar, die unterschiedlichen Fraktionen an verschiedenen Stellen des Ofens aufzugeben oder mehrere Öfen mit verschiedener Verweilzeit zu betreiben.In the production of porous ceramic spheres (use in light mortar or concrete) is one fine-pored structure with uniform bulk density of great importance for strength. Since small particles require less heat in the oven, there is a risk that they will become "overheated" and thereby form hollow spheres that are less stable or already closed massive particles collapse. If there are high demands on the product, it is therefore advisable to to fractionate the granules by sieving and only one particle size class at a time (e.g. 1.0-1.5 mm or 1.5-2 mm etc.) to the furnace so that the process conditions, like the temperature and the temperature profile over the furnace length to the particle size can be optimally adapted. It is still conceivable that the different groups at different places in the oven or several ovens with different To operate dwell time.

Das heißflüssige Produkt kann in einer Abkühltruhe im Durchlaufofen unter die Erstarrungstemperatur oder in einem Schwebebett-Kühler mit kalter Luft abgekühlt werden. Durch Kühlung wird innert Sekundenbruchteilen die Oberfläche des Korns soweit abgekühlt, daß sich diese verfestigt. Durch die Kaltluft wird das Korn in einem Schwebebett innerhalb weniger Sekunden weitgehend abgekühlt und der Wärmeinhalt an die Kühlluft übergeben. Diese wiederum wird als Heiß- und Trocknungsluft im Vorerhitzer und Trockner eingesetzt.The hot liquid product can be placed in a freezer in a continuous oven Solidification temperature or in a fluidized bed cooler with cold air. By cooling, the surface of the grain is cooled within a fraction of a second, that this solidifies. Due to the cold air, the grain is in a floating bed inside largely cooled down in a few seconds and the heat content was transferred to the cooling air. This in turn is used as hot and drying air in the preheater and dryer.

Im Gegensatz zu herkömmlicher, großstückiger Keramik ist das sehr rasche Abkühlen der keramischen Struktur des erfindungsgemäßen Produktes möglich, da einerseits durch die runde Form des Korns eine gleichmäßige Wärmeabgabe gegeben ist und andererseits durch die geringe Größe des Korns die Wärmeabgabe sehr rasch erfolgt.In contrast to conventional, large-sized ceramics, the very rapid cooling of the ceramic structure of the product according to the invention possible because on the one hand by the round shape of the grain gives a uniform heat emission and on the other hand by the small size of the grain gives off the heat very quickly.

Das abgekühlte, keramisierte Granulat wird aus dem Kühler ausgetragen und in ein Silo geblasen. In diesem Stand ist der ganze Prozeß abgeschlossen und das Abfallmaterial inert in das keramische Korn eingebunden. Dieses kann anschließend verbaut oder deponiert werden. The cooled, ceramized granulate is discharged from the cooler and into a silo blown. At this point the whole process is complete and the waste material is inert embedded in the ceramic grain. This can then be installed or deposited will.

Wie bereits angedeutet, kann das keramisierte Granulat als Leichtsand in Baumaterialien wie Beton, Mörtel, usw. verwendet werden und dient als Ersatz von herkömmlichen, schwereren Materialien. Insbesondere kann daraus ein Leichtmörtel für die Sanierung von Bauwerken hergestellt werden.As already indicated, the ceramized granulate can be used as light sand in building materials such as Concrete, mortar, etc. are used and serve as a replacement for conventional, heavier ones Materials. In particular, it can be used as a light mortar for the renovation of buildings getting produced.

Claims

1. A method for the thermal treatment of mineral granules by heating in an oven and cooling again after leaving the oven, characterized in that the granules are heated in a continuous furnace in a single-layer particle layer on a base during a specifically selected cycle time.

2. The method according to claim 1, characterized in that the treatment at one Temperature from about 1000 ° C to 1400 ° C takes place.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the granules in the Type is placed in the oven that ensures an even supply of heat and prevents the particles from sticking together.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the Transport document of the continuous furnace is equipped with a protective layer that the Baking of the product prevented.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the Raw materials from a ceramic-compatible basic material and, if desired Waste materials, reaction aids, blowing agents and / or binders exist.

6. The method according to claim 5, characterized in that the base material, optionally with the previous admixture of binders, reaction auxiliaries and / or blowing agent is granulated beforehand.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the Granules are brought to a temperature up to 1000 ° C in a preheater before it is placed in the continuous furnace.

8. Ceramicized granules, which by means of the method according to any one of claims 1 to 7 was produced.

9. Use of a ceramic granulate according to claim 8 as light sand in Building materials, for example in light mortar for the renovation of buildings or in Construction concrete.