DE671037C - Verfahren zum Herstellen von Zement aus bariumhaltigem Gut - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen von Zement aus bariumhaltigem Gut Es ist bekannt, daß beim Erhitzen eines Gemisches von Bariumsulfat und Tonerde auf looo bis 1q.00° C bei der Innehaltung eines geeigneten Mischungsverhältnisses ein Tribariumaluminat entsteht. Weiterhin ist es bekannt, daß beim Erhitzen von Bariumsulfat mit Tonerde und Kieselsäure auf helle Rotglut ein Bariumaluminatsilicat gebildet wird. In beiden Fällen wird das. Bariumsulfat unter Bildung von S O@ zerlegt.
• Ferner ist es bekannt, daß man Bariumsulfat mit Bariurnmetasilicat oder Kieselsäure in basische Bariumsilicate und S02 aufspalten kann und diese Umsetzung durch Zusatz von Kohle begünstigt wird.
• Die oben aufgeführten bekannten Umsetzungen werden in der chemischen Industrie zur Herstellung von Bariumsalzen aus reinem Sulfat benutzt.
• Bariumhaltiges Gut ist auch schon bei der Zementherstellung verwendet worden, um den Kalkanteil im Zement ganz oder teilweise zu ersetzen. So hat man vorgeschlagen, gebranntem Portlandzement nachträglich Bariumcarbonat zuzumischen und die Mischung dann nochmals zu brennen. Im Enderzeugnis betrug hierbei der Gehalt an Bariumoxyd höchstens 35'/,. Man hat weiterhin Versuche durchgeführt und bei Portlandzementen den Kalk so weitgehend durch Bariumoxyd ersetzt, daß das Enderzeugnis etwa 701/o Ba 0 enthielt. Es stellte sich aber heraus, daß derartige Zemente in keiner Weise wasserbeständig sind, so daß sie für die praktische Verwenduhg nicht in Frage kommen.
• Erfindungsgemäß werden sehr gute Zemente dadurch gewonnen, daß man bei ihrer Herstellung den Kalk zu einem erheblichen Teil durch Bariumoxvd bzw. solche Bariumverbindungen, die bei ihrer Zersetzung Bariumoxyd ergeben, ersetzt, und zwar in solchem Ausmaße, daß der fertige Zement etwa 35 bis 6o °/a Ba 0 enthält.
• Steht als Rohstoff Bariumsulfat oder bariumsulfathaltiges Gut zur Verfügung, so kann man unter Zusatz einer zu seiner Zer- Setzung erforderlichen Menge Tonerde oder eines Gemisches von Tonerde und Kieselsäure oder auch Tonerde, Kieselsäure und Kalk bei Erhitzung einen Zement herstellen: Portlandzement enthält etwa 6o °/o Ca0. Soll dieses CaO durch BaO ersetzt werden, so muß dies in molekularen Verhältnissen geschehen, d. h. für r Gewichtsteil Ca O sind etwa 3 Gewichtsteile BaO erforderlich. Vorzugsweise soll das CaO im Zement zu 3/4 durch BaO ersetzt werden. Demgemäß sind dieAusgangsstoffe so zusammenzusetzen und das Verfahren so zu führen, daß im Enderzeugnis etwa 45'/, BaO vorhanden sind. Ferner sind die Zuschläge so einzurichten und ist das Verfahren so zu führen; daß das im Enderzeugnis gebildete Tribariumaluminät zum gebildeten Monobariumaluminat etwa im Verhältnis i : i steht.
• Kieselsäure und/oder Kalk können zugeschlagen werden, und zwar kann auch bei Erzeugung eines Zements vom Tonerdezementtyp ein gewisser CaO-Gehalt günstig, ja erforderlich sein.
• Die Umsetzung kann in bekannter Weise durch Zusatz von Sulfiden und/oder Kohle oder auch durch Anwendung reduzierender Gase begünstigt werden. Außer Fe S und Ba S können auch zweckmäßig Schwermetallsulfide angewendet werden, deren Metallkomponenten bei der Umsetzung verflüchtigt und in oxydischer oder sulfätischer Form gewonnen werden können.
• Für die Umsetzung des Bariumsulfats kann an Stelle von A1203 in beschränktem Umfange auch TiO2, Fee 03 oder Cr. 03 verwendet werden.
• Da Bariumfeldspat kein wirksamer Zementbestandteil ist, ist bei I.)urchführung des Verfahrens darauf zu achten, daß seine Bildung vermieden -wird, indem die Temperatur nicht über i5oo° C erhöht und der Kieselsäuregehalt möglichst gering gehalten -wird.
• Besondere Bedeutung hat das Verfahren für die Verwertung solcher Abfallstoffe aus Bergbau- und Hüttenbetrieben, die bereits Bariumsulfat oder auch Bariumoxyd in größerer Menge und daneben eine oder mehrere der sonst noch zur Zementherstellung erforderlichen Komponenten besitzen. So können in besonders vorteilhafter Weise Flotationsabgänge aus Rammelsbergerz sowie hochbarythaltige Schlacken, wie sie bei der Verhüttung unaufbereiteterkammelsbergerze anfallen, mittels des neuen Verfahrens zu hochwertigen Zementen verarbeitet werden. Diese Zemente haben neben den Eigenschaften, die auch den üblichen Zementen zukommen, ein hohes spez. Gewicht, so daß sie insbesondere für Fundament- und Wasserbauten geeignet sind. Trotz des hohen spei. Gewichts kann man sie im allgemeinen mit denselben Mischungsverhältnissen verarbeiten, die für gewöhnliche Zemente vorgeschrieben sind. Diese Zemente haben noch den weiteren wesentlichen Vorteil, daß bei ihrer Verwendung für d6 Herstellung von Beton als Zuschlagstoffe schwefelhaltige' oder schwefelabgebende Stoffe, wie z. B. schwefelhaltige Sehlacke, verwendet werden können. Die bei. Verwendung anderen Zements bestehende Gefahr des Treibens und der Rissebildung im Betonbauwerk tritt hierbei nicht auf; im Gegenteil, schwefelhaltige oder sch«,efelabgebende Stoffe sind für die -Haltbarkeit des Betonbauwerkes günstig. Da diese Stoffe ein hohes spei. Gewicht haben, erhält auch der fertige Beton wegen des hohen Raumgewichts des verwendeten Zements und der Zuschlag-Stoffe ein sehr hohes Raumgewicht, das weit höher ist als das des gewöhnlichen Betons. Dieser Beton ist daher besonders geeignet zur Herstellung von Wasserbauten und Betonstraßen.
• Ausführungsbeispiel Flotationsabgänge aus Rammelsbergerz, die etwa 70 bis go °/o Ba S 04 neben geringen Mengen an S i 02, Al@ 03, Ca O, Zn, Pb, Fe usw. enthalten, werden unter Zuschlag von io bis 35 °/Q Bauxit in einem Drehrohr auf i2öo bis i5oo° C erhitzt, Dabei wird ein Klinker erhalten, der nach dem Vermahlen die Eigenschaften eines Tonerdezements hat.
• Gleichzeitig tritt beim Erhitzen eine teilweise Verflüchtigung der Metalle Zn, Zb usw. ein, die als oxydische öder sulfatische Stäube gewonnen werden. Das durch Zersetzung von Ba SO, gebildete SO, kann in bekannter Weise auf H2 S 04 v erarbeitet werden.
• Die Zerlegung des BaS 04 und die Ver- j flüchtigung der Metalle Zn, Pb _ usw. wird durch einen geringen Zusatz von Brennstoff zur Beschickung (2 bis io °/o) oder durch Verwendung reduzierender Gase begünstigt.
• Ein gut brauchbarer Zement kann auch gewonnen werden, wenn man z. B. 5 bis 25 °/ö Kalk oder io bis 30 °/o Kieselsäure oder beide Komponenten oder Abfallprodukte der Hüttenindustrie, z. B. Ba0-haltige Schachtofenschlacken, die Kalle, Tonerde; Eisen und Kieselsäure enthalten, als Zuschlag verwendet.

Claims (7)

1. PATRNTANSPRÜCIIE i. Verfahren zum Herstellen von Zement aus bariumhaltigem Gut, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Bildung von Zement erforderliche Menge CaO zu einem erheblichen Teil; vorzugsweise 3/4, durch Ba 0 ersetzt wird, so daß der fertige Zement etwa 35 bis 6o/, BaO enthält.
2. 2. Verfahren nach Anspruch r zur Herstellung eines Tonerdezements, dadurch gekennzeichnet, daß Bariumsulfat oder bariumsulfathaltiges Gut mit Tonerde bei rooo bis r5oo° C erhitzt und die Verhältnisse so gewählt werden, daß Tribariumaluminat und Monobariumaluminat im Enderzeugnis etwa im Verhältnis r : r vorhanden sind, wobei eine gewisse Menge des Bariums durch Calcium isomorph vertreten werden kann.
3. 3. Verfahren nach Anspruch z oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Tonerde- und Kieselsäuregehalt möglichst niedrig gehalten werden, um die Bildung von Bariumfeldspat zu vermeiden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch z, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Umsetzung des Bariumsulfats an Stelle von Ale 03 teilweise Ti 02, Fe. 03 oder Cr, 03 verwendet werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i, :2,' 3 oder 4, gekennzeichnet durch den Zusatz geringer Mengen von Sulfiden, insbesondere Schwermetallsulfiden, die die Umsetzung begünstigen.
6. 6. Verfahren nach Anspruch z, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Brennen etwa als Flugstaub frei werdende Metallgehalt der Schwermetallsulfide wiedergewonnen wird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle von oder zusammen mit bariumsulfathaltigem Gut Abfallerzeugnisse der chemischen oder Hüttenindustrie, die das Barium bereits in oxydischer Form enthalten, verwendet werden.