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Verfahren zur Herabsetzung des Wassergehalts von Zementrohschlamm
Bei der Zementherstellung nach dem Dickschlammverfahren wird den Drehroliröfen ein
pumpb.arer, also durch Rohrleitungen förderbarer Rohschlamm zugeführt, der aus den
Ausgangsstoffen Kalkstein, Ton, Mergel, Tonschiefer usw. durch Naßmahlung erhalten
wird. Man hat dabei schon verschiedentlich versucht, die Menge des zur Schlammbildung
erforderlichen Wassers durch sehr geringe Zusätze von Verflüssigungsmitteln herabzusetzen.
Als Verflüssigungsmittel sind beispielsweise ,auch Netzmittel schon vorgeschlagen
worden. Als NTetzmittel kommen hauptsächlich solche mit sauren Gruppen in Betracht.
Es hat sich aber in der Praxis gezeigt, daß in vielen Fällen die zunächst auftretende
Verflüssigungswirkung dieser Zusätze, die man naturgemäß rechtzeitig geben muß,
wenn sie wirksam sein sollen, vorzugsweise ,also schon dem bei der Vermahlüng benutzten
Wasser zusetzt, im Lauf der Vermahlung oder beim späteren Stehenlassen des Schlammes
in den Schlammsilos wieder verlorenging, und daß der Schlamm wieder so weit :ansteifte,
als ob kein Verflüssigungsmittel darin enthalten wäre, und auch durch Rühren oder
Durchblasen von Preßluft nicht wieder zu verflüssigen war.
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Diese zunächst unerklärliche Beobachtung ließ sich durch eingehende
Untersuchungen wie folgt .aufklären: Da die Mühlen zur Vermahlung der Rohstoffe
innen aus Stahl bestehen und ebenso auch die Mahlkörper, ist es unvermeidlich, daß
infolge der Härte des zu vermahlenden Gutes Eisen aus der Mühle abgerieben und dem
Schlamm einverleibt wird. Daraus entsteht durch Umsetzung mit dem Wasser und unter
Entwicklung von Wasserstoff alsbald Ferrohydroxyd, das bei Luftzutritt ganz oder
teilweise in Ferrihydroxyd übergeht. Durch diese Eisenhydroxyde werden die in der
Regel als Alkalisalze vorliegenden Verflüssigungsmittel ausgefällt und verlieren
dadurch ganz
oder zum Teil ihre Wirksamkeit. Die Folge ist dann
die erwähnte Ansteifung des Schlammes.
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Es wurde nun gefunden, daß man diese unerwünschten Erscheinungen unterbinden
kann, wenn man außer den saure Gruppen enthaltenden Netzmitteln von Anfang an deüa
Schlamm so viel wasserlösliche Alkalien oder alkalisch reagierende Salze, z. B.
Natronlauge, Soda, Ammoniak, Calciumhydroxyd o. dgl., zusetzt, da.ß eine deutliche
Alkalität mit einem pH-Wert von über 8 im Schlamm während der Mahleng und Lagerung
gewährleistet bleibt, vorzugsweise eineAlkalität mit einem pH-Wert von 8-9. Daß
dies möglich ist, muß gegenüber dem bisherigen Stand der Technik als überraschend
angesehen werden, denn Alkalien sind zwar als Verflüssigungsmittel bei Ton-Wasser-Gemischen
schon bekannt, jedoch sind hierbei wesentlich höhere Zusätze erforderlich als bei
der obenerwähnten Verwendung zum Zwecke der Verhütung einer Wiederansteifung.
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Als Netzmittel mit sauren Gruppen im Sinne der Erfindung sind ,anzusehen
vorzugsweise Sulfosäuren, hochmolekulare Carbonsäur en, die keine unlöslichen Kalksalze
bilden, sowie Teilester mehrbasischer Säuren, z. B. Dibenzylnaphthalinsulfosäure,
Dibutylna:phthalinsulfosäure oder deren Kondensationsstoff mit Formaldehyd, Oleyloxätha;nsulfosäure,
Oleylsarkosid, ferner saurer Dodecylalkoholschwefelsäureester oder saurer Lorolalkoholphosphorsäureester,
sowie die von diesen Säuren und sauren Estern abgeleiteten Alkalisalze.
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Beispiele i. Durch Mahlen in einer Porzellanmühle bereitet man sich
einen Zerhentrohschlamm, der bei der Herstellung überhaupt nicht mit Eisen in Berührung
kommt. Die Fließbarkeit eines solchen Rohschlamms wird auf einem Rütteltisch nach
Haegermann gemessen, wobei in einen Setztrichter auf dem Tisch jeweils 400 .- Rohschlamm
eingefüllt werden. Nach Entfernen des Setztrichters durch vorsichtiges Hochheben
rüttelt man den auf der gläsernen Tischplatte befindlichen Schlammkuchen durch 2o
Hübe des Tisches; die Handkurbel wird dabei einmal in der Sekunde gedreht. Dann
mißt man den Durchmesser des Schlammkuchens und erhält durch diesen Zahlenwert ein
Maß für die Viscosität des Rohschlamms. Nach dieser Methode zeigt ein Schlamm aus
750'o Calciumcarbonat und 250'o Tonsubstanz ohne Zusätze einen Durchmesser von i4
cm, mit Zusatz von o,o3 % Netzmittel., z. B. Natriumsalz des Umsetzungsstoffes von
Naphthalinsulfosäure mit Formaldehyd, einen Durchmesser von 22 cm. Durch das Netzmittel
ist also bei gleichem Wassergehalt der Schlamm bedeutend dünnflüssiger geworden.
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Nach Zugabe einer sehr geringen Menge Eisenpulver und iotägigem Stehen,
wob?i täglich dreimal kräftig umgeschüttelt wird, zeigt der obige o,o30'o Netzmittel
enthaltende hohschlamm nur noch einen Durchmesser ton i 5.5 cm, während eine Probe
desselben Schlamms, der kein Eisenpulver beigemischt wurde, auch nach iotägiger
Lagerung und ebenfalls dreimaligem kräftigem Umschütteln unverändert einen Durchmesser
von 22 cm des Schlammkuchens beibehält. Durch diese Versuche ist die ansteifende
Wirkung des Eisens .auf Netzmittel enthaltenden kohschlamm eindeutig bewiesen.
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2. Der nach Beispiel i erhaltene netzmittelhaltige Rohschlamm erhält
noch einen Zusatz von o,oi i o<<o 43prozentige Natronlauge. Der pH-Wert beträgt
hiernach B. Der Schlammkuchen zeigt sofort nach Bereitung des Schlamms einen Durchmesser
von 26 cm. Derselbe Durchmesser ergibt sich auch, wenn dieser Schlamm mit Eisenpulver
versetzt und io Tage stehengelassen wird, wobei täglich wieder dreimal kräftig umgeschüttelt
wird. Auch nach dieser Behandlung bleibt der Durchmesser des Schlammkuchens 26 cm.
Das gleiche ist der Fall, wenn dieser Schlammkuchen ohne Eisenzusatz i o Tage stehengelassen
und dreimal täglich durchgeschüttelt wird.
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Wie .aus Beispiel 2 ersichtlich ist, übt das Eisen dann keine verdickende
Wirkung auf Rohschlamm mit Zusätzen von saure Gruppen enthaltenden Netzmitteln aus,
wenn gleichzeitig wasserlösliches Alkali in sehr geringer Menge vorhanden ist.