DE2536122C2

DE2536122C2 - Verfahren zum Einsatz von Basalt in Schmelzöfen

Info

Publication number: DE2536122C2
Application number: DE19752536122
Authority: DE
Inventors: Hansgeorg Prof. Dr.-Ing. 5100 Aachen Förster
Original assignee: Schmelzbasaltwerk Kalenborn - Dr-Ing Mauritz Kg 5461 Vettelschoss De; Schmelzbasaltwerk Kalenborn Dr Ing Mauritz Kg 5461 Vettelschoss
Current assignee: Kalenborn Kalprotect - Dr Mauritz & Co Kg 5 GmbH
Priority date: 1975-08-13
Filing date: 1975-08-13
Publication date: 1983-12-08
Also published as: DE2536122A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einsatz von Basalt und anderen Rohstoffen in Schmelzofen der Gesteinshüttenindustrie, insbesondere zur Herstellung von Schmelzbasalt, Gesteins-, Basalt- und Mineralwolle.

Der Einsatz von Basalt in derartigen Schmelzofen hat so zu erfolgen, daß eine homogene Schmelze bestimmter chemischer Zusammensetzung entsteht, deren Viskosität und Kristallisationsverhalten eine störungsfreie Verarbeitung (durch Gießen, Stababziehen, Schleudern oder Düsenblasen) erlauben und nur zu geringem Ausschuß führen. Diese Eigenschaften der Schmelze müssen über Jahre hinweg gewährleistet sein.

Es ist bekannt, daß zur Erfüllung dieser Erfordernisse die öfen (Wannenofen, Schachtofen) mit stückigem Rohbasalt (gebrochen, sortiert als Schotter odsr in der Körnung 20/50 mm) beschickt werden (Deutsches Reichspatent 6 15 260; »Verschleiß« — Werksschrift des Schmelzbasaltwerks Kaienborn bei Linz/Rhein, 1972, S. 21/22; »Mineral Woo! Plant« - Prospekt der Fa. Jungers Verkstads AB Göteborg/Schweden, 1974). Dabei geraten im Basalt enthaltene bis hühnereigroße Einschlüsse von Nebengestein und Akkumulationen schwer schmelzbarer Mineralien (Olivin, Enstatit) in die öfen (Neues Jahrbuch für Mineralogie, Monatshefte, Jg. 1955, S. 161-168). Diese Einschlüsse und Akkumulationen werden nicht oder nur unvollständig eingeschmolzen; sie bedingen Störungen im Produktionsablauf (Verstopfen der Gießeinrichtung, Zusetzen der Düsen) und führen zu stark erhöhtem Ausschuß (Bersten der Gußstücke, zu geringe Basaltwollfaserstabilität). Außerdem verhindern die Einschlüsse und Akkumulationen, daß die Schmelze die gewünschte chemische Zusammensetzung erreicht. Vorkommen von an Einschlüssen und Akkumulationen reichen Basalten sind daher für die Rohstoffversorgung von Gesteinshütten nicht geeignet. Geologisch bedingte Änderungen des Rohbasalts im Gewinnungsbereich führen zu Unterschieden in der Verarbeitbarkeit der Schmelze. Bei Erschöpfung eines Vorkommens von hochwertigem Rohbasalt und Übergang auf ein andersartiges Basaltvorkommen ändert sich die Verarbeitbarkeit der Schmelze beträchtlich.

Es ist weiterhin bekannt, daß dem Basaltschotter Soda und Magnetit (Radex-Rundschau 1958, Heft 5, S. 224—234) oder gebrochener Dolomitstein (Tr. inst geoL rudn. mestoroshd. petrograf. miner. 1958, Band 30, S. 56—87) sowie andere Stoffe zugesetzt werden können, um eine Schmelze der gewünschten Verarbeitbarkeit zu erhalten. Dabei treten jedoch durch Entmischung zwischen Basaltschotter und feinkörnigen Zusätzen Inhomogenitäten in der Schmelze auf. Außerdem lösen sich zugesetzter grober Dolomit- oder

ίο Kalkstein nicht völlig in der Schmelze; Dolomit oder Erdalkalioxide akkumulieren und führen zu den bereits genannten Störungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, reproduzierbar eine homogene Schmelze gewünschter chemischer Zusammensetzung zu erzielen, den störenden Einfluß von groben Einschlüssen und Akkumulationen im Basalt und/oder von Dolomitakkumulationen zu mindern sowie Zusätze gleichmäßig im einzuschmelzenden Gut zu verteilen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verfahren des Feinzerkleinerns, des gründlichen Mischens mit gemahlenen Zusätzen und des Verpressens auf einer Brikettpresse — gegebenenfalls nach Zusatz eines Bindemittels — auf den Einsatz von Basalt und ähnlichen Gesteinen in Schmelzofen der Gesteinshüttenindustrie, zur Herstellung von Schmelzbasalt, Gesteins-, Basalt- und Mineralwolle zur Anwendung gebracht wird.
In Weiterbildung der Maßnahme nach der Erfindung werden den genannten Steinen preisgünstige Ausgangsstoffe wie Mergel, Löß, dolomitischer Mergel, Ton, Tonschiefer, Peridotit, Quarzit, Quarzsand, gebrochene metallurigsche Schlacken und Flotationsabgänge vor dem Brikettieren zugesetzt.

Zweckmäßig wird hierbei der Basalt auf weniger als 3 mm gebrochen, mit 3—5% Teer angerührt und zu Basaltbriketts verpreßt.

Auch können Pyroxenit-Wollastonit-Gemische zur Herstellung von Gußstücken mit geringer und linearer Wärmeausdehnung brikettiert werden.

Die in der Industrie des Glases, bei dem es sich allerdings auch um eine erstarrte Schmelze handelt, bekanntgewordenen Maßnahmen lassen sich auf die Herstellung von Schmelzbasalt aus vielerlei Gründen nicht übertragen, zum einen darum, weil für die Herstellung von Schmelzbasalt als heterogener Keimbildner Magnetit, ein im Basalt bereits vorhandenes Mineral, verwendet wird, andererseits beispielsweise zur Herstellung von Mineralwolle ein Kupolofen herangezogen wird, in dem der Magnetit reduziert wird (das Eisen liegt dann zweiwertig als Silikatkomponente vor).

Der Fachmann auf dem Gebiet des Basaltschmelzens orientiert sich unter anderem wegen der Höhe der Temperaturen, wegen der Zuschlagstoffe und wegen der besonderen Eigenschaften des Basaltes zunächst ausschließlich an der Basaltveredelung soweit bekannt und erst in zweiter Linie an der Eisenhüttenindustrie.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die natürlichen Schwankungen des Rohbasalts (chemische und mineralogische Zusammensetzung, Anteil von Einschlüssen und Akkumulationen) ausgeglichen werden, daß der störende Einfluß von groben Einschlüssen und Akkumulationen im Basalt und von Dolomitakkumulationen durch das dem Brikettieren vorangehende weitgehende Zerkleinern gemindert wird und daß die beim Einsatz von Basaltschotter mit feinkörnigen Zusätzen eintretenden Entmischungen

vermieden werden. Weiterhin ist es von Vorteil, daß der begrenzte Vorrat an hochwertigem Basalt gestreckt werden kann durch Zumischen von weniger wertvollem Basalt aus anderen Vorkommen oder/und von preisgünstigen Ausgangsstoffen wie Mergel Löß, gebrochene metallurgische Schlacken und Flotationsabgänge, wobei der Einsatz von feinkörnigen Stoffen wie Flotationsabgängen erst durch das Brikettieren sinnvoll wird, und daß die Basaltbriketts in den Öfen schneller eingeschmolzen werden als Basaltschotter. Diese Vorteile gelten sinngemäß für die anderen aufgeführten Gesteine.

Für die im folgenden näher beschriebenen Ausführungsbeispiele gilt allgemein, daß die Mischungsverhältnisse aus den bekannten chemischen Analysen des Rohbasalts und der Zusätze (nach Abzug der Glf'hverluste) und der gewünschten chemischen Analyse der Schmelze berechne! werden und daß der feingebrochene Rohbasait mit den Zusätzen auf einer Brikettpresse, wie sie in der Eisenerzvorbereitung oder zur Herstellung von Stahlwerkskalkbriketts (Tonindustrie-Zeitung, Jg. 95, 1971, S. 49—66) im Einsatz ist, zu Basaltbriketts gepreßt wird. Zur Regulierung der Gehalte an CaO, MgO, AI2O3 und SiO₂ werden je nach Bedarf und Angebot folgende Stoffe zugesetzt: Kalkstein, Dolomitstein, gebrannter Kalk, gebrannter Dolomit, gelöschter Kalk, halbgelöschter Dolomit, Mergel, Löß, dolomitischer Mergel, Ton, Tonschiefer, Peridotit, Pyroxenit, Wollastonit, Zement, Quarzit, Quarzsand, gebrochene metallurgische Schlacken und Flotationsabgänge. Geeignete Zusätze zur Änderung der Gehalte an Na₂O und K₂O sind: Soda, Wasserglas, Salpeter, Pottasche, Nephelinsyenit, Phonolith und Foidit. Zur Änderung des Kristallisationsverhaltens der Schmelze können Magnetit, Zunder (Hammerschlag) oder Chromit zugesetzt werden. Als Bindemittel kommen Braunkohlenteer, Steinkohlenteer, Bitumen oder Molasse in Frage, soweit nicht bereits durch Zusätze von Kalk, Zement oder Wasserglas eine ausreichende Festigkeit der Basaltbriketts erreicht wird.

Ausführungsbeispiel 1

Ein Rohbasalt, dessen chemische Analyse unter Berücksichtigung des Glühverlustes mit der gewünschten chemischen Analyse der Schmelze übereinstimmt, wird mit seinen Einschlüssen und Akkumulationen auf kleiner 3 mm gebrochen, mit 5—5% Teer angerührt und zu Basaltbriketts gepreßt.

Ausführungsbeispiel 2

r> Zu 9 Teilen Rohbasalt mit 43% SiO₂ der Körnung 0/3 mm wird zur Erhöhung des SiO₂-Gehalts der Schmelze 1 Teil gemahlener Wollastonit zugesetzt Die Mischung wird mit 3 bis 5% Teer angerührt und zu Basaltbriketts gepreßt

Ausführungsbeispiel 3

Zu 9 Teilen Rohbasalt mit 48% SiO₂ der Körnung 0/3 mm wird zur Erniedrigung des SiO₂-GehaIts der Schmelze 1 Teil gelöschter Kalk zugesetzt. Diese Mischung kann ohne Zusatz eines bituminösen Bindemittels zu Basaltkbriketts gepreßt werden.

Ausführungsbeispiel 4

Zu 45 Teilen foiditischem Phonolith mit 16% (Na₂O + K₂O) der Körnung 0/3 mm werden 42 Teile Quarzsand (als Glasbildner), 7 Teile Soda (als Flußmittel), 3 Teile Kalkstein der Körnung 2/3 mm und 1 Teil Na₂SO4 (als Läuterungsmittel) zugesetzt. Die Mischung wird mit 3—5% Teer angerührt und zu Phonolithbriketts (Glasofenbriketts) gepreßt.

Claims

Patentansprüche:

1. Anwendung des Verfahrens des FeinzerkJeinerns, mit gemahlenen Zusätzen gründlichen Mischens und gegebet enfalls nach Zusatz eines Bindemittels auf einer Brikettpresse zu Brikettverpressens auf den Einsatz von Basalt und ähnlichen Gesteinen in Schmelzofen der Gesteinshüttenindustrie, zur Herstellung von Schmelzbasalt, Gesteins-, Basalt- und Mineralwolle.

2. Anwendung nach Anspruch 1, wobei den genannten Gesteinen preisgünstige Ausgangsstoffe wie Mergel, Löß, dolomitischer Mergel, Ton, Tonschiefer, Peridotit, Quarzit, Quarzsand, gebrochene metallurgische Schlacken und Flotationsabgänge vor dem Brikettieren zugesetzt werden.

3. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Basalt auf weniger als 3 mm gebrochen, mit 3—5% Teer angerührt und zu Basaltbriketts verpreßt wird.