DE3324708C2

DE3324708C2 -

Info

Publication number: DE3324708C2
Application number: DE19833324708
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1983-07-08
Filing date: 1983-07-08
Publication date: 1989-06-01
Also published as: DE3324708A1

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Rückständen aus der Wirbelschichtfeuerung als Fegekorn für feinkörnige Baustoffe im Untertagebergbau, das gleichzeitig als selbst härtendes Bindemittel, besonders für die Errichtung von Dämmen und Pfeilern sowie für die Verwendung als Saumversatz untertage, eingesetzt werden kann.

Dämme werden im untertägigen Bergbau sowie im Tunnel bau nicht nur zur Absperrung von Wetterwegen benutzt, sondern haben u. a. auch tragende Funktionen zu er füllen. Aus diesem Grunde muß der eingesetzte Bau stoff in relativ kurzer Zeit abbinden, aushärten und vor allem ausreichende Frühfestigkeiten entwickeln

Hierfür werden in der Regel Naturanhydrit, syntheti scher Anhydrit, aber auch Baustoffe auf Kalk- und Zementbasis eingesetzt. In den letzten Jahren wurden derartige Baustoffe auch auf der Basis von Alpha- und/oder Beta-Gipshalbhydrat entwickelt.

Im untertägigen Bergbau wird zwischen grob- und fein körnigen Baustoffen unterschieden, wobei letztere in der Regel staubförmig sind. Diese Baustoffe werden unter tage überwiegend mittels pneumatischer Fördereinrich tungen zum Einsatzort transportiert.

Es hat sich nun gezeigt, daß bei pneumatischer Förde rung von feinkörnigen Baustoffen merkliche Förder schwierigkeiten, insbesondere bei längeren Förder strecken, auftreten können, die bis zu Verstopfungen der Blasleitungen führen. Aus diesem Grund wird den Baustoffen sogenanntes Fegekorn beigegeben, um eine störungsfreie Förderung zu gewährleisten.

Als Fegekorn werden Kies, Naturanhydrit, Flugaschen oder, wie bei der DE-PS 30 46 576, Schlacken einge setzt. Nachteilig bei der Verwendung von Kies und Schlacken ist aber, daß diese sich im Baustoffver bund chemisch inert verhalten und nicht zur Abbinde fähigkeit bzw. zu einer Verbesserung der Frühfestig keit beitragen, sondern vielmehr eine Festigkeitsmin derung bewirken, wie z. B. in der DE-PS 30 46 576 ein geräumt wird. Zudem geht mit dem Kies ein hochwerti ger, immer knapper werdender Zuschlagstoff auf natür licher Basis verloren. Die Erfahrungen bei Einsatz von Flugasche als Fegekorn zeigen, daß während des pneu matischen Transports Entmischungen auftreten, die zu starken Festigkeitsschwankungen im eingebrachten Bau stoff führen können.

Durch die Zugabe von grobkörnigem Anhydrit konnte zwar die Verblasbarkeit feinkörniger Baustoffe verbessert werden, jedoch ist es bekannt, daß Naturanhydrit in dieser grobkörnigen Form sich nahezu inert zu Wasser verhält und dementsprechend wiederum nicht zur Früh festigkeitsentwicklung des Baustoffs beiträgt, sondern sie eher nachteilig beeinflußt. Zudem wird auch hier ein hochwertiger natürlicher Baustoff kostenintensiv ver braucht.

In der DE-OS 31 04 520 wird ein Baumaterial für die Herstellung von Untertagebauwerken wie Dämmen und Pfeilern beschrieben, das aus einem bestimmten Anhy drit und einem Anreger besteht, wobei wesentlich ist, daß der Anhydrit teilweise oder ganz durch einen inerten Zuschlagstoff ersetzt ist. Dabei wird als Zuschlagstoff Flugasche oder bei der Wirbelschichtver brennung von Kohle anfallende Asche erwähnt.

Die vorstehend beschriebenen bekannten Fegemateria lien sind inert und tragen nicht zur Abbindefähigkeit des Baustoffs bei, vielmehr verdünnen sie den Bau stoff und verschlechtern dadurch dessen bauphysikali sche Eigenschaften.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Fegematerial zur Verfügung zu stellen, das die Nachteile bekann ter Fegekornmaterialien nicht aufweist, vielmehr neben seiner Eignung zum Freifegen der Förderleitun gen auch noch einen Beitrag zur Verbesserung der Baustoffeigenschaften, nämlich einen Beitrag zur Festigkeit, leistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verwen dung von Bettasche der Wirbelschichtverbrennung mit gleichzeitiger Entschwefelung gelöst, wobei die Bett asche allein oder im Gemisch mit anderen Rückständen der Wirbelschichtfeuerung, vorzugsweise Filterstaub und/oder im Zyklon abgeschiedenen Staub, als selbstab bindendes Fegekorn für einen feinkörnigen Baustoff für den Untertagebau in einer Menge eingesetzt wird, daß das Fegekorn in dem Baustoff zu 5 bis 35, vor zugsweise 9 bis 22 Gew.-% enthalten ist.

Das Prinzip der Wirbelschichtfeuerung eignet sich in besonderer Weise zur Verbrennung von minderwertigen Brennstoffen und sogar industriellen Rückständen, die ansonsten kostenintensiv und umweltbelastend deponiert werden müßten, wie z. B. Flotationsbergen, Waschber gen, Teichschlämmen aus der Kohlegewinnung und Klär schlämmen; nach diesem Verfahren können selbstverständ lich auch andere Brennstoffe, wie höherwertige Kohlen, Ballastkohlen, Torfe und Ölschiefer verfeuert werden.

Mit der Verbrennung von Abfällen mildert man zwar das Problem ihrer Deponierung, dagegen ist es bisher nicht gelungen, die Rückstände der Wirbelschichtverbrennung wirtschaftlich zu verwerten. Sie müssen bislang wieder um deponiert werden. Es ist lediglich versucht worden, speziell aus der Verbrennung von Flotationsbergen ent standene Rückstände für die Herstellung von Mauerzie geln, als Zusatz für Mörtelbinder und für die Herstellung eines Leichtbetonzuschlagstoffes einzusetzen. Die Rück stände aus der Verbrennung von Flotationsbergen stellen jedoch wegen ihrer chemisch-physikalischen Ähnlichkeit mit natürlichen Rohstoffen (z. B. Tone) eine Singulari tät dar, die nicht auf Verbrennungsrückstände anderer Stoffe und insbesondere ausgespart wird. Besonders für Rückstände aus der Verbrennung von fossilen Brennstof fen nach dem Wirbelschichtprinzip gibt es derzeit noch keine Verwendungsmöglichkeiten.

Die bei der Wirbelschichtfeuerung anfallenden Rück stände können in ihren chemisch-physikalischen Eigen schaften völlig unterschiedlich sein. Dies hängt ab von

- der Art des zu verbrennenden Stoffes,
- der Verfahrensführung der Verbrennung,
- dem Einsatzstoff zur Entschwefelung und dem Ent schwefelungsgrad,
- den Austragsstellen der Anlage (z. B. Asche hinter Fließbett, Asche hinter Zyklon, Asche hinter Filter).

Die Rückstände aus verschiedenen Austragstellen weisen zusätzlich noch Unterschiede hinsichtlich ihrer Korn größenverteilung auf.

Diese Rückstände sind auch nicht vergleichbar mit Aschen aus Anlagen mit anderen Feuerungstechniken, wie Rost-, Staub- oder Schmelzkammerfeuerung, da hier bei wesentlich höheren Temperaturen (größer 1000°C) verbrannt wird. Während Rückstände aus Rost-, Staub- oder Schmelzkammerfeuerungen einen Glasgehalt (gla sige Bestandteile) von meist über 90% aufweisen, liegen Rückstände aus der Wirbelschichtfeuerung in vorwiegend kristallinem Zustand vor, was ihrer Ver wendung in vielen Bereichen der Baustoffindustrie entgegensteht.

Bei Versuchen wurde überraschend festgestellt, daß diese Rückstände im Gegensatz zu bisher als Fegekorn einge setzten Stoffen nach dem Anmachen mit Wasser ein eige nes Erhärtungsvermögen aufweisen. Weiterhin hat sich ge zeigt, daß die in Rede stehenden Stoffe schon nach sehr kur zer Zeit einer eigenen Festigkeitsentwicklung unterlie gen. Dies war insofern nicht zu erwarten, als der durch die bei der Wirbelschichtverbrennung mit gleichzeitiger Entschwefelung entstehende Gips-Anhydrit CaSO₄ bei den herrschenden Verbrennungstemperaturen als CaSO₄ II in gleicher Modifikation entsteht wie Naturanhydrit, wobei letzterer jedoch reaktionsträge ist.

Die feinkörnigen Dammbaustoffe werden üblicherweise als Trockenfertigmörtel angeliefert, können aber auch unter tage aus den Einzelkomponenten durch Vermischen zusam mengestellt werden. Das nach der Erfindung vorgeschla gene bindefähige Fegekorn läßt sich selbstverständlich, wie von den bislang eingesetzten Fegekornstoffen be kannt, an jeder beliebigen Stelle vor dem Verblasen mit dem Dammbaustoff homogenisieren. Das Fegekorn gemäß der Erfindung ist, weil selbsthärtend, hinsichtlich Lagerung und Transport wie ein selbsthärtender Bau stoff, z. B. Zement, Gipshalbhydrat etc., zu behandeln.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind breitge streut. Einmal wird das bisherige Problem der Entsorgung bei der Wirbelschichtverbrennung, bei der die Rückstände kostenintensiv deponiert werden mußten, abgebaut. Zum anderen werden beim Einsatz eines selbstabbindenden Fegekorns die mit chemisch inerten Fegekörnern einhergehenden Nachteile der Festigkeitsminderung des Dammbaustoffs ausgeräumt. Ein weiterer Vorteil ist, daß durch die erfindungsgemäße Verwendung der Wirbel schichtrückstände ein wesentlicher Beitrag zur Scho nung hochwertiger Rohstofflagerstätten geleistet wird.

Claims

Verwendung von Bettasche der Wirbelschichtverbrennung mit gleichzeitiger Entschwefelung allein oder im Gemisch mit anderen Rückständen der Wirbelschichtfeue rung, vorzugsweise Filterstaub und/oder im Zyklon abgeschiedener Staub, als selbstabbindendes Fegekorn für einen feinkörnigen Baustoff für den Untertagebau in einer Menge, daß das Fegekorn in dem Baustoff zu 5 bis 35, vorzugsweise 9 bis 22 Gew.-% enthalten ist.