DE60217829T2

DE60217829T2 - Füllstoff enthaltender Zement und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE60217829T2
Application number: DE2002617829
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Kreusch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2022-05-28
Also published as: DE60217829D1; EP1367033B1; EP1367033A1; ATE352527T1

Description

Gegenstand der Erfindung
Diese Erfindung betrifft einen Zement mit einem besonderen Füller und ein Herstellungsverfahren für diesen Zementfüller aus Kreide oder Schluff von Steinbrüchen.
Stand der Technik
Um Zement herzustellen, ist es notwendig, vier Hauptelemente mit festgelegter Dosierung zu verbinden: Kalk, Siliziumdioxid, Aluminiumoxid und Eisenoxid. Das wichtigste Element ist Kalk oder Kreide.
Die als Rohzement bezeichnete Mischung aus diesen Elementen wird in Anlagen entweder durch Trockenverfahren oder durch Nassverfahren behandelt.
Bei der Zementherstellung durch Nassverfahren wird der Rohzement gemahlen und mit Wasser vermischt, bis sich ein flüssiger Brei bildet, der homogenisiert und in Behältern gelagert wird. Dieser Brei wird anschließend in den oberen Teil des Drehofens von Zementwerken eingebracht.
Bei der Trockenherstellung wird der Rohzement normalerweise getrocknet und gemahlen, dann wird er in Silos homogenisiert und in Pulverform in einen Vorheizturm befördert, wo eine Teil-Entkarbonisierung stattfindet, bevor der Rohzement in den eigentlichen Drehofen eingebracht wird. Aus energietechnischen Gründen wird heute der Trockenherstellung der Vorzug gegeben.
Die erste Etappe des Zementherstellungsverfahrens ist das Brennen. Es erfolgt in leicht geneigten Drehöfen, durch deren Drehung der Rohzement nach und nach zur Flamme des Ofens befördert wird, die eine Temperatur von ungefähr 2000°C erzeugt. Diese führt zu einer als Klinkerbildung bezeichneten physikalisch-chemischen Reaktion der verschiedenen Oxide, die bei etwa 1450°C beginnt.
Diese Klinkerkörner werden anschließend mit Zusätzen und insbesondere Füllern vermischt und dann in einer Mahlphase vermahlen, um das Endprodukt, nämlich den Zement zu erhalten.
Durch die Verwendung von Ersatzbrennstoffen in den Öfen werden die Rauchgase der Zementwerke mit unerwünschten Stoffen wie vor allem Chlor und Schwefel angereichert, die unter anderem Korrosionsprobleme bei den Anlagen verursachen.
Die Einrichtung eines Bypass-Systems ermöglicht es jedoch, einen Teil der heißen Gase, die auch Abgase genannt werden, zurückzugewinnen, mit dem Ziel, ihnen durch dieses System Chlor und Schwefel zu entziehen, indem sie in „abgeschiedenen Stäuben" konzentriert werden, die normalerweise in elektrostatischen Filtern gewonnen werden. Diese abgeschiedenen Stäube können Chloridkonzentrationen bis zu 50.000 ppm enthalten, so dass ihre Entsorgung ein echtes Umweltproblem darstellt.
Bei den aktuellen Trockenherstellungsverfahren kann nur ein kleiner Teil der Bypass-Stäube verwendet werden, der dem Klinker zugefügt wird, damit der Chloridgehalt von 1000 ppm, der heute dem höchstzulässigen und genormten Wert im Zement entspricht, nicht überschritten wird.
Daher existiert derzeit eine große Menge von hoch mit Chloriden belasteten Stäuben aus dem Bypass, die nicht verwendbar sind und in den Steinbrüchen der Zementwerke oder ihren Nebenanlagen zwischengelagert oder deponiert werden müssen. Dies stellt ein großes Umweltproblem dar.
Die japanische Gesellschaft Taiheyo hat in ihrer Zeitschrift „Environmental Special Issue 2002" eine Methode zum Waschen der abgeschiedenen Stäube veröffentlicht, bei der diese in Tonschlämme umgewandelt werden, die nach mechanischer Dehydratierung praktisch frei von Chlor ist, das sich im Filtrat wiederfindet. Dieses wird durch CO₂ neutralisiert, das aus den heißen Gasen aus dem Schornstein des Zementofens stammt. Dabei handelt es sich jedoch um ein relativ komplexes und kostspieliges Verfahren. Dabei wird auch das Problem der Kreide oder des Schluffs mit einem Karbonatgehalt über 50% und einem zu hohen Feuchtigkeitsgehalt für die Verwendung als Füller beim Mahlen des Klinkers nicht gelöst.
Diese Erfindung betrifft vor allem einen Füller und ein Herstellungsverfahren für denselben, das die kontaminierten abgeschiedenen Stäube beinhaltet, die beim Mahlen des Klinkers verwendet werden, um die Wiederverwendung der besagten Stäube im Zement zu ermöglichen.
Ziele der Erfindung
Diese Erfindung beschreibt einen Zement, der mit einem Füller hergestellt wird, der seinerseits aus Kreide und/oder modifiziertem Schluff hergestellt wird, der direkt aus dem Steinbruch kommt. Die Erfindung ermöglicht es, das Problem der Wiederverwendung der abgeschiedenen Stäube zu lösen, die mit unerwünschten Elementen aus dem Ofen kontaminiert sind, und gleichzeitig einen ausreichend trockenen Füller zu liefern, der bei der Mahlphase des Klinkers verwendet werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Erfindung betrifft einen Zement, der aus gemahlenem Klinker hergestellt wird und einen Füller enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Füller zwischen 3 und 25 Gewichtsprozent abgeschiedene Stäube aus der Entstaubung, die aus dem Bypass des Drehofens des Zementwerks kommen und nicht gewünschte Bestandteile wie Chloride und/oder Sulfate enthalten, und 75–97 Gewichtsprozent einer Kreide- und/oder Schluffmischung enthält.
Ein Schlüsselelement dieser Erfindung ist es, dass die besagten abgeschiedenen Stäube zuvor auf die besagten Kreiden und/oder Schluffe gestreut werden, was zu einem Trocknungsprozess der Mischung führt, die aus einer exothermen Reaktion zwischen den Chloriden und den Karbonaten resultiert.
Vorteilhafterweise enthält der besagte gemahlene und mit Zusätzen versehene Klinker gemäß dieser Erfindung weniger als 1000 ppm Chloride im fertigen Produkt, d.h. im Zement.
Ein zusätzliches Ziel dieser Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren für einen Zementfüller vorzuschlagen, dadurch gekennzeichnet, dass Schluff und/oder Kreide aus einem Steinbruch mit 3 bis 25 Gewichtsprozent abgeschiedenen Stäuben aus dem Bypass des Drehofens des Zementwerks, die in einem Lagersilo zwischengelagert werden, bevor sie in einer Dosiereinheit dosiert und in einem Mischwerk gemischt werden, bestreut wird; diese Stäube rufen eine Trocknungsreaktion des besagten Schluffs und/oder der besagten Kreide hervor, um sie als Füller in der Zugabephase und Zerkleinerungsphase des Klinkers verwendbar zu machen.
Weiterhin werden gemäß der Erfindung die abgeschiedenen Stäube gleichzeitig oder auch nicht gleichzeitig mit dem Schluff und/oder der Kreide in das Mischwerk gegeben.
Schließlich schlägt die Erfindung die Verwendung der abgeschiedenen Stäube eines Zementofens mit nicht gewünschten Bestandteilen wie Chloriden und Sulfaten und von Kreide und/oder Schluff zur Herstellung eines Füllers vor, der während des Mahlens des Zementklinkers zu diesem hinzufügt wird.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 zeigt ein Schema der Zementherstellung im Nassverfahren und im Trockenverfahren; die Legende ist nachfolgend angegeben.
2 zeigt das Schema des Verfahrens gemäß dieser Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Wie vorstehend angegeben, sind die Hauptbestandteile des Klinkers Kalktuff, Klinker, Schluff, Kalk oder Kreide. Schluff und/oder Kreide aus Steinbrüchen sind von unterschiedlicher Zusammensetzung und enthalten im Allgemeinen, je nach Herkunft, mehr als 50% Kalziumkarbonat. Ihr hoher Wassergehalt verhindert normalerweise ihre Verwendung in einem Misch- oder Mahlverfahren. Diese Kreide als Rohstoff enthält mehr als 20% Feuchtigkeit, während die Verwendung eines Füllers bei der Phase des Vermahlens des Klinkers und der Zugabe von Zusätzen 10, 11 einen Feuchtigkeitsgehalt unter 5–6% erfordert.
Diese Erfindung zeigt eine Möglichkeit auf, die Stäube, die bei der Klinkerherstellung in einem Bypass 12, 2, auf dem Ofen 7, anfallen und stark mit Chloriden kontaminiert sind, zu verwenden. Diese werden auf weiße Kreide und/oder Schluff aus dem Steinbruch gestäubt, der im Wesentlichen aus Kalziumkarbonaten besteht, und führen zu einem exothermen Bindeprozess, mit dem Ziel, einen als Zusatz 10 vor der Mahlphase 11 verwendbaren Füller herzustellen.
Dieser Füller besteht aus ungefähr 75 bis 97% Kreide und/oder Schluff aus dem Steinbruch und aus 3 bis 25% abgeschiedenen Stäuben aus dem Bypass des Zementofens. Diese Stäube sind durch Ersatzbrennstoffe kontaminiert, die insbesondere Chloride bis zu einer Konzentration von 50.000 ppm und Sulfate bis zu einer Konzentration von 20.000 ppm enthalten können.
Die Kreide und/oder der Schluff, der zuvor ein Produkt war, das nicht gehandhabt oder gelagert werden konnte, weil es einen zu hohen Feuchtigkeitsgehalt hatte und folglich zu klebrig war, um als Füller beim Vermahlen des Klinkers verwendet zu werden, wird nun durch den Zusatz und die Bindereaktion der abgeschiedenen Stäube aus dem Bypass des Ofens 12 verwendbar.
Sofern eine sehr hohe Gewichtsmenge Kreide bei der Mahlphase des Klinkers verwendet wird, kann man eine große Menge abgeschiedener Stäube aus dem Bypass des Ofens 12 verwenden, ohne den mittleren zulässigen Chloridgehalt im Zement zu überschreiten, wodurch die besagten Stäube nutzbar gemacht werden.
Der Gehalt an diesen Elementen im Zement ist je nach Land unterschiedlich reglementiert und genormt. Die Dosierung der abgeschiedenen Stäube erfolgt daher in Abhängigkeit von den nicht zu überschreitenden Grenzwerten in den betreffenden Ländern.

A: Trockenverfahren
B: Nassverfahren
1: Steinbruch
2: Zerkleinern
3: Vorhomogenisierung
4: Mahlen
5: Verrühren und Homogenisierung
6: Filter
7: Drehofen
8: Kühlanlage
9: Klinkerlager
10: Zugabe von Zusätzen
11: Mahlen des Zements
12: Bypass zur Staubabscheidung
13: Lagersilo für Stäube mit unerwünschten Bestandteilen
14: Dosiereinheit
15: Mischer
16: Vermahlen des Klinkers

Claims

Zement, der aus gemahlenem Klinker hergestellt wird und einen Füller enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Füller zwischen 3 und 25 Gewichtsprozent abgeschiedene Stäube aus der Entstaubung, die aus dem Bypass (12) des Drehofens des Zementwerks (7) kommen und nicht gewünschte Bestandteile wie Chloride und/oder Sulfate enthalten, und 75–97 Gewichtsprozent einer Kreide- und/oder Schluffmischung enthält.
Zement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte abgeschiedene Staub zuvor auf die besagten Kreiden und/oder Schluffe gestreut wird, was zu einem Trocknungsprozess der Mischung führt, die aus einer exothermen Reaktion zwischen den Chloriden und den Karbonaten resultiert.
Zement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte gemahlene und mit Zusätzen versehene Klinker weniger als 1000 ppm Chloride im fertigen Produkt enthält.
Herstellungsverfahren für einen Zementfüller, dadurch gekennzeichnet, dass Schluff und/oder Kreide aus einem Steinbruch mit 3 bis 25 Gewichtsprozent abgeschiedenen Stäuben aus dem Bypass (12) des Drehofens des Zementwerks (7), die in einem Lagersilo (13) zwischengelagert werden, bevor sie in einer Dosiereinheit (14) dosiert und in einem Mischwerk (15) gemischt werden, bestreut wird; diese Stäube rufen eine Trocknungsreaktion des besagten Schluffs und/oder der besagten Kreide hervor, um sie als Füller in der Zugabephase und Zerkleinerungsphase des Klinkers verwendbar zu machen.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der abgeschiedene Staube gleichzeitig mit dem Schluff und/oder der Kreide in das Mischwerk gegeben wird oder auch nicht.
Verwendung der abgeschiedenen Stäube eines Zementofens mit nicht gewünschten Bestandteilen und von Kreide und/oder Schluff zur Herstellung eines Füllers, der während des Mahlens des Zementklinkers zu diesem hinzufügt wird.