DE3035626C2 - Verfahren zur Herstellung eines frosthemmenden Zuschlagstoffes auf Rotschlammbasis für den Straßenbau - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines frosthemmenden Zuschlagstoffes auf Rotschlammbasis für den StraßenbauInfo
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Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einec frosthemmenden Zuschlagstoffe
auf Rotschlammbasis für den Straßenbau.
In den nicht vorveröffentlichten deutschen Offenlegungsschriften 29 23 939 und 29 43 447 wird bereits die
Einlagerung von frosthemmenden Mitteln wie NaCI in getrockneten und vermahlenen Rotschlamm vorgeschlagen.
Dabei wird so vorgegangen, daß der Rotfüller (getrocknete Rotschlamm) unter ständigem Rühren in
eine wäßrige Kochsalzlösung, die zusätzlich eine hydrophobierende Siliziumverbindung enthält, eingetragen
wird, wobei die gebildete Mischung vor der Trocknung und Vermahlung einer weiteren hydrophobierenden
Behandlung mit Siliziumverbindungen unterworfen
wird.
Ein Nachteil des vorstehenden Verfahrens wird nun darin gesehen, daß der Rotfüller aufgrund seines außerordentlich
hohen Porenvolumens beim Hantieren und unter Einwirkung von Luftbewegungen stark staubt.
Durch Besprühen mit Wasser kann der Staubentwicklung deshalb nicht entgegengewirkt werden, weil der
Rotfüller wegen seines relativ hohen Anteils an wasserlöslichem Alkali sowie seines hohen Porenvolumens
Wasser begierig aufnimmt und damit seine Rieselfähigkeit und Dosierbarkeit verliert.
In der ebenfalls nicht vorveröffentlichten DE-PS 29 46 823 wird daher auch schon vorgeschlagen, das
Wasseraufnahmevermögen eines aus Rotschlamm her-
:5 gestellten Füllers dadurch zu senken, daß das frosthemmende Mittel, insbesondere Natriumchlorid, unmittelbar
einer Rotschlammsuspension zugemischt wird, und zwar derart, daß das Vermischen des frosir ;mmenden
Mittels mit der Suspension mindestens in der Endphase des Mischens bei Anwesenheit silizium-organischer
Verbindungen erfolgt. Ein unter den angegebenen Bedingungen erzeugter frosthemmender Zuschlagstoff ist
wasserabweisend, zeigt ein wesentlich höheres Schüttgewicht als der bekannte Rotfüller und ist wirtschaftlich
vorteilhafter herstellbar.
Die Herstellung eines Füllers für bituminöse Massen auf der Basis von Rotschlamm ist aus der DE-PS
18 05 829 bekannt. Gemäß dieser Patentschrift ist der Rotschlamm für den vorstehenden Zweck dann besonders
geeignet, wenn er vor der Abtrennung von der Restaluminatlauge mit 3 bis 10Gew.-%, berechnet als
CaO und bezogen auf den trockenen Rotschlamm, Kalk in Form von gebranntem oder gelöschtem Kalk versetzt
wird. Der abfiltrierte Rotschlamm wird dann in üblicher Weise getrocknet und vermählen. Gemäß Zusatzpatent
23 06 145 wird die Trocknung mit besonderem Vorteil als Zerstäubungstrocknung ausgeführt.
In der DE-PS 18 05 829 wird zwar bei der Abhandlung des Standes der Technik auch ein Verfahren erwähnt,
bei welchem der Rotschlamm einen besonderen Wasch- oder Neutralisationsprozeß unterworfen und
der Gehalt des Rückstandes an wasserlöslichen Alkalien unter 1 %, vorzugsweise auf 0,6% oder weniger, gesenkt
wird, eine Anregung zur Gewinnung eines frosthemmenden Zuschlagstoffes für den Straßenbau durch Neutralisation
von Rotschlamm kann jedoch auch aus dieser Angabe nicht hergeleitet werden. Die Gewinnung alkalifreier
Rotschläinme und deren Verwendung als Füller in bituminösen Massen ist nicht Gegenstand der vorliegenden
Erfindung.
Überraschenderweise hat sich nunmehr gezeigt, daß ein neuer frosthemmender Zuschlagstoff auf Rotschlammbasis
weit besser und wirtschaftlicher als bisher hergestellt werden kann, wenn der Rotschlamm mit einem
frosthemmenden Mittel, insbesondere Natriumchlorid versetzt wird, zu dieser Mischung unter Rühren
das Mittel zur mindestens teilweisen Neutralisation der im Rotschlamm enthaltenen Alkalien zugegeben wird
und daß die bei der Neutralisation gebildete Rot-Schlammsuspension zu einem Gel erstarrt, welches anschließend
getrocknet und vermählen wird. Werden auch die in Form von Natriumaluminiumsilikaten im
Rotschlamm enthaltenen Alkalien neutralisiert, so wird neben dem Aluminiumhydroxid gleichzeitig gelförmiges
Siliziumdioxid gebildet. In nicht vorhersehbarer Weise verzögert das Aluminiumhydroxidgel auf dem frosthemmenden
Zuschlagstoff den Zutritt des Wassers zu dem frosthemmenden Mittel und damit seine vorzeitige
Auflösung, so daß der Zusatz kostspieliger Hydrophobierungsmittel entfällt Die Chancen für einen praktischen
Einsatz des frosthemmenden Zusatzstoffes haben sich somit wesentlich erhöht
Der beim Bayer-Aufschluß als Abfallprodukt anfallende
Rotschlamm (Bauxitrückstand) enthält in Abhängigkeit vom Waschprozeß bis zu l,5Gew.-% Alkali
(ber. als NaOH) in Form von wasserlöslichem Natriumaluminat
and 3 bis 13 Gew. -% Alkalien in Form von Nairiumaluminiumsilikat(Na2O · Al2O3 · SiO2).Beider
Neutralisation wird das Natriumaluminiumsilikat unter Ausscheidung von gelförmigem SiO2, gelförmigem
Al(OH)3 und dem entsprechenden Natriumsalz zersetzt.
Als Neutralisationsmittel werden hierbei vorteilhafterweise saure Aluminiumsalze eingesetzt, insbesondere
Aluminiumchlorid. Die Verwendung dieses Salzes ist wegen der gleichzeitigen Bildung von gelförmigem
AI(OH)3 und Natriumchlorid von besonderem Vorteil,
da das Chlorid als frosthemmender Zusatz bereits im Rotschlamm vorhanden ist. Außerdem kann auf diese
Weise der GelanteR erhöht werden. Anstelle von Aluminiumchlorid können selbstverständlich auch andere
Aluminiumsalze eingesetzt werden, etwa Aluminiumsulfat und Aluminiumnitrat
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird darin gesehen, daß zur Neutralisation auch Säuren, gegebenenfalls billige Abfallsäuren, eingesetzt
werden können, insbesondere Salzsäure, Schwefelsäure oder Gemische dieser Säuren.
Der Rotschlamm wird bei dem neuen Verfahren zweckmäßigerweise filterfeucht verwendet, also mit einem
Restwassergehalt von etwa 35 bis 50 Gew.-%. In diesem Zustand besim der Rotxhiami;. eine pastenförmige
Konsistenz. Bei Zugabe voi. festem Natriumchlorid verflüssigt sich der Rotschlamm, st daß sich das
saure Aluminiumbalz in gelöster oder fester Form leicht in die Rotschlammsuspension einarbeiten läßt, die bei
Aufhebung der Schereinwirkung zu einem Gel erstarrt. Nach Trocknung des Gels im Drehtrommeltrockner bei
Temperaturen oberhalb 10O0C, liegt ein stückiges Gut vor, das nach Abkühlung auf eine Korngröße von
< 1 mm vermählen wird. Das Mahlprodukt ist nicht hygroskopisch,
gut rieselfähig und zeigt ein gutes Bindungsvermögen mit Bitumen oder Asphalt. Durch Zugabe
von höheren Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Heizöl, vor der Vermahlung zum Trockengut kann das
Bindungsvermögen noch erhöhl werden.
Die Menge des zugesetzten kristallinen Natriumchlorids beträgt etwa das 2- bis 3fache des Rotschlammes,
bezogen auf Trockenrückstand des Rotschlammes. Die Menge des Neutralisationsmittels ist nach oben durch
den Alkaliengehalt des Rotschlammes begrenzt. Sie wird zweckmäßigerweise jeweils auf die gewünschte
Gelkonsistenz abgestellt.
Anhand der nachstehenden Beispiele wird der Erfindungsgegenstand
noch erläutert.
Wärmeentwicklung bildet sich eine Paste, die ohne Anbackungen in einem Trommeltrockner bei 1300C getrocknet
werden kann. Das Trockengut ist nicht hygroskopisch und zeigt bei der Vermahlung auf eine Korngröße
< 1 mm gute Mahleigenschaften. Werden dem Trockengut vor der Mahlung 5% Dieselöl zugesetzt so
wird die Staubbildung herabgesetzt, wobei die Mahleigenschaften nicht verschlechtert werden.
100 kg Rotschlamm nach Beispiel 1 werden nach Zusatz
von 100 kg Kochsalz einer Mischbehandlung unterworfen,
wobei ein Flüssiggeniisch entsteht In die Maische werden 100 kg HCl 36%ig eingemischt Unter
Wärmeentwicklung tritt eine Verfestigung zu einer stichfesten Masse ein. Das Reaktionsprodukt wird in
einem Trommeltrockner bei 1400C getrocknet und nach Zugabe von 6% leichtem Heizöl auf eine Korngröße
< 1 mm vermählen. Das Trockengut läßt sich in Mischung mit leichtem Heizöl bei geringer Staubbildung
sehr gut vermählen.
Abschließend wird noch erwähnt, daß ein nach den Beispielen hergestellter Zuschlagstoff in einer bituminösen
Straßendecke etwa 4 bis 6% betragen sollte. Es kann dann mit der gewünschten Gefrierpunktserniedrigung
des Oberflächenwas^rs gerechnet werden.
Ausgangsprodukt ist ein Rotschlamm mit einem Wassergehalt
von 42% und einem Na2O-GeHaIt zu 6,1% (bezogen auf Trockengewicht). 1,1% Na2O liegen als
Natriumaluminat und 5% Na2O in Form von Natriumaluminiumsilikat
vor.
100 kg dieses Rotschlammes werden mit 100 kg Kochsalz innig vermischt; es entsteht eine flüssige Maische,
in diese Maische werden 20 kg Aluminiumchlorid-Lösung (entsprechend 4,7 kg AlCI3) eingemischt. Unter
60
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Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung eines frosthemmenden Zuschlagstoffes auf Rotschlammbasis für den
Straßenbau durch Neutralisation des Rotschlammes, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotschlamm
mit einem frosthemmenden Mittel, insbesondere Natriumchlorid, versetzt wird, zu dieser Mischung
unter Rühren das Mittel zur mindestens teilweisen Neutralisation der im Rotschlamm enthaltenen
Alkalien zugegeben wird und daß die bei der Neutralisation gebildete Rotschlammsuspension zu
einem Gel erstarrt, welches anschließend getrocknet und vermählen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Rotschlamm in Form von Natriumaluminat
gelösten Alkalien neutralisiert werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die im Rotschlamm in
Form von Natriumaluminiumsilikat enthaltenen Alkalien neutralisiert werden.
4. Verfahreil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutralisation mit einem
sauren Aluminiumsalz durchgeführt wird, insbesondere mit Aluminiumchlorid und/oder Aluminiumsulfat.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutralisation mit einer
anorganischen Säure, insbesondere Salzsäure oder Schwefelsäure durchgeführt wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutralisation mit einer
Mischung aus einem säuren Aluminiumsalz und einer anorganischen Säure durchgeführt wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rotschlamm mit einer
Restfeuchte von etwa 35 bis 50 Gew.-% eingesetzt wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem getrockneten Zuschlagstoff
vor der Vermahlung ein höherer Kohlenwasserstoff zugesetzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem getrockneten Zuschlagstoff vor
der Vermahlung Dieselöl zugesetzt wird.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlagstoff auf eine
Korngröße kleiner 1 mm vermählen wird.
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DE3035626A Expired DE3035626C2 (de) | 1980-09-20 | 1980-09-20 | Verfahren zur Herstellung eines frosthemmenden Zuschlagstoffes auf Rotschlammbasis für den Straßenbau |
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DE1805829C3 (de) * | 1968-10-29 | 1974-04-11 | Vereinigte Aluminium-Werke Ag, 5300 Bonn | Verfahren zur Herstellung eines Füllstoffes für bituminöse Massen aus Bauxitrückständen und dessen Verwendung |
DE2946823C2 (de) * | 1979-11-16 | 1982-12-16 | Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf | Verfahren zur Herstellung eines Füllstoffes aus Bauxitrückständen |
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1980
- 1980-09-20 DE DE3035626A patent/DE3035626C2/de not_active Expired
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Publication number | Publication date |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
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