DE1112003B

DE1112003B - Verfahren zur Herstellung von reaktionstraegem Calciumoxyd

Info

Publication number: DE1112003B
Application number: DEW23436A
Authority: DE
Inventors: Dr Eduard Enk; Dr Wolfgang Leicher; Dr Walter Schindelin
Original assignee: Wacker Chemie AG
Current assignee: Wacker Chemie AG
Priority date: 1958-06-03
Filing date: 1958-06-03
Publication date: 1961-07-27
Also published as: CH382127A; GB919108A

Description

Verfahren zur Herstellung von reaktionsträgem Calciumoxyd Beim Brennen von Kalkstein (Calciumcarbonat) oder von Kalkhydrat entsteht bei den üblichen Arbeitsmethoden ein Calciumoxyd, das sehr reaktionsfreudig ist und ein spezifisches Gewicht von etwa 1,2 bis 1,4 aufweist. Besonders ist dies beim Brennen von Kalkhydrat der Fall, das einen äußerst schnell reagierenden gebrannten Kalk liefert.
Für verschiedene Zwecke bedeutet jedoch diese hohe Reaktionsfähigkeit und das geringe spezifische Gewicht einen Nachteil bei der Verwendung. So reagiert z. B. bei der Karbidherstellung aus Kalk und Kohle die Feuchtigkeit der Kohle in den Mischungsvorratsbunkern mit dem gebrannten Kalk unter starkem Staubanfall, der im Karbidofen ausgeblasen wird. Dies bedeutet sowohl einen beträchtlichen Materialverlust als auch eine lästige Staubimmission in die Atmosphäre. Eine Beseitigung dieser Mängel ist apparativ und betriebsmäßig kostspielig.
Auch bei gewissen metallurgischen Prozessen ist das niedere spezifische Gewicht nachteilig, da die Kalkstücke auf der Oberfläche der Schmelze schwimmen und sich nur schwer mit dieser umsetzen.
Diese obengenannten Nachteile lassen sich vermeiden, wenn das Calciumcarbonat oder -hydroxyd bei höheren Temperaturen gesintert wird. Dabei wird ein stückiges Calciumoxyd gewonnen, das bedeutend langsamer reagiert und je nach der Sinterung ein spezifisches Gewicht von 2 bis 3 aufweist. Das so gewonnene Material ist nicht mehr feuchtigkeitsempfindlich, sondern kann längere Zeit an der freien Luft und in feuchter Atmosphäre ohne Zerfall aufbewahrt werden.
Die folgende Zusammenstellung zeigt, daß sich die Reaktionsgeschwindigkeit entsprechend dem Sinterungsgrad der Kalkstücke vermindert, wenn diese in Wasser eingebracht werden und die durch die Reaktionswärme entstehende Temperaturerhöhung des Wassers in Abhängigkeit von der Zeit bestimmt wird.

Temperaturanstieg von Wasser beim Einbringen verschieden gesinterter Calciumoxydstücke (175 g CaO in 11 Wasser)

Reaktionszeit Temperaturanstieg in ° C

Sekunden nicht schwach mittel stark

gesintert gesintert gesintert gesintert

30 6 4 0,5 0

60 15 7 0,8 0,2

90 19 10,5 0,9 0,2

120 20 13 1,0 0,3

Fortsetzung der Tabelle
Reaktionszeit Temperaturanstieg in ° C
Sekunden nicht schwach mittel stark
gesintert gesintert gesintert gesintert
150 20,5 15 2,5 0,5
180 21 17 3 0,5
210 21 18,5 4 0,5
240 21 20 5,5 0,5
270 21 20,5 6 0,5
300 21 21 7 0,5
330 21 21 8 0,5
360 21 21 9 0,5
390 21 21 10 0,5
420 21 21 10 0,5

Es hat nicht an Bemühungen gefehlt, gesinterten Kalk herzustellen, der zur Gewinnung von Calciumcarbid und für gewisse metallurgische Zwecke verwendet werden kann. Doch wurde bis jetzt kein Verfahren gefunden, das technisch brauchbar gewesen wäre.

Ein bekanntes Verfahre geht von Kalkstein (CaCO3) aus, wobei in Schacht-, Rund- und Drehrohröfen gearbeitet wird. Bei einem erheblichen Aufwand an Brennstoffen erhält man jedoch nur einen verhältnismäßig dichten gebrannten Kalk, wenn die Nebenbestandteile Fee 03, A403 und S'02 in geringen Mengen im Kalkstein enthalten sind. Anderenfalls findet im Ofen eine Blockbildung statt, die zu Betriebsstörungen führt.
Es ist auch bekannt, von Kalkhydrat, das z. B. bei der Vergasung von Calciumcarbid nach dem sogenannten Trockenvergasungsverfahren anfällt, oder von staubförmigem Calciumoxyd- auszugehen, das nach dem normalen Brennen von Kalkstein von den Stücken abgesiebt wird und nur in geringen Mengen nach dem Löschen als Bau- oder Düngekalk abgesetzt werden kann. Bei der Weiterverarbeitung werden diese pulverförmigen Ausgangsstoffe nach Zugabe von Wasser in Drehtrommeln granuliert und dann die Granalien auf Sinterbändern oder in Drehrohröfen langsam auf hohe Temperaturen erhitzt. Der hohe Verschleiß der Einrichtungen durch Korrosion und der erhebliche Brennstoffaufwand (er beträgt je nach der verwendeten Anlage 1,3 bis 2,5 Mill. kcal je Tonne CaO) beeinträchtigen die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens erheblich und führten dazu, daß vielfach auf die Weiterverarbeitung des Kalkhydratpulvers verzichtet wird.
Ein weiteres Verfahren besteht darin, Kalkhydrat mit nur 6 bis 7% Wasser durch Pressen zu brikettieren und die Formlinge in Schachtöfen zu brennen. Diese dürfen jedoch nicht über 1200° C erhitzt werden, da die Verunreinigungen des verwendeten Kalkes (einige Prozente Fe, 0s, Ah 03, Si OZ u. a.), oder z. B. die bei der Karbidherstellung anfallende Kohlenasche ein Zusammensintern in Blöcke bewirken. Diese Sintermassen können jedoch mit den üblichen Austragsvorrichtungen, wie Stabroste oder Pendeltische, nicht kontinuierlich aus dem Ofen entfernt werden.
Arbeitet man aber mit so niedrigen Temperaturen, daß keine Sinterung stattfindet; dann fällt gebrannter Kalk an, der im Innern sehr porös ist, leicht mit Wasser oder Wasserdampf reagiert und eine nur geringe mechanische Festigkeit aufweist.
Es wurde ein Verfahren gefunden, das diese Mängel nicht zeigt und in wirtschaftlicher Weise die Gewinnung von gesintertem Kalk in Stücken aus pulverförmigem und/oder feinkörnigem Calciumhydroxyd, -carbonat oder -oxyd gestattet. Es besteht darin, daß man die Ausgangsstoffe brikettiert und zuerst für einige Zeit auf Temperaturen erwärmt, bei denen keine Sinterung eintritt und anschließend in raschem Temperaturanstieg zum Sintern erhitzt und das gesinterte Gut laufend aus dem Ofen entfernt.
Mit diesem Verfahren fällt ein Kalk an, der, obwohl er außerordentlich reaktionsträge ist, sich für die Karbidherstellung ausgezeichnet eignet.
Das Verfahren wird wie folgt durchgeführt: Das Brennen und Sintern erfolgt in einem Schachtofen, der mittels Lagen- oder günstiger Mischfeuer beheizt wird. Oben wird das geformte zu sinternde Gut aufgegeben. Dabei wird die verwendete Kohle in ihrer . Körnung so ausgewählt, daß das Sintergut zuerst während 1 bis 2 Stunden auf Temperaturen gehalten wird, die bei Calciumhydroxyd 400 bis 600° C, bei Calciumcarbonat 800 bis 900° C betragen. In diesem Zeitraum wird das Wasser bzw. die Kohlensäure abgespalten. Anschließend wird das Gut unter raschem Temperaturanstieg je nach dem gewünschten Sinterungsgrad auf 1100 bis 1600° C erhitzt. Dieses Temperaturverhalten wird durch die entsprechende Mischung von Fein- und Grobkohle erreicht. Gegebenenfalls kann die Sintertemperatur durch bekannte Zusätze erniedrigt werden.
Es ist auch möglich, Heizgas oder Heizöl zu verwenden und die Zufuhrhöhe und menge derart einzustellen, daß der gewünschte Temperaturverlauf im Ofen erreicht wird.
In der Sinterzone sintert bei gleichmäßiger Brennstoffzugabe das Gut meist in Form der eingespeisten Stücke zusammen. Daneben bilden sich noch Blöcke, die auch Bruchstücke der Formlinge mit einschließen können.
Um das gesinterte Material über den gesamten Ofenquerschnitt gleichmäßig austragen zu können, ist der Ofen unten z. B. mit einem Kratzeraustrag versehen. Man kann auch Drehroste oder Brecherwalzen für den Austrag einsetzen, doch wird dabei viel mehr Staub- und Feinkornanteil erhalten. Bei der Kratzerkette fällt das kleinere Sintergut zwischen den Kettenabständen ohne Bruch durch. Die ausgetragenen Blöcke können durch bekannte Maßnahmen auf die gewünschte Größe zerkleinert werden.
Enthält der für die Weiterverarbeitung des gesinterten Kalkes zu Karbid verwendete Anthrazit oder Koks erhebliche Mengen an Körnung unter 3 mm, so kann dieser Feinanteil in wirtschaftlicher Weise für die Karbiderzeugung nutzbar gemacht werden. Für diesen Zweck wird er abgesiebt, zweckmäßig auf eine Körnung unter 0,5 mm gemahlen und vor dem Verpressen dem Calciumhydroxyd zugesetzt. Bei dem in der oben beschriebenen Weise vorgenommenen Sinterprozeß verbrennt nur die in den Randpartien der Preßlinge .enthaltene Kohle. Die Hauptmenge im Innern der Preßlinge dagegen wird eingesintert und kommt bei der nachfolgenden Verarbeitung auf Karbid als Kohlenstoff zur Verwertung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von reaktionsträgem Calciumoxyd aus feinkörnigem und/oder pulverförmigem Calciumcarbonat, Calciumhydröxyd oder Calciumoxyd, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ausgangsstoffe brikettiert und zuerst für einige Zeit auf Temperaturen unterhalb 1000° C erwärmt, bei denen keine Sinterung eintritt und anschließend in raschem Temperaturanstieg zum Sintern erhitzt und das gesinterte Gut laufend aus dem Ofen entfernt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sintertemperatur von 1100 bis 1600° C zur Anwendung kommt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinterung in einem Schachtofen durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrag des gesinterten Gutes aus dem Schachtofen mittels Kratzerketten erfolgt.
5. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Ausgangsstoffen Kohle oder Koks in feiner Mahlung zugegeben und eingesintert wird.
6. Anwendung des nach Anspruch 1 bis 5 hergestellten Sinterkalkes für die Gewinnung von Calciumcarbid. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 387 746, 904 825; schweizerische Patentschrift Nr. 219 886.