DE2726121C2 - Rohmischung zur Herstellung von Zementklinker - Google Patents

Rohmischung zur Herstellung von Zementklinker

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Description

kalkhaltige Komponente 55 bis 63;
tonhaltige Komponente 23 bis 17;
eisenhaltige Komponente 4 bis 1;
Calciumchlorid 17,8 bis 4; Kaliumchlorid 0,1 bis 7,5 und
Natriumchlorid 0,1 bis 7,5.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Zementindustrie, insbesondere auf Rohmischungen zur Herstellung von Zementklinker und ist für die Anwendung in der Tieftemperaturtechnologie zur Herstellung von Zementklinker bestimmt
Es sind Rohmischungen zur Herstellung von Zementklinker bekannt, welche aus einer kalkhaltigen, tonhaltigen und eisenhaltigen Komponente bestehen. Es ist beispielsweise eine Rohmischung bekannt, welche aus diesen Komponenten in folgenden Anteilen besteht: kalkhaltige Komponente (Kalkstein) 79» Masseprozent, tonhaltige Komponente (Tone) 18,55 Masseprozent, eisenhaltige Komponente (Abbrand) 1,91 Masseprozent (Ju. M. Butt, W. W. Timaschew. Praktikum für chemische Technologie von Bindematerialien. Verlag Hochschule, Moskau, 1973, in Russisch).
Die genannte Rohmischung ist für die bei der Herstellung von Portlandzement verwendeten Rohmischungen typisch. Ein Nachteil solcher Rohmischungen bei der Herstellung von Zement sind die hohen Temperaturen beim Brennen des Klinkers (1400 bis 15000C), und damit ein bedeutender spezifischer Verbrauch von Brennstoff.
Es sind auch Rohmischungen nach dem UdSSR-Urheberschein Nr. 2 75 821, und nach dem UdSSR-Urheberschein Nr. 3 26 152 bekannt, welche ein kalkhaltige und eine saure (eine tonhaltige und eisenhaltige) Komponente sowie 10 bis 20 Masseprozent Calciumchlorid enthalten. Das Verhältnis zwischen der kalkhaltigen und der sauren Komponente wird so gewählt, daß man eine Rohmischung mit einem Sättigungskoeffizienten von 03 unter Berücksichtigung von CaCb oder 0,7 ohne Berücksichtigung von CaCb erhält
Die Rohmischungen nach den genannten Erfindungen machen es möglich, die Brenntemperaturen des Klinkers auf 900 bis 1200"C zu senken, den spezifischen Brennstoffverbrauch herabzusetzen und die Mahlfähigkeit des Klinkers zu erhöhen. Bei der Herstellung von Zementklinker unter Verwendung der genannten Rohmischungen ist eine Verwendung von alkalihaltigem Rohstoff und insbesondere von alkalihaltigem Staubrücklauf nicht vorgesehen.
Aus der US-PS 12 20 735 ist ferner ein Verfahren Bekannt, bei dem Rückstände aus Abwässern oder Kanalschlamm zu Portlandzement gebrannt werden. Die SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, sowie Alkalichloride
30
35
40
45
50
55
60
65 und gegebenenfalls auch noch Schwefel und Phosphor enthaltenden Rückstände werden mit nicht genau definierten Mengen Kalk und Kontaktsalz wie CaCl2 unter gleichzeitiger Dampf-Luft-Behandlung zwischen 600 und 10500C gebrannt Es ist dieser Druckschrift nicht zu entnehmen, wie genau die Rohmischung eingestellt werden soll, in welchen Mengen die Kontaktsalze zugesetzt werden sollen und was für ein Produkt erhalten werden kann. Diese Angaben wären aber erforderlichrum nach der US-PS 12 20 735 arbeiten zu können und dem Fachmann genaue Schlüsse zu gestatten.
Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrundegelegt unter Meidung der dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile eine aus einer kalkhaltigen, tonhaltigen und eisenhaltigen Komponente und einem Gemisch von Calcium-, Kalium- und Natriumchlorid bestehende Rohmischung für die Herstellung von Zementklinker zu entwickeln, deren mengenmäßige Zusammensetzung es möglich macht aus alkalihaltigen Rohstoffmaterialien wie tonhaltigem Gestein, hochwertigen Zementklinker bei niedrigen Brenntemperaturen zu erhalten und den Prozeß der Entfernung der Restchloride (der Salze) aus dem Zementklinker im Endstadium seiner Herstellung zu intensivieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein aus einer kalkhaltigen, tonhaltigen und eisenhaltigen Komponente und einem Gemisch von Calcium-, Kalium- und Natriumchlorid bestehende Rohmischung für die Herstellung von Zementklinker gelöst, die erfindungsgemäß die genannten Komponenten in folgender Menge enthalt: kalkhaltige Komponente 55 bis 63 Masseprozent, tonhaltige Komponente 23 bis 17 Masseprozent, eisenhaltige Komponente 4 bis 1 Masseprozent Calciumchlorid 17,8 bis 4 Masseprozent, Kaliumchlorid 0,1 bis 7,5 Masseprozent, Natriumchlorid 0,1 bis 73 Masseprozent
Die erfindungsgemäße Rohmischung für die Herstellung von Zementklinker bereitet man durch getrenntes oder gemeinsames Mahlen der Rohkomponenten und Vermischen derselben (beim getrennten Mahlen). Das genannte Mahlen kann man sowohl in Gegenwart von Wasser (Naßmahlen) als auch ohne dieses (Trockenmahlen) durchführen. Beim Naßmahlen der Rohkomponenten können die Chloride sowohl als Trockensubstanz als auch in Form entsprechend konzentrierter wäßriger Lösungen der Chloride zugegeben werden. In allen Fällen gibt man beim Naßmahlen 25 bis 35% Wasser oder wäßerige Chloridlösung, bezogen auf die Gesamtmasse der Rohkomponenten, zu. Man kann dabei eine wäßerige Chloridlösung mit einer Konzentrafion von 10 bis 50% verwenden.
Beim Trockenmahlen und Vermischen kann man die bereitete Rohmischung in Form von Rohmehl unter Zugabe von 6 bis 9% Wasser auch granulieren, wobei man Granalien von 5 bis 20 mm Durchmesser erzeugt. Die Rohmischung wird in Form von Rohmehl, Granulat oder Schlamm (Rohmischung mit Wasser) dem Ofen zugeführt, wo man das Brennen bei einer Temperatur von 1000 bis 1200° C durchführt. Der erhaltene Zementklinker wird abgekühlt.
Das oben genannte Verhältnis der Komponenten der Rohmischung, die aus in der Zementindustrie weit verwendeten Rohstoffen besteht, wird so bemessen, daß in dem Endprodukt, Zement, ein solches Verhältnis der Bestandteile hochbasisches Silikat, niederbasisches Silikat, Calciumaluminat und des Calciumalumoferrit vorliegt, welches es möglich macht, einen Zement zu
erhalten, der nach 28 Tagen Erhärtung eine Druckfestigkeit von 39,24 bis 51,01 N/mm2 aufweist.
Die Anwesenheit der Chloride von Calcium, Kalium und Natrium in der Rohmischung intensiviert wesentlich die Prozesse der Entkohlung der Rohmaterialien, beschleunigt das Auftreten der flüssigen Phase, die als Hauptreaktionsmedium dient, in dem bei einer Temperatur von 1000 bis 12000C die Reaktionen der Mineralbildung vor sich gehen. Die gleichzeitige Anwesenheit von Kalium- und Natriumchlorid neben Calciumchlorid, die im Vergleich zu letzterem eine größere Flüchtigkeit aufweisen, bewirkt eine intensivere Entfernung der Restchloride (der Salze) im Endstadium des Prozesses der Klinkerbildung.
Außerdem macht es die vorgeschlagene Erfindung auch möglich, alkalihaltige Rohstoffe in Form von alkalihaltigem tonigem Gestein und Kalkstein, beispielsweise Löß-Letten, Feldspalt-Gestein, Abfallprodukten der Sodaerzeugung, alkalihaltigem Staubrücklauf usw. zu verwenden.
Zum besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung werden Beispiele für deren Durchführung angeführt.
Beispiel 1
Man bereitet eine Rohmischung, die aus folgenden Komponenten besteht:
kalkhaltige Komponente (Kalkstein)
55,0 Masseprozent;
tonhaltige Komponente (Löß-Letten) ίο 23,0 Masseprozent;
eisenhaltige Komponente (Pyritabbrände)
4,0 Masseprozent;
(technisches) Calciumchlorid
17,8 Masseprozent;
(technisches) Kaliumchlorid
0,1 Masseprozent;
(technisches) Natriumchlorid
0,1 Masseprozent
Die genannten eingesetzten Rohkomponenten weisen die folgende chemische Zusammensetzung (in Masse %) auf:
Komponente Verluste
beim
Durchglühen 		SlO2 AIjO3 Fe2O3 CaO MgO Übrige
Kalkstein
Löß-Letten
Pyritabbrände		 41,50
13,58
6,55		 3,38
51,24
9,09		 1,30
12,18
1,55		 0,32
4,71
73,26		 52,76
12,Oi
4,11		 0,10
2,23		 0,52
4,19
5,50
Calciumchlorid 96%, bezogen a:·' die Masse der Grundsubstanz, Kaliumchlorid 99,8%, bezogen auf die Masse der Grundsubstanz, Natriumchlorid 99,8%, bezogen auf die Masse der Grundsubstanz.
Den Kalkstein mahlt man durch Naßmahlen in Gegenwart von 25% Wasser bis zu einem Siebrückstand von höchstens 10% bei 80 μπι großen Sieböffnungen. Den erhaltenen Kalkschlamm vermischt man mit dem Lößschlamm, der analog zum Kalkschlamm in einem Gewichtsverhältnis von 2,4 :1 bereitet wird.
In den Kalk-Löß-Schlamm bringt man einen Zusatz ein, der aus Calciumchlorid, Pyritabbränden, Kaliumchlorid und Natriumchlorid besteht, bei folgendem Gewichtsverhältnis des genannten Schlamms zu den Komponenten der Zusätze (umgerechnet auf die Trockensubstanz): 78 :17,8 :4,0 :0,1 :0,1.
Den erhaltenen Schlamm führt man einem Drehofen zu, wo der Schlamm bei einer Temperatur von 1050 bis 11500C gebrannt wird. Den erhaltenen Zementklinker kühlt man in einem Kühler mit Luftkühlung ab und leitet ihn zum Mahlen, wo dieser bis zu einem Siebrückstand von höchstens 10% bei 80 μπι großen Sieböffnungen gemahlen wird. Der gebrannte Zementklinker enthält nach den Angaben der quantitativen Röntgenanalyse und der optischen Mikroskopie: hochbasisches Calciumsilikat 55 bis 50 Masseprozent, niederbasisches Calciumsilikat 35 bis 30 Masseprozent, Calciumaluminat und Tetracalciumaluminatferrit 10 bis 20 Masseprozent.
Die chemische Analyse des gebrannten Zementklinkers ergab ein praktisches Fehlen von freiem Calciumoxid. Der Zementklinker weist folgende chemische Zusammensetzung in Masse%, umgerechnet auf Oxide, auf: SiO2 22,93; AI2O3 5,74; Fe2O3 6r50; CaO 63,84; MgO 0,99.
Die Prüfung der bindenden Eigenschaften des auf der Basis der erhaltenen Rohmischung hergestellten Zementes zeigt, daß die Druckfestigkeit der Standardproben nach 28 Tagen Erhärtung 45,13 N/mm2 beträgt.
Beispiel 2
Man bereitet eine Rohmischung, die aus folgenden Komponenten besteht:
kalkhaltige Komponente (Kalkstehi)
63,0 Masseprozent;
tonhaltige Komponente (Löß-Letten)
17,0 Masseprozent;
eisenhaltige Komponente (Pyritabbrände)
1,0 Masseprozent;
(technisches) Calciumchlorid
4,0 Masseprozent;
(technisches) Kaliumchlorid
7,5 Masseprozent;
(technisches) Natriumchlorid
7,5 Masseprozent.
Die genannten Rohkoponenten weisen die gleiche chemische Zusammensetzung auf wie auch in Beispiel I.
Der Kalkstein wird durch Trockenmahlen bis zu einem Siebrückstand von 10% bei 80 μίτι großen Sieböffnungen gemahlen. Den auf ähnliche Weise gemahlenen Löß-Letten, die Pyritabbrände sowie die trockenen Chloride vermischt und iiomogenisiert man. Das Rohmehl wird (unter vorhergehender Entkohlung in einem Wärmeaggregat) bei einer Temperatur von 1000 bis 11000C gebrannt. Den erhaltenen Zementklinker kühlt man in einem Kühler mit Luftkühlung ab und leitet ihn zum Mahlen weiter, wo er bis zu einem Siebrückstand von höchstens 10% bei 80 μπι großen Sieböffnungen gemahlen wird. Der gebrannte Zementklinker enthält nach den Angaben der quantitativen Röntgenanalyse und der optischen Mikroskopie: hoch-
basisches Calciumsilikat 75 bis 70 Masseprozent, niederbasisches Calciumsilikat 15 bis 20 Masseprozent, Calciumaluminat und Tetracalciumaluminatferrit 20 bis 10 Masseprozent
Die chemische Analyse des gebrannten Zementklinkers ergab ein praktisches Fehlen von freiem Calciumoxid. Der Zementklinker weist folgende chemische Zusammensetzung in Masse%, umgerechnet auf Oxide, auf: SiO2 22,19; Al2O3 4,70; Fe2O3 3,28; CaO 69,0; MgO 0,83.
Die Prüfung der bindenden Eigenschaften des auf der Basis der erhaltenen Rohmischung hergestellten Zementes zeigt, daß die Dpjckfestigkeit der Standardproben nach 28 Tagen Erhärtung 51,01 N/mm2 beträgt
Beispiel 3
Man bereitet eine Rohmischung, die aus folgenden Komponenten besteht:
kalkhaltige Komponente (Kalkstein)
59,0 Masseprozent;
tonhaltige Komponente (Löß-Letten)
17,0 Masseprozent;
eisenhaltige Komponente (Pyritabbrände)
2,5 Masseprozent;
(technisches) Calciumchlorid
8,9 Masseprozent;
(technisches) Kaliumchlorid
6,8 Masseprozent;
(technisches Natriumchlorid)
5,8 Masseprozent
Die genannten Rohkomponenten weisen die gleiche chemische Zusammensetzung auf wie auch in Beispiel 1.
Den Kalkstein und die anderen Komponenten mahlt man und bereitet eine Rohmischung in Form von Rohmehl analog dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren.
Das erhaltene Rohmehl granuliert man und führt es einem Drehofen zu, wo es bei einer Temperatur von 1100 bis 11500C gebrannt wird. Den erhaltenen Zementklinker kühlt man in einem Kühler mit
Luftkühlung ab und leitet ihn zum Mahlen weiter, wo er bis zu einem Siebrückstand von höchstens 10% bei 80 μΐπ großen Sieböffnungen gemahlen wird. Der gebrannte Zementklinker enthält nach den Angaben der quantitativen Röntgenanalyse und der optischen Mikroskopie: hochbasisches Calciumsilikat 40 bis 45 Masseprozent, niederbasisches Calciumsilikat 40 bis 45 Masseprozent, Calciumaluminat und Tetracalciumaluminatferrit 20 bis 10 Masseprozent
Die chemische Analyse des gebrannten Zementklinkers ergab ein praktisches Fehlen von freiem Calciumoxid. Der Zementklinker weist folgende chemische Zusammensetzung in Masse%, umgerechnet auf Oxide, auf: SiO2 24,4; Al2O3 5,93; Fe2O3 5,40; CaO 6336; MgO 0,91.
Die Prüfung der bindenden Eigenschaften des auf der Basis der erhaltenen Rohmischung hergestellten Zementes zeigte, daß die Druckfestigkeit der Standardproben nach 28 Tagen Erhärtung 41,20 N/mm2 beträgt
Beispiel ;
Man bereitet eine Rohmischung, welche aus folgenden Komponenten besteht:
kalkhaltige Komponente (Kalkstein)
63 Masseprozent;
tonhaltige Komponente (Ton)
22 Masseprozent;
eisenhaltige Komponente
(Kupferschmelzschlacke)
4 Masseprozent;
(technisches) Calciumchlorid
8 Masseprozent;
(technisches) Kaliumchlorid
2 Masseprozent;
(technisches) Natriumchlorid
1 Masseprozent
Die genannten eingesetzten einzelnen Rohkomponenten weisen folgende chemische Zusammensetzung fin Masse%) auf:
Komponente Verluste
beim
Glühen 		SlO2 Al2O3 Fe2O3 FeO CaO MgO Übrige
Kalkstein
Ton
Kupfer-
schmplzschlacke		 41,0
6,68
0,30		 4,80
63,70
39,50		 12,10
7,10		 0,79
8,38
19,60		 23,4 52,44
1,80
.3,60		 0,58
7,20
3,42		 0,39
0,14
3,08
Calciumchlorid 96%, bezogen auf die Masse der Grundsubstanz, Kaliumchlorid 99,8%, bezogen auf die Masse der Grundsubstanz, Natriumchlorid 93,8%, bezogen auf die Masse der Grundsubstanz.
Die Rohkomponenten werden anlog zu dem in Beispiel I beschriebenen Verfahren gemahlen und vermischt. Das Gewichtsverhältnis Kalk-Stein : Ton : Schlacke : Calciumchlorid : Natriumchlorid : Kaliumchlorid beträgt 63 :22 :4 :8 :2 :1. Den erhaltenen Schlamm führt man einem Drehofen zu, wo er bei e:iner Temperatur von 1100 bis 11500C gebrannt wird.
Den erhaltenem Zementklinker kühlt man in einem Kühler mit Luftkühlung ab. leitet ihn zum Mahlen weiter, wo er bis zu einem Siebrückstand von 10% bei 8C μ;η großen Sieböffnungen gemahlen wird. Der gebrannte Zementklinker enthält nach den Angeben der quantitativen Kontgenanalyse und der optischen Mikroskopie:
hochbasisches Calciumsilikat
70 bis 80 Masseprozent;
niederbasisches Calciumsilikat
15 bis 10 Masseprozent;
Calciumaluminat und
Tetracalciumaluminatferrit
15 bis 10 Masseprozent.
Die chemische Analyse des gebrannten Zemeniklinkers ereab einen Gehalt an freiem Calciumoxid von 0.5
Masseprozent und die folgende chemische Zusammensetzung des Zementklinkers, umgerechnet auf Oxide: SiOj 22.82 Masseprozent; AI)Oi 3,94 Masseprozent: Fe2O) 5,71 Masseprozent; CaO 65.25 Masseprozent: MgO 2.28 Masseprozent.
Die Prüfung der bindenden Eigenschaften des aus auf der Basis der erhaltenen Rohinischiing hergestellten Zementes zeigten, daß die Druckfestigkeit der Standardproben nach 28 Tagen Erhärtung 45.61 N/mm2 beträgt.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Rohmischung zur Herstellung von Zementklinker, bestehend aus einer kalkhaltigen, tonhaltigen und eisenhaltigen Komponente und einem Gemisch von Calcium-, Kalium- und Natriumchlorid, dadurch gekennzeichnet, daß sie die genannten Komponenten in folgenden Mengen (in Masseprozenten) enthält:
DE2726121A 1976-08-20 1977-06-10 Rohmischung zur Herstellung von Zementklinker Expired DE2726121C2 (de)

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