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.The invention relates to the use of residues from the fluidized bed firing as a sweeping grain for fine-grained Building materials in underground mining, which at the same time as themselves hardening binder, especially for the erection of Dam and pillars as well as for use as a hem offset underground, can be used.

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 entwickelnDams are used in underground mining and in tunnels construction not only used to block off weather paths, but have u. a. also supporting functions to fill. For this reason, the building used Set, harden and fabric in a relatively short time above all develop sufficient early strengths

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.As a rule, natural anhydrite, syntheti Sheer anhydrite, but also building materials on lime and Cement base used. Over the past few years building materials of this type also based on alpha and / or beta-gypsum hemihydrate developed.

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.In underground mining, between rough and fine granular building materials, the latter in are usually dusty. These building materials are under days mainly by means of a pneumatic conveyor transported to the site.

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.It has now been shown that in pneumatic conveyance Noticeable conveying of fine-grained building materials difficulties, especially with longer funding stretch, which can lead to constipation of the blow lines. For this reason, the Building materials so-called sweeping grain added to a to ensure trouble-free funding.

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.Gravel, natural anhydrite, fly ash are used as sweeping grains or, as in DE-PS 30 46 576, slags turned on puts. Disadvantageous when using gravel and But slag is that this is in the building materials ver behave chemically inert and not for setting ability or to improve the early strength contribute, but rather a strength min effect such. B. in DE-PS 30 46 576 a is cleared. In addition, the gravel is a high quality low, increasingly scarce aggregate on natural lost basis. Experience with using Fly ash as a sweeping grain shows that during pneu matic transport segregations occur that too strong fluctuations in strength in the inserted construction can lead fabric.

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. By adding coarse-grained anhydrite it was possible improves the blowability of fine-grained building materials be, however, it is known that natural anhydrite in this coarse-grained form is almost inert to water behaves and accordingly not early strength development of the building material contributes, but rather affected them adversely. In addition, here too a high quality natural building material costly ver needs.

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.In DE-OS 31 04 520 a building material for the Manufacture of underground structures such as dams and Pillars described that from a certain Anhy third and a stimulator, whereby it is essential that the anhydrite is partially or wholly by one inert aggregate is replaced. It is called Aggregate fly ash or in the fluidized bed ver Burning coal ashes mentioned.

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.The known sweeping material described above lien are inert and do not contribute to setting ability of the building material, rather they thin the building fabric and thereby deteriorate its building physics properties.

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.The object of the invention is therefore a sweeping material to provide that would suffer the disadvantages ter sweeping grain materials does not have, rather in addition to its suitability for sweeping the conveyor line also contribute to improving the Building material properties, namely a contribution to Firmness, achieves.

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. According to the invention, this object is achieved by the user of bed ash from the fluidized bed combustion simultaneous desulfurization solved, the bed ash alone or in a mixture with other residues fluidized bed firing, preferably filter dust and / or dust deposited in the cyclone, as self-separating binding sweeping grain for a fine-grained building material is used in a lot for underground construction, that the sweeping grain in the building material to 5 to 35, before preferably 9 to 22 wt .-% is included.

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.The principle of fluidized bed combustion is suitable in special way of burning inferior Fuels and even industrial residues that otherwise landfilled in a cost-intensive and environmentally harmful manner would have to be such. B. Flotationsbergen, Waschber gen, pond sludge from coal extraction and clarification slurry; following this procedure can be taken for granted other fuels, such as high-quality coal, Ballast coal, peat and oil shale are burned.

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.This is mitigated by incinerating waste The problem of depositing it is not yet against it managed the residues of fluidized bed combustion to be used economically. So far you have to go again to be deposited. It’s just been trying especially from the combustion of flotation mountains residues left for the production of masonry gel, as an additive for mortar binders and for production of a lightweight concrete aggregate. The back stands from the burning of flotation mountains however, because of their chemical-physical similarity a singulari with natural raw materials (e.g. clays) act on the combustion residues of others Fabrics and in particular is left out. Especially for Residues from burning fossil fuels There are currently still working according to the fluidized bed principle no uses.

Die bei der Wirbelschichtfeuerung anfallenden Rück stände können in ihren chemisch-physikalischen Eigen schaften völlig unterschiedlich sein. Dies hängt ab vonThe back that occurs during fluidized bed combustion stands can have their own chemical-physical properties be completely different. It depends

- der Art des zu verbrennenden Stoffes,- the type of substance to be burned,
- der Verfahrensführung der Verbrennung,- the management of combustion,
- dem Einsatzstoff zur Entschwefelung und dem Ent schwefelungsgrad,- The feedstock for desulfurization and Ent degree of sulfurization,
- den Austragsstellen der Anlage (z. B. Asche hinter Fließbett, Asche hinter Zyklon, Asche hinter Filter).- the discharge points of the system (e.g. ash behind Fluid bed, ash behind cyclone, ash behind filter).

Die Rückstände aus verschiedenen Austragstellen weisen zusätzlich noch Unterschiede hinsichtlich ihrer Korn größenverteilung auf.The residues from different discharge points show additionally differences in their grain size distribution on.

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.These residues are also not comparable to Ash from plants with other firing techniques, such as Rust, dust or melting chamber firing, because here significantly higher temperatures (greater than 1000 ° C) is burned. While residues from rust, dust or melting chamber furnaces have a glass content (gla sige components) usually of over 90%, there are residues from the fluidized bed combustion in predominantly crystalline state, which their Ver application in many areas of the building materials industry opposes.

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.In experiments, it was surprisingly found that these residues, in contrast to substances previously used as purging grain, have their own hardening capacity after being mixed with water. Furthermore, it has been shown that the substances in question are subject to their own strength development after a very short time. This was not to be expected insofar as the gypsum anhydrite CaSO ₄ formed in the fluidized bed combustion with simultaneous desulfurization in the prevailing Combustion temperatures as CaSO ₄ II in the same modification arise as natural anhydrite, although the latter is inert.

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.The fine-grained dam building materials are usually called Ready-to-use dry mortar can also be delivered under days from the individual components together by mixing be put. The proposed according to the invention gene-compatible sweeping grain can of course be as from the sweeping grain materials used so far knows, at any point before blowing homogenize with the dam building material. The sweeping grain according to the invention is self-curing in terms of Storage and transport like a self-hardening structure fabric, e.g. B. cement, gypsum hemihydrate, etc. to treat.

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.The advantages achieved by the invention are broad scatters. Once there is the previous problem of disposal in fluidized bed combustion, in which the residues had to be landfilled, dismantled. To the others are using a self-setting Sweeping grain with chemically inert sweeping grains associated disadvantages of reducing the strength of the Embankment building materials cleared. Another advantage is that by using the vertebrae according to the invention Layer residues make an important contribution to the lap high-quality raw material deposits.

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.Use of bed ash from fluidized bed combustion with simultaneous desulfurization alone or in Mixture with other residues from the fluidized bed fire tion, preferably filter dust and / or in the cyclone separated dust, as self-setting sweeping grain for a fine-grained building material for underground construction in an amount that the sweeping grain in the building material too 5 to 35, preferably 9 to 22 wt .-% is included.