DE707933C

DE707933C - Verfahren zur Beschleunigung des Zerrieselns dicalciumsilicathaltiger Klinker

Info

Publication number: DE707933C
Application number: DEI63517D
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Noll
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1939-01-17
Filing date: 1939-01-17
Publication date: 1941-07-08

Description

Verfahren zur Beschleunigung des Zerrieselns dicalciumsilicathaltiger Klinker Bekanntlich besteht die Verbindung z Ca O -- Si O. (Dicalciumsilicat) in einer a-, ß- und y-Modifikation, die die folgenden Umwandlungstemperaturen und die folgenden Molekularvolumina haben:

Modifikation Molekular- Umwandlungs-

volumen temperatur

a = 2 CaO - SiOz 52,6 cm3 1420o

ß = 2 CaO - Si 02 52,4 cm' 675°

y - 2 Ca,0 - Si 02 57,9 cms 675"

Während also die a- und ß-Modifikation ungefähr gleiche Räumbeanspruchung haben, hat die y-Modifikation eine um etwa io°/a größere Raumerfüllung. Bei der Umwandlung der ß- in -die y-Modifikation findet demnach eine Volumvermehrung statt, die sich in dicalciumsilicathaltigen Massen, die durch Sintern oder Schmelzen hergestellt sind, in einem Zerrieseln des gesinterten oder geschmolzenen Gutes zu einem staubfeinen Pulver kundgibt.
Solche Erscheinungen sind in besonderere Maße in der Zementindustrie bekanntgeworden, wo schlecht gebrannte oder ungünstig zusammengesetzte Zementkliniker beim Verlassen des Ofens infolge eines Gehaltes an Dicalciumsilicat zerrieseln können. Da solche zerrieselten Zementklinker aber sehr schlechte Zemente ergeben, ist diese Erscheinung sehr unerwünscht. Auch an Hochofenschlacken hat man Zerrieselungserscheinungen beobachtet. Sie treten hier zum Teil erst nach längerem Lagern der Schlacken in Erscheinung und sind gefürchtet, wenn die Schlacken in stückiger, fester Form abgegeben werden und keine Einbuße ihrer Festigkeitseigenschaften erfahren sollen. Auch hier ist das Zerrieseln wahrscheinlich wenigstens teilweise auf einen Gehalt der Schlacken an Dicalciumsilicat zurückzuführen.
Im Gegensatz zu diesen Beispielen, wo das Zerrieseln eine unangenehme und unerwünschte Erscheinung ist, gibt es aber auch Fälle, in denen man das Zerrieseln absichtlich herbeiführt, da es mit einem wesentlichen technischen Effekt verbunden ist.
So macht man sich mit Vorteil das Zerrieseln zunutze, wenn man aluminiumsilicathaltige Stoffe durch pyrogenen Aufschluß mit Kalle auf Tonerde und Zement verarbeiten will. Bei diesem Aufs:chluß werden durch Erhitzen des Aluminiumsilicates mit Kalk auf 1250 bis 14500 Klinker hergestellt, die außer Dicaleiumsilicat Calciumaluminat und in Gegenwart von Eisen auch Calciumaluininatferrit enthalten. Indem diese Klinker mit Alkalicarbonatlösung umgesetzt werden, wirf eine Alkalialuminatlauge erhalten, die auf Tonerde in üblicher Weise weiterverarbeitet:. wird, während durch einen zweiten Brand des Rückstand in einen Zement übergeführt wird.
Da es zur Laugung der Aufschlußklinker erforderlich ist, daß sie. möglichst feinkörnig sind, miissen sie an sich weitgehend gemahlen werden. Diese -Zahlung wäre aber in Anbetracht der Härte der Klinker sehr kostspielig. Sie wird in den meisten Fällen dadurch erspart, daß die Klinker bei richtiger Walil der Zusammensetzung infolge ihres Gehaltes an Dicalciunisilicat von selbst zerrieseln.
Es hat sich nun gezeigt, daß das Zerrieseln der Aufschlußklinker in vielen Fällen sehr langsam erfolgt; es kann unter Umständen Stunden, ja Tage dauern, und daher ist bei solchem Material eine längere Lagerung notwendig.
Mittel zur Beschleunigung des Zerrieselns derartiger Erzeugnisse sind noch nicht bekanntgegeben worden. Das ist verständlich, wenn man bedenkt, daß die Interessen der Industrien bisher dahin gingen, das Zerrieseln zu verhindern. Die wichtigste beim Studinin der 7_erfallverliiitung gewonnene Erkenntnis ist die, daß das Zerrieseln durch langsame Abkühlung der Produkte begünstigt, hingegen durch rasche Abkühlung an der Luft verhindert wird. Durch die rasche Abkühlung an der Luft wird die Hochtemperaturforin des Dicalciumsilicates eingefroren und ihre Umwandlung verhindert. Die Zementindustrie schreckt auf Grund dieser Erkenntnisse die den Ofen verlassenden Klinker mit kalter Luft ab.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß sieh die Verhältnisse vollkommen ändern, wenn man den dicaleiumsilicathaltigen Klinker nicht an der Luft abkühlt, sondern' finit Wasser oder einer wäßrigen Lösung zusammengibt. Gibt man nämlich den noch heißen Klinker mit Wasser oder mit einer Lösung zusammen, mit der ein Teil der Tonerde gelaugt werden soll, so zerrieselt der Klinker unter Aufsieden der Flüssigkeit in Bruch-_. teilen einer Minute. höchstens aber in wenieen

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uten zu einem staulbfeinen Pulver, ganz

gerer so' wie Zeit er tun es würde. an der Es Luft, wird aber also in durch viel

;: `@eliese Arbeitsweise eine enorme Verkürzung der Zeit erreicht, die -der Klinker bei langsamem Abkühlen an der Luft zum Zerrieseln benötigen würde.
Der Vorgang geht um so besser vor sich und das Pulver wird um so feiner, je heißer die Flüssigkeit beim Eingeben des Klinkers wird. Es ist aus diesem Grunde zweckmäßig, nicht zuviel Flüssigkeit im Verhältnis zur Klinkermenge anzuwenden.
Mit besonderem Vorteil arbeitet man selbstverständlich in der Weise, daß man das den Ofen verlassende, zweckmäßig bis auf etwa 500° abgekühlte Material sogleich in die Lauge eingibt, mit der das Aufschlußprodukt weiterbehandelt werden soll. Man erreicht auf diese Weise eine erhebliche Verkürzung der Arbeitsgänge und nutzt die Wärme des Ofenproduktes zum Anheizen der Laugen aus.
Bei sehr langsam zerrieselnden Klinkern ist es schließlich mitunter möglich, den schon erkalteten Klinker noch nachträglich zu rascherem Zerrieseln zu bringen, indem man ihn in heiße Lauge oder in heißes Wasser einträgt.
Beispiel Aus einem Ton und einem Kalkstein wurde im Drehofen bei ungefähr 134o° ein Klinker erbrannt, der die Zusammensetzung 21,3°/0 Si02, 17,5°/o A120s, 1,1°/o Fez0s, 58,6°/o Ca0 hatte und ungefähr 6o°/" Dicalciumsilicat sowie hauptsächlich Calciumaluminat enthielt.

Von diesem Material wurde nach Verlassen des Ofens 1. eine Probe von 200 g an der Luft liegengelassen (A), 2: eine Probe von Zoo g in 200 cm3 Wasser eingegeben (B) und 3. eine Probe von 200 g in 500 cm3 3,6 n-Natriumcarbonatlauge eingetragen (C). Die Zeiten, die das gebrannte Gut zum Zerrieseln i brauchte, sowie die Feinheit der Zerfallprodukte sind im folgenden verzeichnet:

A B (:

Zerfalldauer........................ i h 15' 45" 6o"

? 200 ,u 2,50/, 4,40/1 2,5 %

Kornfeinheit der Zerfallprodukte .... ) Zoo bis 6o ic 1,2 °l0 3,9011 1,3 °/o

l < 6o ,u 96,3 0/0 91,7 °/0 96,21/0

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Beschleunigung des Zerrieselns dicalciumsilicathaltiger Klinker, dadurch gekennzeichnet, daß man das .oberhalb 675° gebrannte Gut mit Wasser oder wäßrigen Lösungen, z. B. von Alkalicarbonat, bei erhöhter Temperatur zusammengibt.