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Herstellung von Bindemitteln nach Art der hydraulischen Kalke Die
Herstellung der gebräuchlichsten -_Mörtelstoffe, der Luft- und hydraulischen Kalke
sowie der Zemente, erfordert erhebliche Brennstoffmengen. Es hat nicht an Versuchen
gefehlt, den Wärmeaufwand durch Abfallbrennstoffe zu decken.
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Die meisten Rostschlacken und Flugaschen, besonders aus steinkohlenbefeuerten
Dampferzeugern, enthalten beträchtliche Mengen zumeist entgaster Kohlen. Bei Rostschlacken
werden nur geringe Mengen einer Aufbereitung zwecks Gewinnung von unverbrannten
Bestandteilen unterzogen. Der bei weitem größte Teil wird ungeachtet seines Brennstoffgehaltes
zu Wegebauten usw. verwendet, hauptsächlich jedoch zur Halde gefahren, d. h. also
unter Kostenauf-,vand beseitigt. Bei den staubförmigen Flugaschen, die in der Hauptsache
aus Staub- und Mühlenfeuerungen stammen, kann von einer Verwertung ihres Brennstoffanteils
nicht gesprochen werden. Die Versuche, dieselben in die Feuerräume zurückzublasen
(Flugstaubrückfeuerung), sind noch nicht abgeschlossen. Auch die sehr beträchtlichen
Mengen von Flugasche werden unter erheblichen Kosten für die Werke beseitigt. Der
Gehalt an Flugkoks der Aschen aus mit Steinkohlen befeuerten Staub- und Mühlenfeuerungen
beträgt meist über io °/o und geht teilweise bis zu 4o bis 5o °/o. Der Mittelwert
liegt bei 15 bis ?o °/o.
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Die Heranziehung dieser Flugaschen mit einem Heizwert von etwa iaoo
bis i5oo kcal/kg zur Erzeugung von Bindemitteln liegt nahe. Meist gehen die Vorschläge
darauf hinaus, Zemente zu erbrennen, d. h. unter Zusatz von Flugaschen hergestellte
Rohmischungen bis zur Sinterung zu erhitzen. Diese Verfahren haben sich bis jetzt
in der Praxis nicht durchgesetzt, da die Fabrikation besonders der Normen-Zemente
gegen Schwankungen
in der Zusammensetzung der Feuerungsrückstände
empfindlich ist und außerdem die Frachtbelastung infolge der Hinführung der Flugaschen
zu den Zementwerken die Kostenersparnisse wettmacht.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das vorstehend erörtertem Gesichtspunkt
Rechnung trägt, indem fein zerteilte kokshaltige Feuerungsrückstände, vornehmlich
Steinkohlenflugaschen, in einem Ofen (Etagen- oder Drehrohrofen) mit kohlensaurem
Kalk bis zur Entsäuerung des Kalkes unterhalb der Sintertemperatur des Gemenges
erhitzt werden; hierbei ist lediglich der aus der Flugasche stammende Flugkoks Träger
der Brennstoffenergie. Als kohlensaurer Kalk kommt entweder feingetnahlener oder
gekörnter Kalkstein (o bis 3 mm) oder kohlensaurer Kalk als industrielles Abfallprodukt
in Betracht. Im Gegensatz zu der üblichen Herstellung von Mörtelstoff (Kalk, Zement),
bei der der Brennstoff jeweils den zu entsäuernden Xlengen Kalkstein und der erforderlichen
Betriebstemperatur angepaßt wird, richtet sich im vorliegenden Falle die zuzusetzende
Kalksteinmenge nach dem Flugkoksgehalt der Flugasche, d. h. es entsteht sonach auch
kein durchweg einheitliches Produkt. Eine Flugasche mit etwa 40 01o Flugkoksanteil
ergibt so einen normengerechten hydraulischen Kalk mit etwa 75'/o Ca O. Eine Flugasche
mit etwa 2o % Koks ergibt einen hydraulischen Kalk kalkarmen Typs mit höherem Anteil
an säurelöslichen Verbindungen (Romanzement).
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Während bei der üblichen Herstellung hydraulischer Kalke Kalksteine
mit tonigen Beimengungen verwendet werden, steuert hier die Flugasche die die Silikate
und Aluminate bildenden Bestandteile bei. Die anorganischen Bestandteile derAsche
haben bereits einen Brennprozeß durchgemacht; die Bildung der Silikate und Aluminate
(der Hydraulefaktoren) ist dadurch bereits eingeleitet worden, wodurch die weiteren
Bildungs- und Lösungsvorgänge (Reaktionen in festem Zustand) mit Ca O wesentlich
erleichtert werden. Im Gegensatz zu der allgemein üblichen Herstellung hydraulischer
Kalke, die meist als Stückkalk gebrannt werden, liegt hier ein gleichmäßiges Gemisch
von pulvrigen anorganischen Bestandteilen mit vorgebildeten Hydraulefaktoren mit
Flugkoks und feingekörntem Kalkstein vor. In einer Brennvorrichtung wird dieses
Gemisch zur Reaktion gebracht, wobei es durch die heißen C 02-haltigen Rauchgase
getrocknet und vorgewärmt wird, während andererseits durch Brenngut die,Frischluft
eine Vorwärmung erfährt. Durch die Vorwärmung von Luft und Rohgut werden in der
Reaktionszone geeignete wärmetechnische Bedingungen geschaffen. Nach Zündung des
Kokses geht dann in der Mischung die zur Entsäuerung des Kalkes erforderliche Wärmeabgabe
schnell und vollständig vor sich. Das gebildete Ca O setzt sich mit den Silikaten
und Aluminaten zuverlässig um, da diese erstens bereits vorgebildet sind, zweitens
in feiner Zerteilung vorliegen. Die Innehaltung der Reaktionstemperatur wird gelenkt
durch Abstimmung der wärmeabgebenden und -aufnehmenden Vorgänge aufeinander. Die
untere Sintergrenze bei Mischungen vorstehend beschriebener Art liegt fast ausschließlich
über iooo°. Das aus der Brennvorrichtung kommende Gut wird, soweit dasselbe löschfähig
ist, in Löschsilos heiß gelöscht. Wurde dem Rohgut körniger Kalkstein zugesetzt,
so ist gegebenenfalls nach dem Löschvorgang eine Mahlung vorzunehmen. Die so unter
alleiniger Inanspruchnahme von Brennstoffenergien, die bis jetzt der Wirtschaft
verlorengingen, erbrannten Binder stellen nicht nur auf Grund der obenerläuterten
Bildungsweise vollwertige Bindemittel nach Art der hydraulischen Kalke dar, sondern
sind auch durch die Anwesenheit eines puzzolanartigen, die Festigkeit erhöhenden
Körpers gekennzeichnet. Die anorganischen Bestandteile der Feuerungsrückstände,
die bei Steinkohlen zu etwa 9o % aus Si 02 und A12 03 und Fee 03 bestehen, werden
nur zum Teil zur Silikat- und Aluminatbildung herangezogen. Der Rest stellt einen
durch Anregung von Ca O wirksam werdenden Stoff mit großer Oberfläche dar (Puzzolan).
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Die Herstellung von Mörtelstoffen nach dem vorgeschlagenen Verfahren
erfolgt zweckmäßig in der Nähe der Anfallstellen der brennstoffhaltigen Feuerungsrückstände,
da der Abtransport der feinpulvrigen Flugaschen schwierig ist. Der nach dem angegebenen
Verfahren erzeugte Binder soll in erster Linie zur Herstellung von Voll-, Hohlsteinen
oder sonstigen Bauelementen verwendet werden, wobei als Füllstoff gekörnte Rostschlacken,
Ziegelsplitt aus Trümmerschutt oder sonstige natürliche oder künstliche Stoffe in
Betracht kommen. Werden die C 02-haltigen Abgase des Brennprozesses zur Härtung
benutzt, so erhält man schnell verwendungsfähige Erzeugnisse.