EP4118058A1 - Method for producing a binder - Google Patents

Method for producing a binder

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EP4118058A1
EP4118058A1 EP20839233.2A EP20839233A EP4118058A1 EP 4118058 A1 EP4118058 A1 EP 4118058A1 EP 20839233 A EP20839233 A EP 20839233A EP 4118058 A1 EP4118058 A1 EP 4118058A1
Authority
EP
European Patent Office
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residue
binder
heating
weight
calcium
Prior art date
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Pending
Application number
EP20839233.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stephen Alan Brooks
Rüdiger Oberste-Padtberg
Jörg Sieksmeier
Hubert Motzet
Michael POMBERG
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ardex Group GmbH
Original Assignee
Ardex Group GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
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Definitions

  • the present invention relates to a binder, a method for producing a binder and the use of a binder.
  • the invention also relates to a construction chemical product comprising such a binder.
  • the construction industry has recorded steadily increasing incoming orders in recent years, driven by government investments, and occupies a considerable part of the manufacturing industry. With a view to complying with climate policy goals that have recently come into focus more and more, the construction industry is therefore increasingly required to pursue environmentally friendly and sustainable concepts. For this reason, the concept of sustainable building has been established for some time, which uses different approaches aims to carry out construction work while preserving the ecosystem and the environment.
  • the object of the present invention to at least partially remedy the aforementioned disadvantages of known binders or construction chemical products.
  • a method for producing a binder comprises the steps of processing a residue that has amorphous aluminum oxide-containing and / or aluminum hydroxide-containing components and heating the residue to produce a burned material, the heating of the residue taking place at a temperature of> 800 ° C.
  • a binder according to the invention can then be used in particular in construction chemical products such as screeds, fillers, tile adhesives, leveling compounds, mortars, grouts or plasters or the like, which in turn can be used, for example, for laying natural stone, stone, tiles, slabs or the like.
  • a binder can preferably be understood as a material which can be used as a hardening element in construction chemical products.
  • binders according to the invention can independently harden or solidify, preferably as a result of chemical reactions with the mixing water, and after hardening remain solid and stable in space.
  • the binder according to the invention can preferably be in the form of a hydraulic binder which, after hardening, remains solid and stable even under water.
  • binders can be understood as meaning, for example: calcium aluminate cements and / or calcium sulfoaluminate cements and / or portland cements and / or hydrated lime and / or calcium oxide and / or calcium hydroxide and / or calcium sulfate.
  • pozzolans, lime or similar substances that can act as binders.
  • a residue is understood to mean, in particular, a residue that occurs in a process, for which no or only limited reuse is intended and which therefore has to be disposed of - sometimes in a complex and costly manner.
  • processing can in particular be understood to mean a form of treatment that includes, for example, collecting, filtering, drying, comminuting or the like.
  • An amorphous residue or an amorphous material can in particular be understood to mean a material which is present in a non-crystalline state at least in a proportion of 50% by weight.
  • the material can in particular be X-ray amorphous to an extent of at least 50% by weight, i.e. that in particular at least 50% by weight of the material does not produce sharp reflections in X-ray diffraction experiments, but only broad diffuse maxima.
  • the residual material containing aluminum oxide and / or aluminum hydroxide according to the invention can advantageously have an aluminum oxide or aluminum hydroxide content (the sum of the aluminum oxide and aluminum hydroxide) of at least 5% by weight, preferably of at least 30% by weight, in particular of at least 50% by weight, based on the dry content of the material or residue. It goes without saying that the material can essentially only be formed in the form of one of the two components.
  • a fired material can in particular be understood to mean the material obtained in a thermal process, such as a firing process, which has a changed structure compared to its initial state, in particular a changed chemical structure, due to the energy supply during the firing process.
  • a sintered material, a coked material, a pyrolysed material, a calcined or a roasted material or the like can also be understood as a burned material.
  • a versatile binding agent can be produced in a simple and inexpensive manner, which at the same time makes a contribution to sustainable building, the contribution in this case in particular thereby it is delivered that natural resources are conserved by using residual or waste materials for the production of the binding agent, which otherwise would have to be disposed of in a complex and costly manner.
  • a temperature above 800 ° C. is necessary for processing.
  • the residue is at least partially, preferably completely, formed in the form of water treatment residues.
  • the residue can at least partially, preferably completely in the form of Be formed drinking water treatment residues.
  • Drinking water treatment residues in particular have a very high aluminum oxide and / or aluminum hydroxide content and are much less laborious to clean up than other residues, such as waste water treatment residues or similar residues, in particular because they are less polluted. Due to the different constituents of drinking water and wastewater, these (drinking water / wastewater) cannot be directly compared.
  • the residual material can also preferably be designed in the manner of a sludge, for example in the form of a drinking water treatment sludge.
  • the amorphous aluminum oxide-containing and / or aluminum hydroxide-containing residue has an X-ray amorphous proportion of more than 80% by weight, preferably of more than 85% by weight, in particular of has more than 90%.
  • the amorphous residue advantageously has less than 20% by weight, preferably less than 15% by weight, in particular less than 10% by weight, crystalline proportions that can be detected by X-ray diffraction experiments.
  • X-ray diffraction experiments to determine the amorphous portion of the residue can be carried out in accordance with DIN EN 13925-1, for example.
  • the processing of the residue includes the removal of water, the removal of the water preferably via heating and / or a mechanical dewatering process or preferably via simple dumping of the residue he follows.
  • the determination of the proportion of the relevant component for the production of a predetermined mixture can be carried out much more precisely and more simply because the exact water proportion does not have to be calculated out or is negligible.
  • the processing of the residual material includes comminution, with the amorphous aluminum oxide-containing and / or aluminum hydroxide-containing residual material preferably having a particle size of less than 100 ⁇ m, particularly preferably a particle size of less than 50 ⁇ m, in particular to a particle size of less than 40 ⁇ m, is comminuted.
  • the processing of the residual material takes place in such a way that a residual content of organic material remains as a fuel source in the amorphous aluminum oxide-containing and / or aluminum hydroxide-containing residual material.
  • the organic material can function as fuel when it is subsequently heated and thus save energy and resources.
  • An organic material is preferably understood here to mean a material which comprises carbon compounds and does not belong to one of the following types of compounds: anhydrous chalcogenides, carbonic acid, carbonates, carbides, cyanides, cyanates and thiocyanates.
  • the processing of the residual material includes the removal of microorganisms, wherein the removal of the microorganisms can preferably include thermal treatment and / or drying.
  • a calcium ion source is added to produce a material mixture before the residual material is heated.
  • a source of calcium ions can in particular be understood to be a substance or mixture of substances which can release calcium ions.
  • CaO, Ca (OH) 2 and CaCÜ 3 may be mentioned here as examples of calcium ion sources.
  • the Ca (OH) 2 from residual and waste sources can advantageously be used here.
  • a sulfate ion source can in particular be understood to be a substance or mixture of substances which can release sulfate ions.
  • Calcium sulfate a-hemihydrate, calcium sulfate ß-hemihydrate, anhydrite, calcium sulfate dihydrate or mixtures thereof may be mentioned here by way of example as a source of sulfate ions.
  • the CaSÜ 4 from residual and waste sources such as REA gypsum, can be used here.
  • a sulfate ion source and subsequent addition of water can also be formed.
  • Intermediate products containing hydrate phases can be formed in particular in the form of calcium aluminate hydrates and / or calcium sulfoaluminate hydrates or mixtures thereof.
  • various binders or material mixtures can be produced before heating.
  • a source of calcium ions and / or a source of sulfate ions can be added to produce the binder.
  • the calcium ion source and / or the sulfate ion source can preferably be added before adding water to form advantageous hydrate phase intermediates, so that a mixture of:
  • a sulphate ion source can also be prepared.
  • the residue or the mixture of residue and / or a calcium ion source and / or a sulfate ion source can then be added to water to form an intermediate product containing hydrate phases.
  • the resulting mixture can be blended and homogenized with one another using suitable processes.
  • the resulting mixture can advantageously be given a reaction time of at least 30 minutes, preferably at least 12 hours, even more preferably at least 24 hours. In this way it can be ensured that a reaction equilibrium can develop that is free from crystalline Ca (OH) 2 or CaO.
  • the intermediate products containing hydrate phases are additionally processed, the processing preferably including drying.
  • the drying of the intermediate products containing the hydrate phase also saves energy in a downstream firing process and simplifies a subsequent comminution process of the intermediate products containing the hydrate phase.
  • the processing of the hydrate phase-containing intermediate products includes comminution, the amorphous aluminum oxide-containing and / or aluminum hydroxide-containing residue preferably being comminuted to a particle size of less than 100 ⁇ m, particularly preferably to a particle size of less than 50 ⁇ m, in particular to a particle size of less than 40 ⁇ m will.
  • a compression of the residual material and / or the material mixture and / or the hydrate phase-containing intermediate products can be provided to minimize the proportion of very fine material, the compression preferably being briquetting for the production of briquettes and / or pelleting for the production of pellets and / or can comprise granulating for the production of granules and / or pressing for the production of compacts.
  • Such compression or compaction can in particular serve the purpose of introducing the residual material and / or the material mixture and / or the hydrate phase-containing intermediate products into a furnace in a simple and as complete manner as possible.
  • Such a process can also be advantageous in order, for example, to ensure sufficient contact points for sintering or the like before a heating process.
  • binders containing aluminate e.g. calcium aluminate cements
  • aluminate e.g. calcium aluminate cements
  • Conventional binders containing aluminate used in construction chemistry must be produced in an energy-intensive manner and are typically fired at firing temperatures of> 1400 ° C.
  • Calcium sulfoaluminate-containing binders are usually fired at temperatures of> 1250 ° C.
  • the necessary production temperature can be significantly reduced in the context of the invention compared to the prior art.
  • binders containing aluminate preferably binders containing calcium aluminate or calcium sulfoaluminate
  • binders containing calcium aluminate or calcium sulfoaluminate can be produced at temperatures well below the usual temperatures. These binders can then be used in construction chemical products.
  • the processing time of the construction chemical products depends on the firing temperature during the production of the binders used. In the course of the invention, it was therefore necessary to find an optimal firing temperature which, on the one hand, should be as low as possible for environmental reasons and, on the other hand, high enough to be able to produce binders which enable practicable processing times when used in construction chemical products.
  • the process steps provided according to the invention can be used to achieve a particularly advantageous compromise between a practical processing time when used in a construction chemical product and energy-saving production, especially at a temperature between 800 ° C and 1700 ° C.
  • the heating of the residue and / or the material mixture and / or the hydrate phase-containing intermediates should be at a temperature of> 800 ° C, preferably at a temperature between 900 ° C and 1150 ° C, particularly preferably at a temperature between 950 ° C and 1050 ° C, in particular at a temperature of 980 ° C.
  • the heating can advantageously take place in a rotary tube furnace and / or in a melting furnace and / or in an electric arc furnace and / or in a tub shaft furnace and / or in a fluidized bed calciner or the like.
  • a final preparation of the fired material can be provided, wherein the preparation can include comminution, the binder preferably to a particle size of less than 100 ⁇ m, particularly preferably to a particle size of less than 50 ⁇ m, in particular to a particle size of less than 40 ⁇ m.
  • preparation of the fired material can also advantageously include the addition of additives such as grinding aids, aging inhibitors and / or anti-dust agents.
  • the invention also relates to a binder, in particular produced using a method described above.
  • the binding agent in question has aluminates and / or calcium aluminates and / or calcium sulfoaluminates.
  • the binder thus has the same advantages as have already been described in detail with regard to the method according to the invention.
  • the possible resulting fired binders can then, depending on the raw material used, include the mineral phases CA and / or CA 2 and / or CA 3 and / or C 12 A 7 and / or CSA, in particular Ye'elimit, in various proportions.
  • a particular advantage of the present invention is that the ratio of the resulting main mineral phases within the resulting binder is simple and flexible due to the mixing ratio of the three main components
  • the invention can advantageously provide that the Al 2 O 3 from the processed aluminum oxide-containing and / or aluminum-hydroxide-containing residue in a proportion of more than 50 mol%, preferably in a proportion of more than 55 mol%, in particular in a proportion of more than 65 mol% based on the total mass of the binder.
  • the invention also relates to the use of a binder described above for the production of a construction chemical product, preferably a screed, a filler, a tile adhesive, a leveling compound, a mortar, a joint mortar or a plaster.
  • a binder described above for the production of a construction chemical product, preferably a screed, a filler, a tile adhesive, a leveling compound, a mortar, a joint mortar or a plaster.
  • a construction chemical product can preferably be understood as a dry mixture of various functional substances made up of binders, fillers and functional additives in order to obtain a product which can fulfill construction chemical tasks tailored to construction sites.
  • Examples include a screed, a filler, a tile adhesive, a leveling compound and / or a mortar for laying natural stone, stone, tiles or slabs.
  • the chemical building products that can be produced with the aid of the binding agents in question can be suitable not only for laying natural stone, stone, tiles or slabs but also for laying other supporting materials such as mats, wooden floors, parquet, carpet, laminate and the like.
  • the screed in question can also be designed as a flowing or dry screed.
  • the mortar in question can also be designed as a joint mortar or thin-bed mortar.
  • the filler can be designed, for example, in the form of a floor, wall or ceiling filler, whereas the tile adhesive can also be designed as a floor or wall tile adhesive.
  • the invention also relates to a construction chemical product comprising an above-described binder, the binder in the construction chemical product in a proportion of 0.1% by weight to 80% by weight, preferably in a proportion of 1% by weight. % - 50% by weight, particularly preferably in a proportion of 5% by weight to 30% by weight, the construction chemical product additionally comprising fillers and / or additives.
  • fillers for example, sands, chalk and light fillers or the like can be understood as fillers.
  • Additives can be understood to mean, for example, flow agents and / or thickeners and / or dyes and / or color pigments and / or defoamers and / or stabilizers and / or hardening retarders and / or plastic fibers or the like.
  • the construction chemical product can in particular be designed in such a way that the amount of heat given off by the mixture of water and construction chemical product after it has been mixed with water has an absolute maximum over time absolute maximum is preferably more than 20 minutes, particularly preferably more than 45 minutes, in particular more than 60 minutes.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a phase diagram by way of example
  • FIG. 2a shows a schematic representation of the individual steps of a method according to the invention for producing a binder according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 2b shows a schematic representation of the individual steps of a method according to the invention for producing a binder according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 2c shows a schematic representation of the individual steps of a method according to the invention for producing a binder according to a third exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic representation of various thermal calorimetric measurements a to f.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a phase diagram of exemplary phases of a calcium aluminate cement.
  • the raw materials used must be brought to temperatures close to the necessary solid / liquid phase transition, which, as can be seen in FIG. 1, are generally at least> 1700 K (> 1430 ° C).
  • the necessary ones Production temperature for the production of binders containing aluminate can be significantly reduced.
  • responsible for this is in particular the upstream formation of hydrates, which markedly lower the necessary firing temperature for producing the binder according to the invention in contrast to known firing temperatures.
  • FIG. 2a shows a schematic representation of the individual steps of a method according to the invention for producing a binder according to a first exemplary embodiment.
  • the method according to the invention according to the first exemplary embodiment can in particular be referred to as the calcium aluminate route and comprises the steps of processing 20 an amorphous aluminum oxide-containing and / or aluminum hydroxide-containing residue, adding 22 a calcium ion source and adding 26 water to form an intermediate product containing hydrate phases. Furthermore, the method according to the first exemplary embodiment comprises processing 28 of the intermediate product containing the hydrate phase and heating 30 of the material to produce a fired material, the material initially being heated at> 800.degree.
  • the heated material is then processed 32 to obtain binding agents, before the binding agent is used 34 to produce a construction chemical product and 36 the construction chemical product is used as screed, filler, tile adhesive, leveling compound or mortar can.
  • FIG. 2b shows a schematic representation of the individual steps of a method according to the invention for producing a binder according to a second exemplary embodiment.
  • the method according to the second exemplary embodiment differs from the method according to the first exemplary embodiment only in that, in addition to adding 22 a calcium ion source, before adding 26 water to form an intermediate product containing hydrate phases, a sulfate ion source is also added.
  • 2c shows a schematic representation of the individual steps of a method according to the invention for producing a binder according to a third exemplary embodiment.
  • the method according to the invention according to the third exemplary embodiment runs without the addition of water and, in contrast to the exemplary embodiments according to FIGS Manufacture of a fired material, whereby the heating of the submitted material takes place at> 800 ° C.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of various thermal calorimetric measurements a) to f).
  • the measurements of the heat development provide indirect information about the setting behavior of the respective binder-containing construction chemical product.
  • a rapid and strong development of heat (here measured in the form of the voltage in mV) corresponds to a rapid setting of the construction chemical product containing the binder.
  • the construction chemical products were measured by thermal calorimetry for 2 hours after the addition of water.
  • the construction chemical products which contain binders, which were fired at a firing temperature of 800 ° C (b, e), show a rapid but controllable development of heat. After about 5 to 10 minutes, a sharp peak can be seen here, which then flattens off sharply.
  • the absolute maximum of the heat development which is an easily determinable yet meaningful parameter for determining the processing time of a construction chemical product, is above 60 minutes for both construction chemical products with binders with a firing temperature of 980 ° C (c, f).
  • a calcium ion source and / or optionally an additional sulfate ion source is added.
  • the optional addition of the calcium ion source and / or the sulfate ion source is preferably carried out before the optional addition of water, which can advantageously be added to form intermediate products containing hydrate phases, so that a mixture of:
  • the possible resulting binders after the process steps provided according to the invention have been carried out, have inter alia the mineral phases CA and / or CA 2 and / or CA 3 and / or C 12 A 7 and / or CSA in various concentrations, depending on the raw material used.
  • a particular advantage of the present invention is that the main mineral phases of the resulting binder can be adjusted easily and flexibly through the mixing ratio of the three components 1, 2 and 3.
  • the specified ratios are to be understood as molar ratios, based on the Aluminum content in the processed amorphous residual material containing aluminum oxide and / or aluminum hydroxide (1), on the calcium content in the calcium ion source (2) and on the sulphate content in the sulphate ion source (3).
  • Binder mixture 1 (CA mixture):
  • Binder mixture 2 (C ⁇ 2 mixture):
  • Binder mixture 3 (Ci2A7 mixture):
  • Binder mix 4 (CSA mix):
  • Binder mixture 5 pure aluminate-containing binder:
  • binders according to the invention can here in particular by a method according to the invention via the initial charge of components (1) or mixtures of components 1, 2 and 3, the optional addition of water to these components or mixtures to form hydrates, the processing of these hydrates, as well as heating the processed hydrates to a temperature of> 800 ° C.
  • the binders according to the invention can also be produced without the addition of water to form intermediate products containing hydrate phases.
  • the versatile, different binders according to the invention that can be produced using the mixtures listed in the exemplary embodiments are not only versatile and can be produced simply and inexpensively, but also make a contribution to sustainable construction at the same time, which is provided in particular by conserving resources for producing the hydraulic binders by using residual or waste materials to produce the binding agent, which otherwise would have to be disposed of in a complex and costly manner.
  • Raw material base internally referred to as “CA”, manufactured at 180 ° C b construction chemical product, containing 20% by weight of a binding agent
  • Raw material base internally referred to as “CA”, manufactured at 800 ° C c construction chemical product, containing 20% by weight of a binding agent
  • Raw material base internally referred to as "CA”, manufactured at 980 ° C d construction chemical product, containing 20% by weight of a binder
  • Raw material base internally referred to as "CA2”, manufactured at 180 ° C e construction chemical product, containing 20% by weight of a binding agent
  • Raw material base internally referred to as “CA2”, manufactured at 800 ° C for a construction chemical product, containing 20% by weight of a binding agent

Abstract

The invention relates to a method for producing a binder comprising the following steps: preparing (20) a residue having amorphous alumina-rich and/or aluminum hydroxide-rich components, heating (30) the residue to produce a fired material, the heating (30) of the residue being at a temperature of > 800 °C.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels Process for the production of a binder
B e s c h r e i b u n g Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bindemittel, ein Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels sowie die Verwendung eines Bindemittels. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein bauchemisches Produkt, umfassend ein derartiges Bindemittel. Die Bauindustrie verzeichnet angetrieben von staatlichen Investitionen in den letzten Jahren stetig steigende Auftragseingänge und nimmt einen erheblichen Teil des produzierenden Gewerbes ein. Im Hinblick auf die Einhaltung zuletzt immer stärker in den Fokus gerückten klimapolitischen Ziele ist daher in steigendem Maße auch die Bauindustrie gefordert, umweltfreundliche und nachhaltige Konzepte zu verfolgen. Aus diesem Grund hat sich seit einiger Zeit das Konzept eines nachhaltigen Bauens etabliert, das verschiedene Ansätze verfolgt, Baumaßnahmen unter Bewahrung des Ökosystems und der Umwelt durchzuführen. The present invention relates to a binder, a method for producing a binder and the use of a binder. The invention also relates to a construction chemical product comprising such a binder. The construction industry has recorded steadily increasing incoming orders in recent years, driven by government investments, and occupies a considerable part of the manufacturing industry. With a view to complying with climate policy goals that have recently come into focus more and more, the construction industry is therefore increasingly required to pursue environmentally friendly and sustainable concepts. For this reason, the concept of sustainable building has been established for some time, which uses different approaches aims to carry out construction work while preserving the ecosystem and the environment.
Hinsichtlich möglicher Ansatzpunkte besitzen hierbei insbesondere die den Klimawandel am Stärksten vorantreibenden Faktoren besondere Aufmerksamkeit. So fördert neben dem in der Bauindustrie notwendigerweise hohen Bedarf an fossilen Energieträgern, vor allem der hohe Bedarf an Baumaterialien den Klimawandel erheblich. Im Gegensatz zu Methoden zur Reduzierung des Bedarfs an fossilen Energieträgern besitzt die Entwicklung nachhaltiger Baumaterialien zudem noch Entwicklungsbedarf. So ist bspw. die Herstellung heute bekannter Bindemittel häufig noch mit einem erheblichen Einsatz natürlicher Ressourcen und mit einem hohen energetischen Aufwand verbunden. With regard to possible starting points, particular attention is paid to the factors that are most likely to drive climate change. In addition to the necessarily high demand for fossil fuels in the construction industry, the high demand for building materials in particular promotes climate change considerably. In contrast to methods for reducing the need for fossil fuels, the development of sustainable building materials also has a need for development. For example, the production of binders known today is often associated with a considerable use of natural resources and a high energy expenditure.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend genannten Nachteile bekannter Bindemittel oder bauchemischer Produkte zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Bindemittel oder bauchemisches Produkt zur Verfügung zu stellen, das höchste Anforderungen an Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit erfüllt und trotzdem vielseitig ersetzbar und einfach und kostengünstig herstellbar ist. It is therefore the object of the present invention to at least partially remedy the aforementioned disadvantages of known binders or construction chemical products. In particular, it is the object of the invention to provide a binding agent or construction chemical product which meets the highest requirements in terms of sustainability and environmental friendliness and which can nevertheless be replaced in a variety of ways and can be produced simply and inexpensively.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs, ein Bindemittel oder bauchemisches Produkt mit den Merkmalen der unabhängigen Stoffansprüche sowie eine Verwendung mit Merkmalen des unabhängigen Verwendungsanspruchs. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bindemittel bzw. bauchemischen Produkt beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie der erfindungsgemäßen Verwendung und umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. The above object is achieved by a method with the features of the independent method claim, a binder or construction chemical product with the features of the independent material claims and a use with the features of the independent use claim. Further features and details of the invention emerge from the respective subclaims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the binder or construction chemical product according to the invention naturally also apply in connection with the method according to the invention and the use according to the invention and vice versa, so that with regard to the disclosure of the individual aspects of the invention, reference is always made to each other or can be.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels vorgesehen. Hierbei umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Schritte eines Aufbereitens eines Reststoffes, der amorphe aluminiumoxidhaltige und/oder aluminiumhydroxidhaltige Bestandteile aufweist und eines Erhitzens des Reststoffes zur Herstellung eines gebrannten Materials, wobei das Erhitzen des Reststoffes bei einer Temperatur von > 800 °C erfolgt. Ein erfindungsgemäßes Bindemittel kann dann insbesondere in bauchemischen Produkten, wie Estrichen, Spachtelmassen, Fliesenklebern, Ausgleichsmassen, Mörteln, Fugenmörteln oder Putzen oder dergleichen eingesetzt werden, die dann wiederum bspw. zum Verlegen von Natursteinen, Werksteinen, Fliesen, Platten oder dergleichen eingesetzt werden können. According to the invention, a method for producing a binder is provided. Here, the method according to the invention comprises the steps of processing a residue that has amorphous aluminum oxide-containing and / or aluminum hydroxide-containing components and heating the residue to produce a burned material, the heating of the residue taking place at a temperature of> 800 ° C. A binder according to the invention can then be used in particular in construction chemical products such as screeds, fillers, tile adhesives, leveling compounds, mortars, grouts or plasters or the like, which in turn can be used, for example, for laying natural stone, stone, tiles, slabs or the like.
Unter einem Bindemittel kann im Rahmen der Erfindung vorzugsweise ein Material verstanden werden, welches in bauchemischen Produkten als erhärtendes Element Verwendung finden kann. Erfindungsgemäße Bindemittel können nach dem Anmachen mit Wasser vorzugsweise infolge chemischer Reaktionen mit dem Anmachwasser selbstständig erhärten bzw. erstarren und nach dem Erhärten fest und raumbeständig bleiben. Das erfindungsgemäße Bindemittel kann dabei vorzugsweise in Form eines hydraulischen Bindemittels gebildet sein, das nach dem Erhärten auch unter Wasser fest und raumbeständig bleibt. Als Bindemittel können im klassischen Sinne beispielsweise verstanden werden: Calciumaluminatzemente und/oder Calciumsulfoaluminatzemente und/oder Portlandzemente und/oder Kalkhydrat und/oder Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid und/oder Calciumsulfat. Ebenso Puzzolane, Kalk oder ähnliche Stoffe die als Bindemittel fungieren können. In the context of the invention, a binder can preferably be understood as a material which can be used as a hardening element in construction chemical products. After being mixed with water, binders according to the invention can independently harden or solidify, preferably as a result of chemical reactions with the mixing water, and after hardening remain solid and stable in space. The binder according to the invention can preferably be in the form of a hydraulic binder which, after hardening, remains solid and stable even under water. In the classic sense, binders can be understood as meaning, for example: calcium aluminate cements and / or calcium sulfoaluminate cements and / or portland cements and / or hydrated lime and / or calcium oxide and / or calcium hydroxide and / or calcium sulfate. Likewise, pozzolans, lime or similar substances that can act as binders.
Unter einem Reststoff wird erfindungsgemäß insbesondere ein in einem Prozess anfallender Rückstand verstanden, für den keine oder nur bedingte Wiederverwendung vorgesehen ist und der daher - teils aufwändig und kostenintensiv - entsorgt werden muss. Unter einem Aufbereiten kann im Rahmen der Erfindung insbesondere eine Form der Behandlung verstanden werden, die beispielsweise ein Aufsammeln, Filtern, Trocknen, Zerkleinern oder dergleichen umfasst. According to the invention, a residue is understood to mean, in particular, a residue that occurs in a process, for which no or only limited reuse is intended and which therefore has to be disposed of - sometimes in a complex and costly manner. In the context of the invention, processing can in particular be understood to mean a form of treatment that includes, for example, collecting, filtering, drying, comminuting or the like.
Unter einem amorphen Reststoff bzw. einem amorphen Material kann gegenständlich insbesondere ein Material verstanden werden, das zumindest zu einem Anteil von 50 Gew.- % in einem nicht kristallinen Zustand vorliegt. Das Material kann hierbei insbesondere zu mindestens 50 Gew.-% röntgenamorph sein, d.h. das insbesondere mindestens 50 Gew.-% des Materials in Röntgenbeugungsexperimenten keine scharfen Reflexe liefert, sondern nur breite diffuse Maxima. An amorphous residue or an amorphous material can in particular be understood to mean a material which is present in a non-crystalline state at least in a proportion of 50% by weight. The material can in particular be X-ray amorphous to an extent of at least 50% by weight, i.e. that in particular at least 50% by weight of the material does not produce sharp reflections in X-ray diffraction experiments, but only broad diffuse maxima.
Der erfindungsgemäße aluminiumoxidhaltige und/oder aluminiumhydroxidhaltige Reststoff kann vorteilhafterweise einen Aluminiumoxid- bzw. einen Aluminiumhydroxidanteil (der Summe des Aluminiumoxids und Aluminiumhydroxids) von zumindest 5 Gew.-%, vorzugsweise von zumindest 30 Gew.-%, insbesondere von zumindest 50 Gew.-% bezogen auf den Trockenanteil des Materials bzw. Reststoffs aufweisen. Es versteht sich hierbei, dass das Material im Wesentlichen auch nur in Form einer der beiden Komponenten gebildet sein kann. The residual material containing aluminum oxide and / or aluminum hydroxide according to the invention can advantageously have an aluminum oxide or aluminum hydroxide content (the sum of the aluminum oxide and aluminum hydroxide) of at least 5% by weight, preferably of at least 30% by weight, in particular of at least 50% by weight, based on the dry content of the material or residue. It goes without saying that the material can essentially only be formed in the form of one of the two components.
Unter einem gebrannten Material kann im Rahmen der Erfindung insbesondere das bei einem thermischen Verfahren, wie einem Brennprozess, anfallende Material verstanden werden, das durch die Energiezufuhr beim Brennvorgang eine gegenüber seinem Ausgangszustand veränderte Struktur, insbesondere eine veränderte chemische Struktur aufweist. Als gebranntes Material kann je nach Art des durchgeführten thermischen Verfahrens auch ein gesintertes Material ein verkoktes Material, ein pyrolysiertes Material, ein kalziniertes oder ein geröstetes Material oder dergleichen verstanden werden. In the context of the invention, a fired material can in particular be understood to mean the material obtained in a thermal process, such as a firing process, which has a changed structure compared to its initial state, in particular a changed chemical structure, due to the energy supply during the firing process. Depending on the type of thermal process carried out, a sintered material, a coked material, a pyrolysed material, a calcined or a roasted material or the like can also be understood as a burned material.
Den nachfolgenden Ausführungen sei an dieser Stelle bereits vorangestellt, dass der Fachmann bezüglich der Angabe von bevorzugten Gewichtsanteilen der Komponenten innerhalb eines Gemisches sehr wohl in der Lage ist, die Anteile so miteinander zu kombinieren, dass der Gesamtanteil aller Komponenten des Gemisches 100 Gew.-% beträgt. The following statements should already be made at this point that the person skilled in the art, with regard to the specification of preferred proportions by weight of the components within a mixture, is very well able to combine the proportions with one another in such a way that the total proportion of all components of the mixture is 100% by weight amounts to.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist erkannt worden, dass insbesondere über die Verwendung eines aufbereiteten amorphen aluminiumoxidhaltigen und/oder aluminiumhydroxidhaltigen Reststoffes auf einfache und kostengünstige Weise ein vielseitig einsetzbares Bindemittel herstellbar ist, das gleichzeitig einen Beitrag zu nachhaltigem Bauen liefert, wobei der Beitrag vorliegend insbesondere dadurch geliefert wird, dass natürliche Ressourcen geschont werden, indem Rest- bzw. Abfallstoffe zur Herstellung des Bindemittels verwendet werden, die ansonsten aufwändig und kostenintensiv entsorgt werden müssten. Ferner ist im Rahmen der Erfindung erkannt worden, dass zur Verarbeitung eine Temperatur oberhalb von 800 °C notwendig ist. In the context of the present invention, it has been recognized that, in particular by using a processed amorphous residual material containing aluminum oxide and / or aluminum hydroxide, a versatile binding agent can be produced in a simple and inexpensive manner, which at the same time makes a contribution to sustainable building, the contribution in this case in particular thereby it is delivered that natural resources are conserved by using residual or waste materials for the production of the binding agent, which otherwise would have to be disposed of in a complex and costly manner. Furthermore, it has been recognized within the scope of the invention that a temperature above 800 ° C. is necessary for processing.
Im Hinblick auf eine besonders einfache, effiziente und kostengünstige Möglichkeit der Verwendung von wiederaufbereiteten amorphen aluminiumoxidhaltigen und/oder aluminiumhydroxidhaltigen Reststoffen kann erfindungsgemäß vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass der Reststoff zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig in Form von Wasseraufbereitungsrückständen gebildet ist. Besonders bevorzugter Weise kann der Reststoff zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig in Form von Trinkwasseraufbereitungsrückständen gebildet sein. Trinkwasseraufbereitungsrückstände weisen hierbei insbesondere sehr hohe Aluminiumoxid- und/oder Aluminiumhydroxidgehalte auf und sind deutlich unaufwändiger aufzureinigen als andere Rückstände, wie beispielsweise Abwasseraufbereitungsrückstände oder ähnliche Rückstände, insbesondere weil sie weniger schadstoffbelastet sind. Aufgrund der verschiedenen Inhaltsstoffe vom Trinkwasser und Abwasser sind diese (Trinkwasser / Abwasser) nicht direkt vergleichbar. Der Reststoff kann zudem vorzugsweise schlammartig ausgebildet sein, bspw. in Form eines Trinkwasseraufbereitungsschlamms gebildet sein. With regard to a particularly simple, efficient and inexpensive possibility of using recycled amorphous aluminum oxide-containing and / or aluminum hydroxide-containing residues, it can advantageously be provided according to the invention that the residue is at least partially, preferably completely, formed in the form of water treatment residues. Particularly preferably, the residue can at least partially, preferably completely in the form of Be formed drinking water treatment residues. Drinking water treatment residues in particular have a very high aluminum oxide and / or aluminum hydroxide content and are much less laborious to clean up than other residues, such as waste water treatment residues or similar residues, in particular because they are less polluted. Due to the different constituents of drinking water and wastewater, these (drinking water / wastewater) cannot be directly compared. The residual material can also preferably be designed in the manner of a sludge, for example in the form of a drinking water treatment sludge.
Im Hinblick auf die Herstellung eines schnell abbindenden Bindemittels mit hohem Wasserrückhaltevermögen kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der amorphe aluminiumoxidhaltige und/oder aluminiumhydroxidhaltige Reststoff einen röntgenamorphen Anteil von mehr als 80 Gew.-%, vorzugsweise von mehr als 85 Gew.-%, insbesondere von mehr als 90% aufweist. Somit weist der amorphe Reststoff vorteilhafterweise zu weniger als 20 Gew.-%, vorzugsweise zu weniger als 15 Gew.-%, insbesondere zu weniger als 10 Gew.- % über Röntgenbeugungsexperimente nachweisbare kristalline Anteile auf. Röntgenbeugungsexperimente zur Bestimmung des amorphen Anteils des Reststoffs können hierbei bspw. nach DIN EN 13925-1 durchgeführt werden. With regard to the production of a fast-setting binder with high water retention capacity, it can advantageously be provided that the amorphous aluminum oxide-containing and / or aluminum hydroxide-containing residue has an X-ray amorphous proportion of more than 80% by weight, preferably of more than 85% by weight, in particular of has more than 90%. Thus, the amorphous residue advantageously has less than 20% by weight, preferably less than 15% by weight, in particular less than 10% by weight, crystalline proportions that can be detected by X-ray diffraction experiments. X-ray diffraction experiments to determine the amorphous portion of the residue can be carried out in accordance with DIN EN 13925-1, for example.
Im Hinblick auf die einfache und exakte Einstellung vorgegebener Mischungsverhältnisse kann es zudem vorteilhaft sein, wenn das Aufbereiten des Reststoffes das Entfernen von Wasser umfasst, wobei das Entfernen des Wassers vorzugsweise über ein Erhitzen und/oder einen mechanischen Entwässerungsprozess oder bevorzugt über ein einfaches Haldenlagern des Reststoffs erfolgt. Bei einem getrockneten Produkt ist die Bestimmung des Anteiles der betreffenden Komponente zur Herstellung eines vorbestimmten Gemisches deutlich exakter und einfacher durchführbar, weil der exakte Wasseranteil nicht herausgerechnet werden muss bzw. vernachlässigbar ist. With regard to the simple and exact setting of predetermined mixing ratios, it can also be advantageous if the processing of the residue includes the removal of water, the removal of the water preferably via heating and / or a mechanical dewatering process or preferably via simple dumping of the residue he follows. In the case of a dried product, the determination of the proportion of the relevant component for the production of a predetermined mixture can be carried out much more precisely and more simply because the exact water proportion does not have to be calculated out or is negligible.
Im Hinblick auf einen vereinfachten Einsatz in nachfolgenden Produktionsprozessen zur Bindemittelherstellung kann gegenständlich vorteilhafter Weise ebenso vorgesehen sein, dass das Aufbereiten des Reststoffes ein Zerkleinern umfasst, wobei der amorphe aluminiumoxidhaltige und/oder aluminiumhydroxidhaltige Reststoff vorzugsweise auf eine Partikelgröße von weniger als 100 pm, besonders bevorzugt auf eine Partikelgröße von weniger als 50 pm, insbesondere auf eine Partikelgröße von weniger als 40 pm zerkleinert wird. Im Hinblick auf einen besonders energiesparenden Herstellungsprozess kann gegenständlich ebenso vorgesehen sein, dass das Aufbereiten des Reststoffes derart erfolgt, dass ein Restgehalt an organischem Material als Brennstoffquelle in dem amorphen aluminiumoxidhaltigen und/oder aluminiumhydroxidhaltigen Reststoff verbleibt. Das organische Material kann entsprechend bei einem nachfolgenden Erhitzen als Brennstoff fungieren und so Energie und Ressourcen sparen. Unter einem organischem Material wird hierbei vorzugsweise ein Material verstanden, das Kohlenstoffverbindungen umfasst und nicht zu einer der folgenden Verbindungstypen gehört: wasserfreie Chalkogenide, Kohlensäure, Carbonate, Carbide, Cyanide, Cyanate und Thiocyanate. With a view to simplified use in subsequent production processes for the manufacture of binders, it can also advantageously be provided that the processing of the residual material includes comminution, with the amorphous aluminum oxide-containing and / or aluminum hydroxide-containing residual material preferably having a particle size of less than 100 μm, particularly preferably a particle size of less than 50 μm, in particular to a particle size of less than 40 μm, is comminuted. With regard to a particularly energy-saving manufacturing process, it can also objectively be provided that the processing of the residual material takes place in such a way that a residual content of organic material remains as a fuel source in the amorphous aluminum oxide-containing and / or aluminum hydroxide-containing residual material. The organic material can function as fuel when it is subsequently heated and thus save energy and resources. An organic material is preferably understood here to mean a material which comprises carbon compounds and does not belong to one of the following types of compounds: anhydrous chalcogenides, carbonic acid, carbonates, carbides, cyanides, cyanates and thiocyanates.
Da der amorphe aluminiumoxidhaltige und/oder aluminiumhydroxidhaltige Reststoff unerwünschte Mikroorganismen enthalten kann, kann erfindungsgemäß vorteilhafter Weise zudem vorgesehen sein, dass das Aufbereiten des Reststoffes ein Entfernen von Mikroorganismen umfasst, wobei das Entfernen der Mikroorganismen vorzugsweise eine thermische Behandlung und/oder eine Trocknung umfassen kann. Since the amorphous residual material containing aluminum oxide and / or aluminum hydroxide can contain undesired microorganisms, according to the invention it can also advantageously be provided that the processing of the residual material includes the removal of microorganisms, wherein the removal of the microorganisms can preferably include thermal treatment and / or drying.
Im Hinblick auf eine weitere Variation der Eigenschaften des Bindemittels kann erfindungsgemäß ferner vorgesehen sein, dass zusätzlich vor dem Erhitzen des Reststoffes eine Calciumionenquelle zur Herstellung eines Materialgemisches zugegeben wird. Als Calciumionenquelle kann erfindungsgemäß insbesondere ein Stoff- oder Stoffgemisch verstanden werden, welcher Calciumionen freisetzen kann. Als Calciumionenquelle seien hier beispielhaft CaO, Ca(OH)2 und CaCÜ3 genannt. Vorteilhafterweise kann hierbei das Ca(OH)2 aus Rest und Abfallstoffquellen verwendet werden. With a view to a further variation of the properties of the binder, it can also be provided according to the invention that a calcium ion source is added to produce a material mixture before the residual material is heated. According to the invention, a source of calcium ions can in particular be understood to be a substance or mixture of substances which can release calcium ions. CaO, Ca (OH) 2 and CaCÜ 3 may be mentioned here as examples of calcium ion sources. The Ca (OH) 2 from residual and waste sources can advantageously be used here.
Ebenso kann zur weiteren Variation der Eigenschaften des Bindemittels vorgesehen sein, dass zusätzlich vor dem Erhitzen des Reststoffes eine Sulfationenquelle zur Herstellung eines Materialgemisches zugegeben wird. Als Sulfationenquelle kann erfindungsgemäß insbesondere ein Stoff- oder Stoffgemisch verstanden werden, welcher Sulfationen freisetzen kann. Als Sulfationenquelle seien hier beispielhaft Calciumsulfat-a-Hemihydrat, Calciumsulfat-ß-Hemihydrat, Anhydrit, Calciumsulfatdihydrat oder Mischungen davon genannt. Vorteilhafterweise kann hierbei das CaSÜ4 aus Rest und Abfallstoffquellen, wie beispielsweise REA-Gipsen verwendet werden. Im Rahmen einer möglichst zielgerichtet steuerbaren Herstellung eines möglichst vielseitig einsetzbaren Bindemittels kann gegenständlich vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Stoffe: Likewise, for further variation of the properties of the binder, provision can be made for a sulfate ion source to be added to produce a material mixture before the residual material is heated. According to the invention, a sulfate ion source can in particular be understood to be a substance or mixture of substances which can release sulfate ions. Calcium sulfate a-hemihydrate, calcium sulfate ß-hemihydrate, anhydrite, calcium sulfate dihydrate or mixtures thereof may be mentioned here by way of example as a source of sulfate ions. Advantageously, the CaSÜ 4 from residual and waste sources, such as REA gypsum, can be used here. In the context of a production of a binding agent that can be used in a targeted manner as possible, it can advantageously be provided that the substances:
1) eines Reststoffs, 1) a residue,
2) einer voranstehend beschriebenen Calciumionenquelle und 2) a calcium ion source described above and
3) einer voranstehend beschriebenen Sulfationenquelle in folgenden Gewichtsverhältnissen vorgelegt werden: 3) a sulphate ion source described above are presented in the following weight ratios:
Komponente 1 zu 10,0 - 100,0 Gew.-%, Komponente 2 zu 0,0 % - 90,0 Gew.-% und Komponente 3 zu 0,0 % - 90,0 Gew.-% bezogen auf den Trockenanteil der Summe des Gewichtes der Komponenten 1, 2 und 3. Component 1 at 10.0 - 100.0% by weight, component 2 at 0.0% - 90.0% by weight and component 3 at 0.0% - 90.0% by weight based on the dry content the sum of the weight of components 1, 2 and 3.
Im Hinblick auf eine möglichst energie- und ressourcensparende Herstellung eines Bindemittels kann zudem vorgesehen sein, dass vor dem Erhitzen des Reststoffes und/oder vor dem Erhitzen des Materialgemisches ein Zugeben von Wasser zur Ausbildung von hydratphasenhaltigen Zwischenprodukten erfolgt. Durch die Bildung von hydratphasenhaltigen Zwischenprodukten ist es möglich, die notwendige Produktionstemperatur für ein Bindemittel gegenüber üblichen Produktionstemperaturen für Bindemittel deutlich herabzusetzen. Verantwortlich dafür ist nach Erkenntnis der Erfindung insbesondere die gegenständlich vorgesehene Zugabe von Wasser zur Bildung von Hydraten. Dieser Aspekt senkt den notwendigen Energieeintrag. With regard to the most energy and resource-saving production of a binder, provision can also be made for water to be added to form intermediate products containing hydrate phases before the residual material is heated and / or the material mixture is heated. The formation of intermediate products containing hydrate phases makes it possible to significantly reduce the necessary production temperature for a binder compared to the usual production temperatures for binders. According to the knowledge of the invention, the objectively intended addition of water to form hydrates is responsible for this. This aspect reduces the necessary energy input.
Als hydratphasenhaltige Zwischenprodukte können Zwischenprodukte beschrieben werden, die durch die Vorlage einer Mischung von: Intermediate products can be described as hydrate phase-containing intermediates, which are obtained by adding a mixture of:
1) einem aufbereiteten amorphen aluminiumoxidhaltigen und/oder aluminiumhydroxidhaltigen Reststoff, 1) a processed amorphous residual material containing aluminum oxide and / or aluminum hydroxide,
2) gegebenenfalls zusätzlich einer Calciumionenquelle, 2) possibly also a source of calcium ions,
3) gegebenenfalls zusätzlich einer Sulfationenquelle und anschließender Zugabe von Wasser gebildet werden. Hydratphasenhaltige Zwischenprodukte können insbesondere in Form von Calciumaluminathydraten und/oder Calciumsulfoaluminathydraten oder Mischungen hieraus gebildet sein. Somit können im Rahmen der Erfindung vor einem Erhitzen verschiedene Bindemittel bzw. Materialgemische hergestellt werden. So kann zur Herstellung des Bindemittels erfindungsgemäß zusätzlich zu einem amorphen aluminiumoxid- und/oder aluminiumhydroxidreichen Reststoff eine Calciumionenquelle und/oder eine Sulfationenquelle zugegeben werden. Die Zugabe der Calciumionenquelle und/oder der Sulfationenquelle kann hierbei vorzugsweise vor dem Zugeben von Wasser zur Ausbildung von vorteilhaften Hydratphasen-Zwischenprodukten erfolgen, sodass vor Zugabe des Wassers eine Mischung von: 3) if necessary, a sulfate ion source and subsequent addition of water can also be formed. Intermediate products containing hydrate phases can be formed in particular in the form of calcium aluminate hydrates and / or calcium sulfoaluminate hydrates or mixtures thereof. Thus, within the scope of the invention, various binders or material mixtures can be produced before heating. Thus, according to the invention, in addition to an amorphous residue rich in aluminum oxide and / or aluminum hydroxide, a source of calcium ions and / or a source of sulfate ions can be added to produce the binder. The calcium ion source and / or the sulfate ion source can preferably be added before adding water to form advantageous hydrate phase intermediates, so that a mixture of:
1) aufbereitetem amorphen aluminiumoxidhaltigen und/oder aluminiumhydroxidhaltigen1) recycled amorphous aluminum oxide and / or aluminum hydroxide
Reststoff waste material
2) ggf. zusätzlich eine Calciumionenquelle 2) if necessary, an additional source of calcium ions
3) ggf. zusätzlich eine Sulfationenquelle vorbereitet werden kann. 3) If necessary, a sulphate ion source can also be prepared.
Dem Reststoff bzw. dem Gemisch aus Reststoff und/oder einer Calciumionenquelle und/oder einer Sulfationenquelle kann anschließend Wasser zur Ausbildung eines hydratphasenhaltigen Zwischenproduktes hinzugegeben werden. Das entstehende Gemisch kann dabei vermengt und durch geeignete Verfahren miteinander homogenisiert werden. Vorteilhafterweise kann dem so entstandenen Gemisch eine Reaktionszeit von mindestens 30 Minuten, bevorzugt mindestens 12 Stunden, noch bevorzugter von mindestens 24 Stunden gewährt werden. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass sich ein Reaktionsgleichgewicht ausbilden kann, das frei von kristallinem Ca(OH)2 oder CaO ist. The residue or the mixture of residue and / or a calcium ion source and / or a sulfate ion source can then be added to water to form an intermediate product containing hydrate phases. The resulting mixture can be blended and homogenized with one another using suitable processes. The resulting mixture can advantageously be given a reaction time of at least 30 minutes, preferably at least 12 hours, even more preferably at least 24 hours. In this way it can be ensured that a reaction equilibrium can develop that is free from crystalline Ca (OH) 2 or CaO.
Im Hinblick auf einen besonders energiesparenden Herstellungsprozess kann ferner vorgesehen sein, dass zusätzlich ein Aufbereiten der hydratphasenhaltigen Zwischenprodukte vorgesehen ist, wobei das Aufbereiten vorzugsweise ein Trocknen umfasst. Das Trocknen der hydratphasenhaltigen Zwischenprodukte wirkt sich zudem energiesparend auf einen nachgelagerten Brennprozess aus und vereinfacht einen nachgelagerten Zerkleinerungsprozess der hydratphasenhaltigen Zwischenprodukte. With regard to a particularly energy-saving manufacturing process, it can furthermore be provided that the intermediate products containing hydrate phases are additionally processed, the processing preferably including drying. The drying of the intermediate products containing the hydrate phase also saves energy in a downstream firing process and simplifies a subsequent comminution process of the intermediate products containing the hydrate phase.
Im Hinblick auf einen vereinfachten Einsatz in nachfolgenden Produktionsprozessen zur Bindemittelproduktion kann gegenständlich vorteilhafter Weise ebenso vorgesehen sein, dass das Aufbereiten der hydratphasenhaltigen Zwischenprodukte ein Zerkleinern umfasst, wobei der amorphe aluminiumoxidhaltige und/oder aluminiumhydroxidhaltige Reststoff vorzugsweise auf eine Partikelgröße von weniger als 100 pm, besonders bevorzugt auf eine Partikelgröße von weniger als 50 pm, insbesondere auf eine Partikelgröße von weniger als 40 pm zerkleinert wird. With regard to a simplified use in subsequent production processes for binder production, it can also be provided in an objectively advantageous manner, that the processing of the hydrate phase-containing intermediate products includes comminution, the amorphous aluminum oxide-containing and / or aluminum hydroxide-containing residue preferably being comminuted to a particle size of less than 100 μm, particularly preferably to a particle size of less than 50 μm, in particular to a particle size of less than 40 μm will.
Ebenso kann im Rahmen der Erfindung ein Verdichten des Reststoffes und/oder des Materialgemisches und/oder der hydratphasenhaltigen Zwischenprodukte zur Minimierung des Anteils an Feinstmaterial vorgesehen sein, wobei das Verdichten vorzugsweise eine Brikettierung zur Herstellung von Briketts und/oder eine Pelletierung zur Herstellung von Pellets und/oder ein Granulieren zur Herstellung von Granulat und/oder ein Pressen zur Herstellung von Presskörpern umfassen kann. Eine solche Verdichtung bzw. Kompaktierung kann insbesondere dem Zweck eines einfachen und möglichst vollständigen Einbringens des Reststoffes und/oder des Materialgemisches und/oder der hydratphasenhaltigen Zwischenprodukte in einen Ofen dienen. Ebenso kann ein solcher Vorgang vorteilhaft sein, um vor einem Erhitzungsprozess bspw. genügend Kontaktpunkte zum Sintern oder dergleichen zu gewährleisten. Likewise, within the scope of the invention, a compression of the residual material and / or the material mixture and / or the hydrate phase-containing intermediate products can be provided to minimize the proportion of very fine material, the compression preferably being briquetting for the production of briquettes and / or pelleting for the production of pellets and / or can comprise granulating for the production of granules and / or pressing for the production of compacts. Such compression or compaction can in particular serve the purpose of introducing the residual material and / or the material mixture and / or the hydrate phase-containing intermediate products into a furnace in a simple and as complete manner as possible. Such a process can also be advantageous in order, for example, to ensure sufficient contact points for sintering or the like before a heating process.
Übliche, in der Bauchemie eingesetzte, aluminathaltige Bindemittel (bspw. Calciumaluminatzemente) müssen energieintensiv hergestellt werden und werden typischerweise bei Brenntemperaturen von > 1400°C gebrannt. Calciumsulfoaluminathaltige Bindemittel werden üblicherweise bei Temperaturen von > 1250°C gebrannt. Auch für diese Bindemittel kann im Sinne der Erfindung die notwendige Produktionstemperatur gegenüber dem Stand der Technik deutlich herabgesetzt werden. Conventional binders containing aluminate (e.g. calcium aluminate cements) used in construction chemistry must be produced in an energy-intensive manner and are typically fired at firing temperatures of> 1400 ° C. Calcium sulfoaluminate-containing binders are usually fired at temperatures of> 1250 ° C. For these binders, too, the necessary production temperature can be significantly reduced in the context of the invention compared to the prior art.
Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, die notwendige Produktionstemperatur für aluminathaltige Bindemittel gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Herstellungsverfahren deutlich herabzusetzen. Verantwortlich dafür ist nach Erkenntnis der Erfindung insbesondere die vorgelagerte Bildung von Hydraten, die die notwendige Brenntemperatur zur Erzeugung des Bindemittels im Gegensatz zu bekannten Brenntemperaturen deutlich herabsetzt. By using the process according to the invention, it is possible to significantly reduce the necessary production temperature for binders containing aluminate compared to the production processes known from the prior art. According to the knowledge of the invention, responsible for this is in particular the upstream formation of hydrates, which markedly lower the necessary firing temperature for producing the binder in contrast to known firing temperatures.
Im Sinne der Erfindung können aluminathaltige Bindemittel, bevorzugt calciumaluminathaltige bzw. calciumsulfoaluminathaltige Bindemittel bei Temperaturen deutlich unterhalb der üblichen Temperaturen hergestellt werden. Diese Bindemittel können anschließend in bauchemischen Produkten eingesetzt werden. Im Rahmen der Erfindung ist erkannt worden, dass bei einem Einsatz der erfindungsgemäßen Bindemittel in bauchemischen Produkten, die Verarbeitungszeit der bauchemischen Produkte von der Brenntemperatur bei der Herstellung der eingesetzten Bindemittel abhängt. Im Zuge der Erfindung war es daher nötig, eine optimale Brenntemperatur zu finden, welche zum einen aus Umweltschutzaspekten heraus möglichst gering sein sollte und zum anderen hoch genug ist um Bindemittel hersteilen zu können, welche bei Einsatz in bauchemischen Produkten praktikable Verarbeitungszeiten ermöglichen. For the purposes of the invention, binders containing aluminate, preferably binders containing calcium aluminate or calcium sulfoaluminate, can be produced at temperatures well below the usual temperatures. These binders can can then be used in construction chemical products. In the context of the invention it has been recognized that when the binders according to the invention are used in construction chemical products, the processing time of the construction chemical products depends on the firing temperature during the production of the binders used. In the course of the invention, it was therefore necessary to find an optimal firing temperature which, on the one hand, should be as low as possible for environmental reasons and, on the other hand, high enough to be able to produce binders which enable practicable processing times when used in construction chemical products.
Im Rahmen der Erfindung ist dabei erkannt worden, dass über die erfindungsgemäß vorgesehenen Verfahrungsschritte insbesondere bei einer Temperatur zwischen 800 °C und 1700 °C ein besonders vorteilhafter Kompromiss zwischen einer praktikablen Verarbeitungszeit bei Einsatz in einem bauchemischen Produkt sowie energiesparender Produktion erzielt werden kann. Das Erhitzen des Reststoffes und/oder des Materialgemisches und/oder der hydratphasenhaltigen Zwischenprodukte sollte bei einer Temperatur von > 800 °C, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 900 °C und 1150 °C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 950 °C und 1050 °C, insbesondere bei einer Temperatur von 980 °C erfolgen. In the context of the invention it has been recognized that the process steps provided according to the invention can be used to achieve a particularly advantageous compromise between a practical processing time when used in a construction chemical product and energy-saving production, especially at a temperature between 800 ° C and 1700 ° C. The heating of the residue and / or the material mixture and / or the hydrate phase-containing intermediates should be at a temperature of> 800 ° C, preferably at a temperature between 900 ° C and 1150 ° C, particularly preferably at a temperature between 950 ° C and 1050 ° C, in particular at a temperature of 980 ° C.
Das Erhitzen kann hierbei vorteilhafterweise in einem Drehrohrofen und/oder in einem Schmelzofen und/oder in einem Lichtbogenofen und/oder in einem Wannenschachtofen und/oder in einem Wirbelschichtkalzinator oder dergleichen erfolgen. The heating can advantageously take place in a rotary tube furnace and / or in a melting furnace and / or in an electric arc furnace and / or in a tub shaft furnace and / or in a fluidized bed calciner or the like.
Um die Verwendbarkeit des auf erfindungsgemäße Weise hergestellten Bindemittels zu verbessern, kann gegenständlich abschließend noch ein Aufbereiten des gebrannten Materials vorgesehen sein, wobei das Aufbereiten ein Zerkleinern umfassen kann, wobei das Bindemittel vorzugsweise auf eine Partikelgröße von weniger als 100 pm, besonders bevorzugt auf eine Partikelgröße von weniger als 50 pm, insbesondere auf eine Partikelgröße von weniger als 40 pm zerkleinert werden kann. In order to improve the usability of the binder produced in the manner according to the invention, a final preparation of the fired material can be provided, wherein the preparation can include comminution, the binder preferably to a particle size of less than 100 μm, particularly preferably to a particle size of less than 50 μm, in particular to a particle size of less than 40 μm.
Erfindungsgemäß kann ein Aufbereiten des gebrannten Materials überdies vorteilhafter Weise die Zugabe von Additiven, wie Mahlhilfen, Alterungsinhibitoren und/oder Antistaubmitteln umfassen. Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Bindemittel, insbesondere hergestellt über ein voranstehend beschriebenes Verfahren. Hierbei weist das gegenständliche Bindemittel Aluminate und/oder Calciumaluminate und/oder Calciumsulfoaluminate auf. Damit bringt das Bindemittel die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben worden sind. According to the invention, preparation of the fired material can also advantageously include the addition of additives such as grinding aids, aging inhibitors and / or anti-dust agents. The invention also relates to a binder, in particular produced using a method described above. The binding agent in question has aluminates and / or calcium aluminates and / or calcium sulfoaluminates. The binder thus has the same advantages as have already been described in detail with regard to the method according to the invention.
Die möglichen resultierenden gebrannten Bindemittel können hierbei anschließend, je nach Rohstoffeinsatz, unter anderem die Mineralphasen CA und/oder CA2 und/oder CA3 und/oder C12A7 und/oder CSA, insbesondere Ye'elimit in verschiedenen Anteilen aufweisen. Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass das Verhältnis der entstehenden Hauptmineralphasen innerhalb des resultierenden Bindemittels einfach und flexibel durch das Mischungsverhältnis der drei Hauptkomponenten The possible resulting fired binders can then, depending on the raw material used, include the mineral phases CA and / or CA 2 and / or CA 3 and / or C 12 A 7 and / or CSA, in particular Ye'elimit, in various proportions. A particular advantage of the present invention is that the ratio of the resulting main mineral phases within the resulting binder is simple and flexible due to the mixing ratio of the three main components
1) Aufbereiteter aluminiumoxidhaltiger und/oder aluminiumhydroxidhaltiger Reststoff1) Recycled residue containing aluminum oxide and / or aluminum hydroxide
2) gegebenenfalls zusätzliche Zugabe einer Calciumionenquelle 2) if necessary, additional addition of a calcium ion source
3) gegebenenfalls zusätzliche Zugabe einer Sulfationenquelle eingestellt werden kann. Bezüglich der Bezeichnung der Mineralphasen wird gemäß der lUPAC-Nomenklatur der Zementterminologie unter C: CaO, unter A: AI2O3 und unter S: SO3 verstanden. 3) if necessary, additional addition of a source of sulfate ions can be adjusted. With regard to the designation of the mineral phases, according to the IUPAC nomenclature of cement terminology, C: CaO, A: Al 2 O 3 and S: SO 3 are understood.
Im Rahmen einer möglichst hohen Kostenersparnis und Nachhaltigkeit kann erfindungsgemäß vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass das AI2O3 aus dem aufbereiteten aluminiumoxidhaltigen und/oder aluminium-hydroxidhaltigen Reststoff zu einem Anteil von mehr als 50 Mol.-%, vorzugsweise zu einem Anteil von mehr als 55 Mol-%, insbesondere zu einem Anteil von mehr als 65 Mol.-% bezogen auf die Gesamtmasse des Bindemittels vorliegt. In the context of the highest possible cost savings and sustainability, the invention can advantageously provide that the Al 2 O 3 from the processed aluminum oxide-containing and / or aluminum-hydroxide-containing residue in a proportion of more than 50 mol%, preferably in a proportion of more than 55 mol%, in particular in a proportion of more than 65 mol% based on the total mass of the binder.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung eines voranstehend beschriebenen Bindemittels zur Herstellung eines bauchemischen Produktes vorzugsweise eines Estrichs, einer Spachtelmasse, eines Fliesenklebers, einer Ausgleichsmasse, eines Mörtels, eines Fugenmörtels oder eines Putzes. Damit bringt die erfindungsgemäße Verwendung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße Bindemittel beschrieben worden sind. Werden Bindemittel im Sinne der Erfindung hergestellt und in bauchemischen Produkten eingesetzt, so weisen diese eine besonders praktikable Verarbeitungszeit auf. The invention also relates to the use of a binder described above for the production of a construction chemical product, preferably a screed, a filler, a tile adhesive, a leveling compound, a mortar, a joint mortar or a plaster. The use according to the invention thus brings the same advantages as have already been described in detail with regard to the method according to the invention and the binder according to the invention are. If binders are produced within the meaning of the invention and used in construction chemical products, then these have a particularly practicable processing time.
Als bauchemisches Produkt kann im Rahmen der Erfindung vorzugsweise ein Trockengemisch verschiedener funktioneller Stoffe aus Bindemitteln, Füllstoffen und funktionellen Additiven verstanden werden, um ein Produkt zu erhalten, welches auf Baustellen zugeschnittene bauchemische Aufgaben erfüllen kann. Beispielhaft sei hier ein Estrich, eine Spachtelmasse, ein Fliesenkleber, eine Ausgleichsmasse und/oder ein Mörtel zum Verlegen von Natursteinen, Werksteinen, Fliesen oder Platten genannt. In the context of the invention, a construction chemical product can preferably be understood as a dry mixture of various functional substances made up of binders, fillers and functional additives in order to obtain a product which can fulfill construction chemical tasks tailored to construction sites. Examples include a screed, a filler, a tile adhesive, a leveling compound and / or a mortar for laying natural stone, stone, tiles or slabs.
Es versteht sich, dass die mit Hilfe der gegenständlichen Bindemittel herstellbaren bauchemischen Produkte neben einer Verlegung von Natursteinen, Werksteinen, Fliesen oder Platten auch zur Verlegung anderer Belegmaterialien, wie Matten, Holzböden, Parkett, Teppich, Laminat und ähnlichem geeignet sein können. Der gegenständliche Estrich kann zudem als Fließ- oder Trockenestrich ausgeführt werden. Der gegenständliche Mörtel kann ebenfalls als Fugenmörtel oder Dünnbettmörtel ausgebildet sein. Die Spachtelmasse kann beispielsweise in Form eines Boden-, Wand- oder Deckenspachtels gebildet sein, wohingegen der Fliesenkleber auch als Boden- oder Wandfliesenkleber ausgebildet sein. It goes without saying that the chemical building products that can be produced with the aid of the binding agents in question can be suitable not only for laying natural stone, stone, tiles or slabs but also for laying other supporting materials such as mats, wooden floors, parquet, carpet, laminate and the like. The screed in question can also be designed as a flowing or dry screed. The mortar in question can also be designed as a joint mortar or thin-bed mortar. The filler can be designed, for example, in the form of a floor, wall or ceiling filler, whereas the tile adhesive can also be designed as a floor or wall tile adhesive.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ferner ein bauchemisches Produkt, umfassend ein voranstehend beschriebenes Bindemittel, wobei das Bindemittel in dem bauchemischen Produkt zu einem Anteil von 0,1 Gew.-% - 80 Gew.-%, bevorzugt zu einem Anteil von 1 Gew.-% - 50 Gew.-%, besonders bevorzugt zu einem Anteil von 5 Gew.-% - 30 Gew.-% vorliegt, wobei das bauchemische Produkt zusätzlich Füllstoffe und/oder Additive umfasst. Als Füllstoffe können beispielsweise Sande, Kreiden und Leichtfüllstoffe oder dergleichen verstanden werden. Als Additive können beispielsweise Fließmittel und/oder Verdickungsmittel und/oder Farbstoffe und/oder Farbpigmente und/oder Entschäumer und/oder Stabilisierungsmittel und/oder Härtungsverzögerer und/oder Kunststofffasern oder dergleichen verstanden werden. Damit bringt das erfindungsgemäße bauchemische Produkt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines bauchemischen Produktes beschrieben worden sind. The invention also relates to a construction chemical product comprising an above-described binder, the binder in the construction chemical product in a proportion of 0.1% by weight to 80% by weight, preferably in a proportion of 1% by weight. % - 50% by weight, particularly preferably in a proportion of 5% by weight to 30% by weight, the construction chemical product additionally comprising fillers and / or additives. For example, sands, chalk and light fillers or the like can be understood as fillers. Additives can be understood to mean, for example, flow agents and / or thickeners and / or dyes and / or color pigments and / or defoamers and / or stabilizers and / or hardening retarders and / or plastic fibers or the like. The chemical construction product according to the invention thus brings the same advantages as have already been described in detail with regard to the method according to the invention for producing a chemical construction product.
Das bauchemische Produkt kann hierbei insbesondere derart ausgebildet sein, dass die nach einem Ansetzen mit Wasser abgegebene Wärmemenge des Gemisches aus Wasser und bauchemischem Produkt mit der Zeit ein absolutes Maximum aufweist, wobei das absolute Maximum vorzugsweise bei mehr als 20 Minuten, besonders bevorzugt bei mehr als 45 Minuten, insbesondere bei mehr als 60 Minuten liegt. The construction chemical product can in particular be designed in such a way that the amount of heat given off by the mixture of water and construction chemical product after it has been mixed with water has an absolute maximum over time absolute maximum is preferably more than 20 minutes, particularly preferably more than 45 minutes, in particular more than 60 minutes.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter teilweise erfolgender Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Hierbei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which exemplary embodiments of the invention are described in detail with partial reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description can be essential to the invention individually or in any combination.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Phasendiagramms beispielhafter1 shows a schematic representation of a phase diagram by way of example
Phasen eines Calciumaluminatzementes, Phases of a calcium aluminate cement,
Fig. 2a eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Bindemittels gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, 2a shows a schematic representation of the individual steps of a method according to the invention for producing a binder according to a first exemplary embodiment,
Fig. 2b eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Bindemittels gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, 2b shows a schematic representation of the individual steps of a method according to the invention for producing a binder according to a second exemplary embodiment,
Fig. 2c eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Bindemittels gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, 2c shows a schematic representation of the individual steps of a method according to the invention for producing a binder according to a third exemplary embodiment,
Fig. 3 eine schematische Darstellung verschiedener wärmekalorimetrischer Messungen a bis f. 3 shows a schematic representation of various thermal calorimetric measurements a to f.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Phasendiagramms beispielhafter Phasen eines Calciumaluminatzementes. Zur Herstellung von Calciumaluminatzementen müssen die eingesetzten Rohstoffe auf die Temperaturen nahe des notwendigen Phasenübergangs fest/flüssig gebracht werden, die wie gemäß Fig. 1 zu erkennen, in der Regel mindestens > 1700 K (> 1430 °C) liegen. Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können nicht nur Reststoffe sinnvoll wiederverwendet werden, sondern auch die notwendige Produktionstemperatur zur Herstellung von aluminathaltigen Bindemitteln deutlich herabgesetzt werden. Verantwortlich dafür ist nach Erkenntnis der Erfindung insbesondere die vorgelagerte Bildung von Hydraten, die die notwendige Brenntemperatur zur Erzeugung des erfindungsgemäßen Bindemittels im Gegensatz zu bekannten Brenntemperaturen deutlich herabsetzt. 1 shows a schematic representation of a phase diagram of exemplary phases of a calcium aluminate cement. To produce calcium aluminate cements, the raw materials used must be brought to temperatures close to the necessary solid / liquid phase transition, which, as can be seen in FIG. 1, are generally at least> 1700 K (> 1430 ° C). By using the method according to the invention, not only residues can be sensibly reused, but also the necessary ones Production temperature for the production of binders containing aluminate can be significantly reduced. According to the knowledge of the invention, responsible for this is in particular the upstream formation of hydrates, which markedly lower the necessary firing temperature for producing the binder according to the invention in contrast to known firing temperatures.
Fig. 2a zeigt eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Bindemittels gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. 2a shows a schematic representation of the individual steps of a method according to the invention for producing a binder according to a first exemplary embodiment.
Hierbei kann das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel insbesondere als Calciumaluminat-Route bezeichnet werden und umfasst die Schritte eines Aufbereitens 20 eines amorphen aluminiumoxidhaltigen und/oder aluminiumhydroxidhaltigen Reststoffes, eines Zugebens 22 einer Calciumionenquelle sowie eines Zugebens 26 von Wasser zur Ausbildung eines hydratphasenhaltigen Zwischenproduktes. Ferner umfasst das Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ein Aufbereiten 28 des hydratphasenhaltigen Zwischenproduktes sowie ein Erhitzen 30 des Materials zur Herstellung eines gebrannten Materials, wobei das Erhitzen des vorgelegten Materials bei > 800°C erfolgt. Here, the method according to the invention according to the first exemplary embodiment can in particular be referred to as the calcium aluminate route and comprises the steps of processing 20 an amorphous aluminum oxide-containing and / or aluminum hydroxide-containing residue, adding 22 a calcium ion source and adding 26 water to form an intermediate product containing hydrate phases. Furthermore, the method according to the first exemplary embodiment comprises processing 28 of the intermediate product containing the hydrate phase and heating 30 of the material to produce a fired material, the material initially being heated at> 800.degree.
Anschließend erfolgt bei dem Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel noch ein Aufbereiten 32 des erhitzten Materials zum Erhalt von Bindemitteln, bevor ein Verwenden 34 des Bindemittels zur Herstellung eines bauchemischen Produktes sowie ein Verwenden 36 des bauchemischen Produktes als Estrich, Spachtelmasse, Fliesenkleber, Ausgleichsmasse oder Mörtel erfolgen kann. In the method according to the first exemplary embodiment, the heated material is then processed 32 to obtain binding agents, before the binding agent is used 34 to produce a construction chemical product and 36 the construction chemical product is used as screed, filler, tile adhesive, leveling compound or mortar can.
Fig. 2b zeigt eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Bindemittels gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 2b shows a schematic representation of the individual steps of a method according to the invention for producing a binder according to a second exemplary embodiment.
Das vorliegend als Calciumsulfoaluminat-Route bezeichnete Verfahren gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel lediglich, indem zusätzlich zu einem Zugeben 22 einer Calciumionenquelle vor einem Zugeben 26 von Wasser zur Ausbildung eines hydratphasenhaltigen Zwischenproduktes noch ein Zugeben 24 einer Sulfationenquelle erfolgt. Fig. 2c zeigt eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Bindemittels gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. The method according to the second exemplary embodiment, referred to here as the calcium sulfoaluminate route, differs from the method according to the first exemplary embodiment only in that, in addition to adding 22 a calcium ion source, before adding 26 water to form an intermediate product containing hydrate phases, a sulfate ion source is also added. 2c shows a schematic representation of the individual steps of a method according to the invention for producing a binder according to a third exemplary embodiment.
Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel verläuft ohne Wasserzugabe und umfasst im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 2a und b lediglich die Schritte eines Aufbereitens 20 eines amorphen aluminiumoxidhaltigen und/oder aluminiumhydroxidhaltigen Reststoffes, eines Zugebens 22 einer Calciumionenquelle sowie eines Erhitzens 30 des Materials zur Herstellung eines gebrannten Materials, wobei das Erhitzen des vorgelegten Materials bei > 800°C erfolgt. The method according to the invention according to the third exemplary embodiment runs without the addition of water and, in contrast to the exemplary embodiments according to FIGS Manufacture of a fired material, whereby the heating of the submitted material takes place at> 800 ° C.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung verschiedener wärmekalorimetrischer Messungen a) bis f). 3 shows a schematic representation of various thermal calorimetric measurements a) to f).
Diese wärmekalorimetrischen Messungen zeigen die Wärmeentwicklung verschiedener bauchemischer Produkte, welche jeweils unterschiedliche erfindungsgemäß produzierte Bindemittel zu einem Anteil von 20 Gew. % beinhalten. Für die Bindemittelherstellung wurden zwei unterschiedliche hydratphasenhaltige Zwischenprodukte verwendet. Für die Vorbereitung der hydratphasenhaltigen Zwischenprodukte standen erfindungsgemäß These thermal calorimetric measurements show the heat development of various construction chemical products which each contain different binders produced according to the invention in a proportion of 20% by weight. Two different intermediate products containing hydrate phases were used for the production of binders. For the preparation of the hydrate phase-containing intermediates, according to the invention
1) ein aufbereiteter amorpher aluminiumoxidhaltiger und/oder aluminiumhydroxidhaltiger1) a processed amorphous aluminum oxide and / or aluminum hydroxide
Reststoff waste material
2) eine Calciumionenquelle 2) a source of calcium ions
3) eine Sulfationenquelle (hier nicht verwendet) zur Verfügung. 3) a source of sulfate ions (not used here) is available.
Für (a, b, c) wurde ein molares Mischungsverhältnis von 50 % 1 (bezogen auf den Aluminiumanteil) und 50 % 2 (bezogen auf den Calciumionenanteil) verwendet. Diese entstehenden Bindemittel wurden intern als CA-Bindemittel bezeichnet. Für (d, e, f) wurde ein molares Mischungsverhältnis von 66,6 % 1 (bezogen auf den Aluminiumanteil) und 33,3 % 2 (bezogen auf den Calciumionenanteil) verwendet. Diese entstehenden Bindemittel wurden intern als CA2-Bindemittel bezeichnet. Bei der Herstellung der Bindemittel wurden variierende Brenntemperaturen verwendet. Für (a, d) wurden 180°C verwendet. Für (b, e) wurden 800°C verwendet und für (c, f) wurden 980°C verwendet. Die Messungen der Wärmeentwicklungen geben hierbei indirekt Aufschluss über das Abbindeverhalten des jeweiligen bindemittelbeinhaltenden bauchemischen Produktes. Eine schnelle und starke Wärmeentwicklung (hier gemessen in Form der Spannung in mV) entspricht hierbei einem schnellen Abbinden des bindemittelbeinhaltenden bauchemischen Produktes. For (a, b, c) a molar mixing ratio of 50% 1 (based on the aluminum content) and 50% 2 (based on the calcium ion content) was used. These resulting binders were referred to internally as CA binders. For (d, e, f) a molar mixing ratio of 66.6% 1 (based on the aluminum content) and 33.3% 2 (based on the calcium ion content) was used. These resulting binders were referred to internally as CA2 binders. Varying firing temperatures were used in the manufacture of the binders. For (a, d) 180 ° C was used. For (b, e) 800 ° C was used and for (c, f) 980 ° C was used. The measurements of the heat development provide indirect information about the setting behavior of the respective binder-containing construction chemical product. A rapid and strong development of heat (here measured in the form of the voltage in mV) corresponds to a rapid setting of the construction chemical product containing the binder.
Wie aus der Auftragung gemäß Fig. 3 erkennbar ist, sind die bauchemischen Produkte für 2 Stunden nach Wasserzugabe wärmekalorimetrisch vermessen worden. Der Hauptreaktionspeak, der beim Abbinden der bauchemischen Produkte entstehende Wärme, verschiebt sich - wie aus Fig. 3 erkennbar - umso mehr zu späteren Zeitpunkten, je höher die Brenntemperatur des jeweiligen eingesetzten Bindemittels ist. As can be seen from the plot according to FIG. 3, the construction chemical products were measured by thermal calorimetry for 2 hours after the addition of water. The main reaction peak, the heat generated during the setting of the construction chemical products, shifts - as can be seen from FIG. 3 - all the more at later points in time, the higher the firing temperature of the particular binder used.
So ist bei den bauchemischen Produkten (a, d), deren Bindemittel bei einer Brenntemperatur von 180 °C gebrannt wurden eine starke Wärmeentwicklung direkt nach Wasserzugabe erkennbar. Solcherlei bauchemische Produkte sind nur schwer in der Anwendung einsetzbar, da sie zu schnell abbinden und aushärten und einem Verarbeiter nicht ausreichend Zeit lassen das bauchemische Produkt in eine gewünschte Form zu bringen. In the case of the construction chemical products (a, d) whose binders were fired at a firing temperature of 180 ° C., a strong development of heat can be seen immediately after the addition of water. Such chemical construction products are difficult to use because they set and harden too quickly and do not leave a processor with sufficient time to bring the chemical construction product into the desired shape.
Die bauchemischen Produkte, welche Bindemittel enthalten, die bei einer Brenntemperatur von 800°C gebrannt wurden (b, e), weisen eine schnelle aber kontrollierbare Wärmeentwicklung auf. Nach bereits etwa 5 bis 10 min ist hier ein scharfer Peak zu verzeichnen, der anschließend stark abflacht. The construction chemical products, which contain binders, which were fired at a firing temperature of 800 ° C (b, e), show a rapid but controllable development of heat. After about 5 to 10 minutes, a sharp peak can be seen here, which then flattens off sharply.
Die bauchemischen Produkte, welche Bindemittel enthalten, die bei 980 °C gebrannt wurden (c, f) weisen wiederum eine sehr praktikable Verarbeitungszeit auf. The construction chemical products that contain binders that were fired at 980 ° C (c, f) again have a very practicable processing time.
Das absolute Maximum der Wärmeentwicklung, das einen einfach ermittelbaren und dennoch aussagekräftigen Parameter zur Bestimmung der Verarbeitungszeit eines bauchemischen Produktes darstellt, liegt bei beiden bauchemischen Produkten mit Bindemitteln mit Brenntemperatur von 980 °C (c, f) oberhalb von 60 Minuten. The absolute maximum of the heat development, which is an easily determinable yet meaningful parameter for determining the processing time of a construction chemical product, is above 60 minutes for both construction chemical products with binders with a firing temperature of 980 ° C (c, f).
Bei Brenntemperaturen > 800 °C lassen sich somit je nach Brenntemperatur zugeschnittene Bindemittel für verschiedenste bauchemische Produkte (schnell abbindende und langsam abbindende Produkte) hersteilen. Ausführungsbeispiele: At firing temperatures> 800 ° C, tailor-made binders for a wide variety of construction chemical products (fast-setting and slow-setting products) can be produced, depending on the firing temperature. Embodiments:
Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Bindemittels ist zunächst vorgesehen, dass zusätzlich zu einem aufbereiteten amorphen aluminiumoxidhaltigen und/oder aluminiumhydroxidhaltigen Reststoff, gegebenenfalls zusätzlich eine Calciumionenquelle und/oder gegebenenfalls zusätzlich eine Sulfationenquelle zugegeben wird. Die optionale Zugabe der Calciumionenquelle und/oder der Sulfationenquelle erfolgt dabei vorzugsweise vor dem optionalen Zugeben von Wasser, das vorteilhafterweise zur Ausbildung von hydratphasenhaltigen Zwischenprodukten zugegeben werden kann, sodass vor der optionalen Zugabe des Wassers eine Mischung vorliegen kann von: To produce a binder according to the invention, it is initially provided that in addition to a processed amorphous residual material containing aluminum oxide and / or aluminum hydroxide, optionally a calcium ion source and / or optionally an additional sulfate ion source is added. The optional addition of the calcium ion source and / or the sulfate ion source is preferably carried out before the optional addition of water, which can advantageously be added to form intermediate products containing hydrate phases, so that a mixture of:
1) aufbereitetem amorphem aluminiumoxidhaltigen und/oder aluminiumhydroxidhaltigen1) recycled amorphous aluminum oxide and / or aluminum hydroxide
Reststoff waste material
2) gegebenenfalls zusätzlich einer Calciumionenquelle 2) optionally also a source of calcium ions
3) gegebenenfalls zusätzlich einer Sulfationenquelle. 3) optionally additionally a source of sulphate ions.
Durch die Kennzeichnung der Zugabe von Wasser zur Ausbildung von hydratphasenhaltigen Zwischenprodukten als optionalen Schritt, versteht sich, dass die nachfolgenden Ausführungsbeispiele auch ohne die Zugabe von Wasser, bspw. lediglich über das Vorlegen von aufbereitetem amorphem aluminiumoxidhaltigen und/oder aluminiumhydroxidhaltigen Reststoff und einem anschließenden Erhitzen bei einer Temperatur von > 800°C bzw. über das Vorlegen von aufbereitetem amorphem aluminiumoxidhaltigen und/oder aluminiumhydroxidhaltigen Reststoff, einer Zugabe einer Calciumionenquelle und/oder einer Sulfationenquelle und einem anschließenden Erhitzen bei einer Temperatur von > 800°C herstellbar sind. By identifying the addition of water for the formation of hydrate phase-containing intermediate products as an optional step, it goes without saying that the following exemplary embodiments also without the addition of water, for example only by adding processed amorphous residual material containing aluminum oxide and / or aluminum hydroxide and subsequent heating a temperature of> 800 ° C or by placing processed amorphous residual material containing aluminum oxide and / or aluminum hydroxide, adding a calcium ion source and / or a sulfate ion source and then heating at a temperature of> 800 ° C.
Die möglichen resultierenden Bindemittel weisen nach Durchführung der erfindungsgemäß vorgesehenen Verfahrensschritte, je nach Rohstoffeinsatz, unter anderem die Mineralphasen CA und/oder CA2 und/oder CA3 und/oder C12A7 und/oder CSA in verschiedenen Konzentrationen auf. Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es dabei, dass die Hauptmineralphasen des resultierenden Bindemittels einfach und flexibel durch das Mischungsverhältnis der drei Komponenten 1, 2 und 3 eingestellt werden können. The possible resulting binders, after the process steps provided according to the invention have been carried out, have inter alia the mineral phases CA and / or CA 2 and / or CA 3 and / or C 12 A 7 and / or CSA in various concentrations, depending on the raw material used. A particular advantage of the present invention is that the main mineral phases of the resulting binder can be adjusted easily and flexibly through the mixing ratio of the three components 1, 2 and 3.
Im Folgenden sind einige beispielhafte Rezepturen für diese Mischungen genannt. Die angegebenen Verhältnisse sind als molare Verhältnisse zu verstehen, bezogen auf den Aluminiumanteil beim aufbereiteten amorphen aluminiumoxidhaltigen und/oder aluminiumhydroxidhaltigen Reststoff (1), auf den Calciumanteil bei der Calciumionenquelle (2) und auf den Sulfatanteil bei der Sulfationenquelle (3). Some exemplary recipes for these mixtures are given below. The specified ratios are to be understood as molar ratios, based on the Aluminum content in the processed amorphous residual material containing aluminum oxide and / or aluminum hydroxide (1), on the calcium content in the calcium ion source (2) and on the sulphate content in the sulphate ion source (3).
Bindemittelmischung 1 (CA-Mischung): Binder mixture 1 (CA mixture):
1) 76,2 % 1) 76.2%
2) 23,8 % 2) 23.8%
3) 0,0 % 3) 0.0%
Bindemittelmischung 2 (CÄ2-Mischung): Binder mixture 2 (CÄ2 mixture):
1) 85,4 % 1) 85.4%
2) 14,6 % 2) 14.6%
3) 0,0 % 3) 0.0%
Bindemittelmischung 3 (Ci2A7-Mischung): Binder mixture 3 (Ci2A7 mixture):
1) 66,1 % 1) 66.1%
2) 33,9 % 2) 33.9%
3) 0,0 % 3) 0.0%
Bindemittelmischung 4 (CSA-Mischung): Binder mix 4 (CSA mix):
1) 53,3 % 1) 53.3%
2) 20,0 % 2) 20.0%
3) 26,7 % 3) 26.7%
Bindemittelmischung 5 (Reines aluminathaltiges Bindemittel): Binder mixture 5 (pure aluminate-containing binder):
1) 100 % 1) 100%
2) 0 % 2) 0%
3) 0 % Die erfindungsgemäßen Bindemittel können hierbei insbesondere gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren über das Vorlegen von Komponenten (1) bzw. Mischungen der Komponenten 1, 2 und 3, das optionale Zugeben von Wasser zu diesen Komponenten bzw. Mischungen zur Bildung von Hydraten, das Aufbereiten dieser Hydrate, sowie das Erhitzen der aufbereiteten Hydrate auf eine Temperatur von > 800 °C hergestellt werden. 3) 0% The binders according to the invention can here in particular by a method according to the invention via the initial charge of components (1) or mixtures of components 1, 2 and 3, the optional addition of water to these components or mixtures to form hydrates, the processing of these hydrates, as well as heating the processed hydrates to a temperature of> 800 ° C.
Wie oben beschrieben, können die erfindungsgemäßen Bindemittel auch ohne die Zugabe von Wasser zur Ausbildung von hydratphasenhaltigen Zwischenprodukten hergestellt werden. As described above, the binders according to the invention can also be produced without the addition of water to form intermediate products containing hydrate phases.
Die über die in den Ausführungsbeispielen aufgeführten Mischungen herstellbaren vielseitigen, verschiedenen erfindungsgemäßen Bindemittel sind nicht nur vielseitig einsetzbar und einfach und kostengünstig herstellbar, sondern liefern ferner auch gleichzeitig einen Beitrag zu nachhaltigem Bauen, der insbesondere dadurch geliefert wird, dass zur Herstellung der hydraulischen Bindemittel Ressourcen geschont werden, indem Rest- bzw. Abfallstoffe zur Herstellung der Bindemittel verwendet werden, die ansonsten aufwändig und kostenintensiv entsorgt werden müssten. The versatile, different binders according to the invention that can be produced using the mixtures listed in the exemplary embodiments are not only versatile and can be produced simply and inexpensively, but also make a contribution to sustainable construction at the same time, which is provided in particular by conserving resources for producing the hydraulic binders by using residual or waste materials to produce the binding agent, which otherwise would have to be disposed of in a complex and costly manner.
B e z u q s z e i c h e n l i s t e SIGNIFICANT LISTS
1 Reststoff-Komponente 1 residue component
2 Calciumionenquellen-Komponente 2 calcium ion source component
3 Sulfationenquelle-Komponente 3 Sulphate ion source component
20 Aufbereiten eines amorphen aluminiumoxidreichen und/oder aluminiumhydroxidreichen Reststoffes 22 Zugeben einer Calciumionenquelle 20 Preparation of an amorphous residue rich in aluminum oxide and / or high in aluminum hydroxide 22 Adding a calcium ion source
24 Zugeben einer Sulfationenquelle 24 Add a source of sulfate ions
26 Zugeben von Wasser zur Bildung von hydratphasenhaltigen26 Adding water to form hydrate phase containing
Zwischenprodukten Intermediates
28 Aufbereiten der hydratphasenhaltigen Zwischenprodukte 28 Preparation of the intermediate products containing the hydrate phase
30 Erhitzen des Reststoffs/des Materialgemischs/der aufbereiteten hydratphasenhaltigen Zwischenprodukte 32 Aufbereiten des gebrannten Materials 30 Heating the residual material / the material mixture / the processed intermediate products containing hydrate phases 32 Processing the fired material
34 Verwenden des Bindemittels zur Herstellung eines bauchemischen Produktes,34 Using the binder to manufacture a construction chemical product,
36 Verwenden des bauchemischen Produktes 36 Using the construction chemical product
U Spannung mV Millivolt U voltage mV millivolt
T Zeit h Stunden T time h hours
K Kelvin K Kelvin
C CaO C CaO
A AI2O3 A AI2O3
S S03 a bauchemisches Produkt, beinhaltend 20 Gew.% eines Bindemittels aufS S0 3 a construction chemical product, containing 20% by weight of a binder
Rohstoffbasis, intern bezeichnet als „CA“, hergestellt bei 180 °C b bauchemisches Produkt, beinhaltend 20 Gew.% eines Bindemittels aufRaw material base, internally referred to as “CA”, manufactured at 180 ° C b construction chemical product, containing 20% by weight of a binding agent
Rohstoffbasis, intern bezeichnet als „CA“, hergestellt bei 800 °C c bauchemisches Produkt, beinhaltend 20 Gew.% eines Bindemittels aufRaw material base, internally referred to as “CA”, manufactured at 800 ° C c construction chemical product, containing 20% by weight of a binding agent
Rohstoffbasis, intern bezeichnet als „CA“, hergestellt bei 980 °C d bauchemisches Produkt, beinhaltend 20 Gew.% eines Bindemittels aufRaw material base, internally referred to as "CA", manufactured at 980 ° C d construction chemical product, containing 20% by weight of a binder
Rohstoffbasis, intern bezeichnet als „CA2“, hergestellt bei 180 °C e bauchemisches Produkt, beinhaltend 20 Gew.% eines Bindemittels aufRaw material base, internally referred to as "CA2", manufactured at 180 ° C e construction chemical product, containing 20% by weight of a binding agent
Rohstoffbasis, intern bezeichnet als „CA2“, hergestellt bei 800 °C f bauchemisches Produkt, beinhaltend 20 Gew.% eines Bindemittels aufRaw material base, internally referred to as “CA2”, manufactured at 800 ° C for a construction chemical product, containing 20% by weight of a binding agent
Rohstoffbasis, intern bezeichnet als „CA2“, hergestellt bei 980 °C Raw material base, internally referred to as "CA2", manufactured at 980 ° C

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels, umfassend die Schritte: 1. A method for producing a binder, comprising the steps:
- Aufbereiten (20) eines Reststoffes, der amorphe aluminiumoxidreiche und/oder aluminiumhydroxidreiche Bestandteile aufweist, - processing (20) a residue which has amorphous aluminum oxide-rich and / or aluminum hydroxide-rich components,
Erhitzen (30) des Reststoffes zur Herstellung eines gebrannten Materials, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhitzen (30) des Reststoffes bei einer Temperatur von > 800 °C erfolgt. Heating (30) the residue to produce a fired material, characterized in that the heating (30) of the residue takes place at a temperature of> 800 ° C.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reststoff zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig in Form von Wasseraufbereitungsrückständen, insbesondere in Form von2. The method according to claim 1, characterized in that the residue at least partially, preferably completely in the form of water treatment residues, in particular in the form of
Trinkwasseraufbereitungsrückständen gebildet ist. Drinking water treatment residues is formed.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reststoff einen röntgenamorphen Anteil von mehr als 80 Gew.-%, vorzugsweise von mehr als 85 Gew.-%, insbesondere von mehr als 90 Gew.-% aufweist. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the residue has an X-ray amorphous fraction of more than 80 wt .-%, preferably of more than 85 wt .-%, in particular of more than 90 wt .-%.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbereiten (20) des Reststoffes das Entfernen von Wasser umfasst, wobei das Entfernen des Wassers vorzugsweise über ein Erhitzen und/oder einen mechanischen Entwässerungsprozess erfolgt. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the processing (20) of the residue comprises the removal of water, the removal of the water preferably taking place via heating and / or a mechanical dewatering process.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbereiten (20) des Reststoffes ein Zerkleinern umfasst, wobei der Reststoff vorzugsweise auf eine Partikelgröße von weniger als 100 pm, besonders bevorzugt auf eine Partikelgröße von weniger als 50 pm, insbesondere auf eine Partikelgröße von weniger als 40 pm zerkleinert wird. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the processing (20) of the residual material comprises comminuting, the residual material preferably to a particle size of less than 100 μm, particularly preferably to a particle size of less than 50 μm, in particular a particle size of less than 40 μm is comminuted.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbereiten (20) des Reststoffes derart erfolgt, dass ein Restgehalt an organischem Material als Brennstoffquelle in dem Reststoff verbleibt. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the processing (20) of the residue takes place in such a way that a residual content of organic material remains in the residue as a fuel source.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich vor dem Erhitzen (30) des Reststoffes eine Calciumionenquelle zur Herstellung eines Materialgemisches zugegeben (22) wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a calcium ion source for producing a material mixture is additionally added (22) before the residual material is heated (30).
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich vor dem Erhitzen (30) des Reststoffes eine Sulfationenquelle zur Herstellung eines Materialgemisches zugegeben (24) wird. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a sulfate ion source for producing a material mixture is additionally added (24) before heating (30) the residue.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffe 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the substances
1) eines Reststoffs, 1) a residue,
2) einer Calciumionenquelle nach Anspruch 7 und 2) a calcium ion source according to claim 7 and
3) einer Sulfationenquelle nach Anspruch 8 in folgenden Gewichtsverhältnissen vorgelegt werden: 3) a sulfate ion source according to claim 8 are presented in the following weight ratios:
Komponente 1 zu 10,0 - 100,0 Gew.-%, Komponente 2 zu 0,0 - 90,0 Gew.-% und Komponente 3 zu 0,0 - 90,0 Gew.-% bezogen auf den Trockenanteil der Summe des Gewichtes der Komponenten 1, 2 und 3. Component 1 at 10.0-100.0% by weight, component 2 at 0.0-90.0% by weight and component 3 at 0.0-90.0% by weight based on the dry portion of the total the weight of components 1, 2 and 3.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Erhitzen (30) des Reststoffes und/oder vor dem Erhitzen (30) des Materialgemisches ein Zugeben (26) von Wasser zur Ausbildung von hydratphasenhaltigen Zwischenprodukten erfolgt. 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that before the heating (30) of the residual material and / or before the heating (30) of the material mixture, water is added (26) to form intermediate products containing hydrate phases.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Aufbereiten (28) der hydratphasenhaltigen Zwischenprodukte vorgesehen ist, wobei das Aufbereiten (28) vorzugsweise ein Trocknen und/oder ein Zerkleinern umfasst. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the intermediate products containing hydrate phases are additionally processed (28), the processing (28) preferably comprising drying and / or comminution.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verdichten des Reststoffes und/oder des Materialgemisches und/oder der hydratphasenhaltigen Zwischenprodukte zur Minimierung des Anteils an Feinstmaterial vorgesehen ist, wobei das Verdichten vorzugsweise eine Brikettierung zur Herstellung von Briketts umfasst und/oder eine Pelletierung zur Herstellung von Pellets und/oder ein Granulieren zur Herstellung von Granulat und/oder ein Pressen zur Herstellung von Presskörpern umfasst. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a compression of the residual material and / or the material mixture and / or the hydrate phase-containing intermediate products is provided to minimize the proportion of very fine material, wherein the compression preferably comprises a briquetting for the production of briquettes and / or pelleting for the production of pellets and / or granulation for the production of granules and / or pressing for the production of compacts.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhitzen (30) des Reststoffs und/oder des Materialgemisches und/oder der aufbereiteten hydratphasenhaltigen Zwischenprodukte bei einer Temperatur von > 800 °C, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 800 °C und 1700 °C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 900 °C und 1150°C, insbesondere bei einer Temperatur zwischen 950 °C und 1050 °C erfolgt. 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the heating (30) of the residue and / or the material mixture and / or the processed hydrate phase-containing intermediate products at a temperature of> 800 ° C, preferably at a temperature between 800 ° C and 1700.degree. C., particularly preferably at a temperature between 900.degree. C. and 1150.degree. C., in particular at a temperature between 950.degree. C. and 1050.degree.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhitzen (30) in einem Drehrohrofen und/oder in einem Schmelzofen und/oder in einem Lichtbogenofen und/oder in einem Wannenschachtofen und/oder in einem Wirbelschichtkalzinator erfolgt. 14. The method according to claim 13, characterized in that the heating (30) takes place in a rotary kiln and / or in a melting furnace and / or in an electric arc furnace and / or in a tub shaft furnace and / or in a fluidized bed calciner.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufbereiten (32) des gebrannten Materials vorgesehen ist, wobei das Aufbereiten (32) des gebrannten Materials ein Zerkleinern umfasst, wobei das gebrannte Material vorzugsweise auf eine Partikelgröße von weniger als 100 pm, besonders bevorzugt auf eine Partikelgröße von weniger als 50 pm, insbesondere auf eine Partikelgröße von weniger als 40 pm zerkleinert wird. 15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a preparation (32) of the fired material is provided, wherein the preparation (32) of the fired material comprises a comminution, the fired material preferably to a particle size of less than 100 μm , particularly preferably to a particle size of less than 50 μm, in particular to a particle size of less than 40 μm.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbereiten (32) des gebrannten Materials die Zugabe von Additiven wie Mahlhilfen, Alterungsinhibitoren und/oder Antistaubmitteln umfasst. 16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the preparation (32) of the fired material comprises the addition of additives such as grinding aids, aging inhibitors and / or anti-dust agents.
17. Bindemittel, insbesondere herstellbar über ein Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel Aluminate und/oder Calciumaluminate und/oder Calciumsulfoaluminate aufweist. 17. Binder, in particular producible by a method according to one of the preceding claims, characterized in that the binder comprises aluminates and / or calcium aluminates and / or calcium sulfoaluminates.
18. Bindemittel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Calciumaluminat CA und/oder CA2 und/oder C3A und/oder C12A7 umfasst und/oder die Calciumsulfoaluminate CSA, insbesondere Ye’elimit umfassen. 18. Binder according to claim 15, characterized in that the calcium aluminate comprises CA and / or CA 2 and / or C 3 A and / or C 12 A 7 and / or the calcium sulfoaluminates comprise CSA, in particular Ye'elimit.
19. Verwendung (34) eines Bindemittels nach Anspruch 17 oder 18, zur Herstellung eines bauchemischen Produktes, vorzugsweise eines Estrichs, einer Spachtelmasse, eines Fliesenklebers, einer Ausgleichsmasse, eines Mörtels, eines Fugenmörtels oder eines Putzes. 19. Use (34) of a binder according to claim 17 or 18, for the production of a construction chemical product, preferably a screed, a filler, a tile adhesive, a leveling compound, a mortar, a joint mortar or a plaster.
20. Bauchemisches Produkt, umfassend ein Bindemittel nach einem der Ansprüche 17 oder 18, wobei das Bindemittel in dem bauchemischen Produkt zu einem Anteil von 0,1 Gew.-% - 80 Gew.-%, bevorzugt 1 Gew.-% - 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 Gew.- % - 30 Gew.-% vorliegt, wobei das bauchemische Produkt zusätzlich Füllstoffe und/oder Additive umfasst. 20. Construction chemical product, comprising a binder according to one of claims 17 or 18, wherein the binder in the construction chemical product in a proportion of 0.1 wt .-% - 80 wt .-%, preferably 1 wt .-% - 50 wt %, particularly preferably 5% by weight-30% by weight, the construction chemical product additionally comprising fillers and / or additives.
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