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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines pulverförmigen latenthydraulischen
Stoffes Zvsatz zu- Patent &20' 266 Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Herstellung eines pulverförmigen latenthvdraulischen Stoffes
aus einem durch Naßvermahlung fester Stoffe, insbesondere körniger Hochofenschlacke
oder synthetischer Schlacke, erhaltenen wäßrigen Schlamm. Eine derartige Schlacke
ergibt nach dem Vermahlen auf einen hohen Feinheitsgrad ein Produkt von hoher latenthydraulischer
Bindefähigkeit.
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Um dieses Erzeugnis zu aktivieren, d. h. um die hydraulischen Eigenschaften
in Erscheinung treten zu lassen und den Schlamm als guten hydraulischen Binder abbindefähig
zu machen, genügt es, dem Schlamm, vorzugsweise unmittelbar vor seiner Verwendung
zur Herstellung von Mörtel oder Beton, einen geeigneten Katalysator, wie z. B. Portlandzement,
eine in Gegenwart von Wasser OH-Ionen bildende lösliche Base oder einen sonstigen
geeigneten Stoff zuzusetzen. Die Güte eines derartigen pulverförmigen hydraulischen
Bindemittels ist eine direkte Funktion des Feinheitsgrades seiner Vermahlung, und
da man den höchstenFeinheitsgrad durch Naßvermahlung erreicht, ist dieses Verfahren
zur Erzeugung eines Produktes von hochgradiger Beschaffenheit anzuwenden. Durch
die Naßvermahlung körniger Hochofenschlacke oder synthetischer Schlacke ohne Beigabe
eines Katalysators vermeidet man die Gefahr einer vorzeitigen
Aktivierung
:des Produktes, so daß dieses seine hydraulischen Eigenschaften in latentem Zustand
behält. Verwandelt man diesen Schlamm- in .ein feines Pulver, so kann dieser ohne
die Gefahr einer Veränderung praktisch unbegrenzt lange aufbewahrt werden.
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,Gegenstand des Patents 82,o 266 ist ein Verfahren, nach dem die körnige
Schlacke naß gemahlen wird, so daß man den latenthydraulischen -Stoff als teigartige
Masse erhält, die, noch bevor sie Gelegenheit hat, sich zu verändern, einer Trocknungsbehandlungund
vorzugsweise außerdem noch einer' Zerkleinerung unterworfen wird, wodurch die Masse
in die Form eines feinen Pulvers gebracht wird, das latenthydraulische Eigenschaften
besitzt und- jederzeit durch Zusatz eines Katalysators aktiviert werden kann.
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Die Trocknung dieser Masse stellt jedoch ein sehr schwieriges Problem
dar. Einerseits ist es nämlich erwünscht, die Trocknung mit einem möglichst geringen.
Energieaufwand durchzuführen, andererseits ist man aber auch bestrebt, hierzu eine
Anlage von geringem Raumbedarf und hoher Leistung zu verwenden, deren Wirkungsweise
hinreichende Anpassungsfähigkeit besitzt. Außerdem muß man eine Erwärmung des Teiges
über etwa So ° hinaus vermeiden,- weil höhere Temperaturen katalytisch wirken 'und
ein vorzeitiges Abbinden herbeiführen können, was die Gewinnung eines pulverförmigen
Produktes mit den gewünschten Eigenschaften unmöglich machen würde. .
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Es sind Vorrichtungen zur Herstellung kostspieliger Produkte, wie
Milchpulver; bekannt, die aus einem Behälter bestehen, in den das flüssige Gut mittels
eines umlaufenden Zerstäubers eingesprüht wird, so daß die Flüssigkeit in Form feiner
Tröpfchen in warmer Luft verteilt wird, die im allgemeinen besonders gereinigt ist
und in den Behälter eingeblasen wird. Hierbei darf die Luft nur auf verhältnismäßig
niedrige und genau bestimmte Temperaturen erwärmt werden, die nur in sehr engen
Grenzen schwanken dürfen.
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Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß Vorrichtungen dieser
Art sich zur Trocknung eines durch Naßverma$lung von Sdh@lacke erhaltenen Schlammes
eignen, wobei man unter besonders günstigen Bedingungen und niedrigem Energieverbrauch
ein pulverförmiges Erzeugnis von hoher Güte erhält.
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Erfindungsgemäß wird der' von .der Naßvermah-. hing kommende Schlackenschlamm
unmittelbar ohne jede Vorbehandlung derZerstäubungsvorrichtung zugeführt und von
dieser in feiuverteiltein Zustand in einen Trockner eingebracht, der mit Gasen von
verhältnismäßig hoher Temperatur beheizt ist. Hierdurch wird eine augenblickliche
Trocknung des Produktes erreicht, das bei seinem Austritt aus Odem Trockner bereits
verwendungsfähig anfällt. Die von dem Gasstrom mitgerissenen festen Teilchen können
leicht mittels eines Staubahscheiders abgeschieden werden. _ Es ist nicht erforderlich,
Luft zu erhitzen, sondern man kann sich mit Vorteil unmittelbar heißer Verbrennungsgase
eines Brenners oder industrieller Abgase .bedienen. Dies ist sehr wirtschaftlich
fand erübrigt die Verwendung von Wärmeaustauschern.
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Es wurde weiter gefunden, däß man heiße Gase, z. B. von 4.oo bis goo°
C, verwenden kann, ohne Gefahr zu laufen, den latenthydraulischen Zustand der feingemahlenen
Schlacke zu -zerstören, obwohl das Produkt normalerweise durch die Einwirkung höherer
Temperaturen aktiviert -wird. Dies scheint einerseits darauf zurückzuführen zu @cin,
daß die Trocknung augenblicklich erfolgt - bei einer längeren Trocknungsdauer bei
nicht so hoher Temperatur würde die Wirkung nicht eintreten -, andererseits darauf,
daß das in den Gasen enthaltene C02 eine Schutzwirkung auf die Teilchen-der ge-"
mahlenen Schlacke ausübt, indem es der Einleitung des Abbindevorgangs entgegenwirkt.
Diese Wirkung ist um so stärker, als dieGase mit der gesamten Oberfläche der feinen
Teilchen,des zerstäubten Schlammes in Berührung stehen und .diese Oberfläche im
Verhältnis zum Rauminhalt der Teilchen sehr groß ist.
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Außerdem wirkt :sich der durch die Zerstäubung erzielte hohe Feinheitsgrad
der Teilchen sehr vorteilhaft auf die Güte des latenthydraulischen Sfcrffes aus.
Das so erhaltene Pulver zeigt keinerlei Neigung zum Zusammenballen, was wohl ebenfalls
darauf zurückzuführen ist, daß .die einmal der Wirkung des Kohlendioxyds ausgesetzte
O.ber--flächenschicht der Teilchen keine Neigung zur Koagulation besitzt. Dies ist
offenbar auch die Ursache dafür, daß der mit dem Pulver nach der Erfindung hergestellte
Beton sich besser verarbeiten läßt.
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Schließlich wurde gefunden, daß bei dem. erfindungsgemäßen Verfahren
die Temperatixr .der - Gase innerhalb weiter Grenzen variieren kann, ohne daß sich
dabei praktische Nachteile ergeben. Man kann daher atis den verschiedensten Quellen
stammende Abgase verwenden. Vom Standpunkt der Wärmeausbeute ist es jedoch vorzuziehen-,
verhältnismäßig hohe Temperaturen anzuwenden, weil der durch die Abgase des Verfahrens
bedingte Wärmeverlust dann verhältnismäßig geringer ist, da die Temperatur
-der . abziehenden Gase praktisch die gleiche bleiben kann, insbesondefe
etwa in der . Größenordnung vors roo° C. Der Wärmeverbrauch pro Liter Wasser beträgt
für Gase von etwa 40o° C z. B. ungefähr ioo cal, Was ein sehr vorteilhaftes Ergebnis
ist.
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Das Verfahren nach der Erfindung bietet den weiteren Vorteil, daß
dem Zerstäuber,-unmittelbar ein Schlamm mit einem verhältnismäßighohenWassergehalt,
vorzugsweise mit etwa jo °/o Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schlammes,
zugeführt wird. Dieser Wassergehalt ergibt gleichzeitig die günstigsten Bedingungen
für die Naßvermahlung der Schlacke. Das Verfahren ermöglicht also bei dem gleichen
Wassergehalt ein Arbeiten unter günstigen Bedingungen sowohl in der Mahlanlage als
auch im Zerstäuber und macht eine Zwischenbehandlung des Schlammes überflüssig.
Das Verfahren zur Herstellung des pulverförmigen
Stoffes durch Naßvermahlung
körniger Schlacke wird also wesentlich vereinfacht, da die Trocknung des aus der
Mahlvorrichtung austretenden Schlammes und die Überführung des Produktes in einen
Zustand feinster Verteilung in einem einzigen Arbeitsgang erfolgt.
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Zur Erläuterung wird nachstehend eine Vorrichtung nach der Erfindung
beschrieben. In der Zeichnung ist Fig. i eine schematische Darstellung der Gesamteinrichtung,
teilweise im Vertikalschnitt und Fig. 2 die Darstellung eines Teiles des Zerstäubers
in vergrößertem Maßstab.
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In Fig. i bedeutet i die Austrittsöffnung einer Mahlvorrichtung zur
Naßvermahlung der Schlacke, z. B. einer Kugelmühle. Der Schlamm fällt in einen Vorratsbehälter
2, aus dem er durch eine Pumpe 3 durch die Leitung 4 in den Füllrumpf 5 einer an
dem Deckel 6 des Trockners 7 befestigten Zerstäubungsvorrichtung gefördert wird.
Am Boden des Füllrumpfes 5 gelangt der Schlamm in den eigentlichen Zerstäuber 8,
der aus einem zur Aufnahme des Schlammes bestimmten Gehäuse 9 und mehreren Düsen
io besteht, .die über .den Umfang des Gehäuses verteilt sind und durch die der Schlamm
unter der Wirkung der Fliehkraft herausgeschleudert wird, sobald der auf der Welle
i i sitzende Zerstäuber durch den auf dem Deckel 6 angebrachten Motor 12 in Umdrehung
versetzt wird. Auf diese Weise wird der Schlamm mit hoher Geschwindigkeit und in
feinzerteiltem Zustand in dien Trockner 7 geschleudert, in welchen durch die Leitung
13 heiße Gase einströmen, die durch die ringförmige Scheidewand 14 in die Nähe des
Zerstäubers geleitet werden. Die heißen Gase können von einem eigens zu diesem Zweck
vorgesehenen Brenner erzeugt werden oder aber Abgase aus beliebiger Quellte sein.
Es ist von Vorteil, einen Ölbrenner zu verwenden, dessen Verbrennungsgase eine für
die Trocknung nach der Erfindung geeignete@Zusammensetzung haben.
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Der Schlamm wird augenblicklich trocken, und die trockenen Teilchen
sammeln sich in dem konischen Boden des Trockners 7, von wo aus das pulverförmige
Produkt durch eine von einem Motor 16 angetriebene endlose Förderschnecke 15 oder
eine andere geeignete Fördervorrichtung abgeführt wird. Der von den Gasen mitgerissene
Staub wird in einem Staubabscheider 17 abgeschieden, von wo er durch die Leitung
18 in die Fördervorrichtung gelangt, während die Abgase, z. B. durch den Kamin 19,
mittels eines Exhaustors 2o abgezogen werden, der den Gasumlauf durch die Anlage
bewirkt. Das am Ende der Förderschnecke 15 angelangte Pulver wird durch die Leitung
21 in den Lagerbehälter 22 übergeführt.