DEP0003616DA - Verfahren zur Herstellung von durch Pressen zu formenden Körpern, wie Ziegel, Steine, Platten und andere Gegenstände aus Stein- und Braunkohlenaschen. - Google Patents

Description

Die Verwertung der bei der Verbrennung von Stein- und Braunkohlenaschen verbleibenden Aschen wurde bisher in der Weise vorgenommen, daß die Asche als Grundstoff im Zusammenhang mit Bindemitteln, wie Ton, Zement u.dgl. zur Herstellung von Ziegeln, Steinen, Platten und sonstigen durch Pressen zu formenden Gegenständen zur Verwendung gelangte. Durch die zeitbedingte Knappheit an den bisher gebräuchlichen Bindemitteln mussten neue Wege gesucht werden, um die Verwertung der Stein- und Braunkohlenaschen wirtschaftlich zu gestalten.

Durch die vorliegende Erfindung ist es auf einfachste und sichere Weise erreicht worden, Ziegel, Steine, Platten und sonstige Gegenstände allein aus Kohlenaschen ohne die früher notwendige Verwendung von weiteren Zusatzbindemitteln herzustellen.

Der der Erfindung zu Grunde liegende Gedanke besteht darin, dass die von verbrennlicher Substanz möglichst befreite Asche im feuchten Zustande bei einem Druck von 250-500 kg/cm(exp)2 und mehr in Formen verpresst wird, worauf der gehärtete Formling durch oxydierendes Glühen bei ca. 1000°C gebrannt wird. Die Befreiung der Asche von ihrer verbrennlichen Substanz erfolgt dabei durch Erhitzen in Gegenwart von oxydierenden Gasen, wie Wasserdampf oder Luft.

Bei der Durchführung der zur wirtschaftlichen Verwert- tung der anfallenden Stein- und Braunkohlenaschen angestellten Versuche hat sich überraschender Weise herausgestellt, dass auch normalerweise nicht abbindende Asche, insbesondere Braunkohlenasche, sich bei Anwendung von höheren Drücken in kurzer Zeit härtet, wenn sie im feuchten Zustande verpresst wird. Die in diesem Zustande in Formen verpressten Steine, Platten und dergl. Gegenstände sind dann nach dem vorgenommenen oxydierenden Glühen fertig zum Gebrauch.

Mittels dieses ohne zusätzliche Bindemittel durchzuführende Verfahren ergibt sich eine äußerst wirtschaftliche Verwertung der in so großer Menge anfallenden Aschen.

Sollen jedoch Formkörper zur Anwendung gelangen, an die höhere Ansprüche nicht nur in Bezug auf Festigkeit, sondern auch in chemischer und physikalischer Hinsicht gestellt werden müssen, dann wird in der Weise verfahren, dass die ebenfalls wie vordem von verbrennlicher Substanz möglichst befreite Asche trocken oder naß bei entsprechend hohem Druck in Formen verpresst wird, worauf das in der gepressten Asche enthaltene Eisenoxyd in Gegenwart eines reduzierenden Gases, z.B. Wassergas bei Sintertemperatur in metallisches Eisen umgewandelt wird und dabei ein metallkeramischer Sinterverbundkörper entsteht. Dabei hat man es in der Hand, die gewünschten chemischen und physikalischen Eigenschaften des Formlings herbeizuführen. Dieser Sinterverbundkörper eignet sich vorzüglich zur wirtschaftlichen Herstellung von Ziegeln, Platten, Steinen, Schleifsteinen, Töpfen und sonstigen im Preßverfahren herzustellenden Gegenständen.

Es ist bekannt, dass bei der Herstellung von Ziegelsteinen aus eisenhaltigen Tonen diese beim Brennen erst

48 Stunden lang einem Oxydationsfeuer ausgesetzt werden, worauf anschließend 24 Stunden reduzierend gebrannt wurde. Dabei wird aber nicht zu metallischem Eisen reduziert, sondern zu Eisenoxydulsilikat.

Im vorliegenden Fall dient das Ursprungsmaterial, die Rohasche, ausserdem dazu, dass aus ihrem Kohlenstoffgehalt das zum reduzierenden Glühen des in der gepressten Asche enthaltenen Eisenoxydes zu verwendende Wassergas hergestellt werden kann.

Ausführungsbeispiel I:

Bei Verwendung von normalerweise nicht abbindenden Braunkohlenasche wird diese zuerst in einem Oxydationsofen auf ca. 800°C erhitzt und wird dabei in Gegenwart eines oxydierenden Gases, z.B. durch Überleiten von erhitztem Wasserdampf, vollständig oder bis auf geringfügige Mengen von der verbrennlichen Substanz befreit. Die so vorbereitete Asche wird feucht bei einem Druck von 250-500 kg/cm(exp)2 und höher in den den gewünschten Gegenstand ergebenden Formen verpreßt. Der gepreßte Formling hat in kurzer Zeit eine genügende Härte erlangt, um dann aus der Form herausgenommen, in einem Oxydationsofen unter Anwendung einer Temperatur von ca. 1000°C in normaler Weise dem Brennprozess unterworfen zu werden. Der gebrannte Formling ist dann sofort für seine Verwendung bereit. Ein auf diese Weise hergestellter Stein genügt allen Anforderungen, die beim Bau, insbesondere von Zwischenwänden, an diese gestellt werden und trägt wesentlich dazu bei, die Materialknappheit auf dem Baustoffgebiet zu beheben.

Ausführungsbeispiel II:

Bei Verwendung von Steinkohlenflugasche wird diese zuerst in einem Oxydationsofen auf ca. 600°C, jedoch unterhalb der Sinterungstemperatur der Asche erhitzt und wird dabei in Gegenwart eines oxydierenden Gases, z.B. durch Überleiten von erhitztem Wasserdampf, vollständig oder bis auf geringfügige Mengen von der verbrennlichen Substanz befreit. Die so vorbereitete Asche wird trocken bei einem Druck von 250-500 kg/cm(exp)2 und darüber in Formen verpresst. Je nachdem wie die Asche anfällt kann sie auch mehr oder minder unter Beifügung eines klebenden Mittels, wie Dextrin, Kleister, Leim oder dergl. angefeuchtet und dann verpresst werden. Derartige feucht verpresste Formlinge werden zur Verdampfung des Wassers vor der folgenden Verfahrensmaßnahme vorgewärmt.

Die gepressten Formlinge werden dann in einem Reduktionsofen in Gegenwart eines reduzierenden Gases, z.B. Wassergas, Leuchtgas oder Wasserstoff auf ca. 1000°C je nach der Grösse des Formlings von 10 min bis zu mehreren Stunden, wenn er z.B. die Grösse eines Mauersteins hat, erhitzt. Dieser Vorgang wird solange fortgesetzt, bis sich das in dem gepressten Aschekörper enthaltene Eisenoxyd in ausreichender Menge in metallisches Eisen umgewandelt hat. Je nach der Höhe des angewandten Druckes, der Reduktionszeit und der Temperatur weist der durch das neue Verfahren hergestellte metallkeramische Sinterverbundkörper unterschiedliche Eigenschaften sowohl chemischer wie physikalischer Art auf, wobei insbesondere Feuchtigkeit und Härte des Körpers in weitgehenden Grenzen änderbar sind. Besonders ist der Körper viel widerstandsfähiger gegen alle von außen an ihn herantretenden Beanspruchungen und Beschädigungen.

Claims (4)

1.) Verfahren zur Herstellung von durch Pressen zu formenden Körpern, wie Ziegel, Steine, Platten und anderen Gegenständen aus Stein- und Braunkohlenaschen, dadurch gekennzeichnet, dass die von verbrennlicher Substanz möglichst befreite Asche im feuchten Zustande bei einem Druck von 250-500 kg/cm(exp)2 und mehr in Formen verpresst wird, worauf der gehärtete Formling durch oxydierendes Glühen bei ca. 1000°C gebrannt wird.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Asche von ihrer verbrennlichen Substanz durch Erhitzen in Gegenwart eines oxydierenden Gases, wie Wasserdampf oder Luft, befreit wird.

3.) Verfahren in Abänderung des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von verbrennlicher Substanz möglichst befreite Asche trocken oder naß bei entsprechend hohem Druck in Formen verpresst wird, worauf das in der gepressten Asche enthaltene Eisenoxyd in Gegenwart eines reduzierenden Gases, z.B. Wassergas bei Sintertemperatur in metallisches Eisen umgewandelt wird und ein metallkeramischer Sinterverbundkörper entsteht.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zum reduzierenden Glühen des in der gepressten Asche enthaltenen Eisenoxydes zu verwendende Wassergas aus dem Kohlenstoffgehalt der Rohasche gewonnen wird.