DE3340849A1 - Verfahren zur wiederaufarbeitung von bruch von magnesitchrom- oder chrommagnesitsteinen, nach dem verfahren wiederaufgearbeiteter bruch und dessen verwendung - Google Patents
Verfahren zur wiederaufarbeitung von bruch von magnesitchrom- oder chrommagnesitsteinen, nach dem verfahren wiederaufgearbeiteter bruch und dessen verwendungInfo
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Description
VJ vj. -ι- Uo-s-J
-3-
KXR/Sa/Sc PA 3241
DIDIER- WERKE AG Lessingstraße 16 - 18 6200 Wiesbaden
Verfahren zur Wiederaufarbeitung von Bruch von
Magnesitchrom- oder Chrommagnesitsteinen, nach dem
Verfahren wiederaufgearbeiteter Bruch und dessen Verwendung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiederaufarbeitung von Bruch von
Magnesitchrom- und Chrommagnesitsteinen, nach dem Verfahren wiederaufgearbeiteter
Bruch sowie dessen Verwendung.
Als Folge von teurer und knapper werdenden Rohstoffen sowie der Notwendigkeit,
Umweltschäden zu vermeiden, werden zunehmend verbrauchte Materialien
einer Wiederaufarbeitung zugeführt. Dies gilt auch für das Gebiet der
Feuerfeststoffe.
Aus der DE-PS 412 397 ist es bereits bekannt, Magnesite und andere magnesiareiche
Massen durch eine Säurebehandlung aufzuarbeiten. Die hierzu eingesetzten Säuren müssen mit Calcium lösliche Verbindungen bilden.
Weiterhin ist es aus der "Der Magnesit" von R. Banco, Technische
Fortschrittsberichte, Band XXVIII (1932), Seiten 31/32, bekannt, bei der Herstellung von Sintermagnesit an dem aus den öfen kommenden Material eine
Wasserbehandlung in Bunkern durchzuführen, um Verunreinigungen, insbesondere
CaO-haltige Bestandteile durch Hydratisierung löslich zu machen, und zu
entfernen.
Bei Drehrohrofen, insbesondere zur Zementherstellung, ist nach einer
gewissen Zeit die Erneuerung der Feuerfestauskleidung erforderlich. Da es
sich hierbei um größere Mengen an sogenanntem "Ausbruch" handelt, besteht die Aufgabe darin, diesen Ausbruch noch weiter zu verwerten und nicht als
Abfall, z.B. in Mülldeponien, abzulagern.
-4-
J ο 4 υ υ 4 J
-4-
Die Sinterzone von Drehrohrofen, z.B. zur Zementherstellung, ist mit Feuerfeststeinen
auf Basis von MgO ausgekleidet, d.h. Magnesitchrom- oder
Chrommagnesitsteinen.
Während der Temperaturbeaufschlagung im Drehrohrofen ist ein Teil des in
einem solchen Material enthaltenden Chrom-(III)-oxid zu Chrom(VI)-Verbindungen
oxidiert worden. Chrom(VI)-ionen gehören jedoch zu den
toxischen, umweltverschmutzenden Substanzen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur
Wiederaufarbeitung eines solchen Bruchs von Magnesitchrom- und Chrommagnesitsteinen.
Es wurde nun gefunden, daß man durch Lagerung und wiederholte Bewässerung
eines solchen Bruchmaterials nicht nur die toxischen Chrom(VI)-ionen aus
einem solchen Bruch praktisch entfernen kann, sondern auch andere störende, während der Temperaturbeaufschlagung im Drehrohrofen erhaltene Substanzen.
Weiterhin wird durch Abbinden bzw. Hydratation restlicher Klinkeranteile
und Anteile von freiem Kalk später eine rißfreie Steinproduktion ermöglicht.
Zur Lösung der zuvor geschilderten Aufgabe dient daher das Verfahren, wie
es im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 näher beschrieben ist.
Vorteilhafte Aus führungsformen sind in den Patentansprüchen 2 bis 5 näher
beschrieben.
Am Ende der Behandlung des zerkleinerten Materials nach 3 bis 5 Wochen
liegt in der austretenden und abfließenden Flüssigkeit eine Konzentration
von CrO2 unter 0,001 % vor.
-5-
BAD ORfGiNAL
3340840
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden, wie zuvor beschrieben, nicht
nur Chrom(VI)-ionen weitgehend aus dem Bruch entfernt, sondern ebenfalls
andere störende Materialien, die sich als Folge der hohen Temperaturen beim
Betrieb und der im Betrieb zugeführten Fremdsubstanzen gebildet haben
können. Von diesen Materialien sind insbesondere Kaiiumverhindungen,
Natriumverbindungen, Sulfate, Phosphate und in geringen Mengen auch
Calcium- und Magnesiumverbindungen zu nennen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird so durchgeführt, daß das Ausbruch-Material
entweder im Anlieferungszustand oder nach einer vorherigen Grobsortierung
zerkleinert wird. Bei dieser Grobsortierung werden sogenannte Ansatzstücke, Klinker und Bleche sowie eventuell im Bruch vorhandene
Bauxitsteine aus angrenzenden Zonen des Drehrohrofens von Hand auf einem Bruchsortierband aussortiert.
Anschließend wird der sortierte Bruch im angefeuchteten Zustand auf einer
geeigneten Brechvorrichtung, z.B. in einem Kreiselbrecher, auf eine maximale
Korngröße von 50 mm, vorteilhafterweise 40 mm, vorgebrochen. Bei Verwendung
eines Kreiselbrechers kann dieser mit Trommelmagneten ausgerüstet
sein, um bei dieser Zerkleinerung noch eventuell im Bruchmaterial vorliegende Eisenteile zu entfernen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird das von Hand vorsortierte
Bruchmaterial zunächst mit Wasser gut abgespritzt und 1 bis 3 Wochen gelagert, bevor es der Zerkleinerung unterworfen wird. Hierbei wird das
Material mit Wasser täglich befeuchtet. Die Lagerung des Materials erfolgt vorteilhaft im Freien und anschließend wird es unter 50 mm zerkleinert.
Das zerkleinerte Material wird anschließend 3 bis 5 Wochen gelagert, und da
es sich hierbei um größere Mengen handelt, vorteilhafterweise im Freien,
wobei diese Lagerung auf einer Betonfläche erfolgt, die wasserdicht und mit
-6-
3340840
einer Ablaufrinne versehen ist. Das zerkleinerte Material wird mit Wasser
bis zum deutlichen Austritt der Flüssigkeit am Haldenrand befeuchtet und ausgewaschen. Das Material wird zweckmäßig täglich auf seine Feuchtigkeit
kontrolliert, wobei der Feuchtigkeitsgehalt bei etwa 2 bis 4 % liegen soll.
Es wird periodisch 2 bis 3mal wöchentlich oder im Abstand von 3 bis 4 Tagen
mit Wasser berieselt und ausgewaschen, wobei am Rand des Materials
Flüssigkeit austreten und abfließen soll.
Die austretende Lösung enthält die störenden Verunreinigungen, wie
Chrom(VI)-ionen, weiterhin kann sie Kaliumionen, Natriumionen, Sulfationen, Phosphationen sowie geringe Mengen an in Lösung gegangenem CaO und MgO
enthalten.
Dieser Bewässerungs- und Auswaschvorgang bewirkt eine Abbindung bzw. Hydratation
restlicher Klinkeranteile sowie der Infiltrate und Anteile an freiem
Kalk. Weiterhin werden durch die Bewässerung störende Salze herausgelöst.
Als Folge hiervon wurde gefunden, daß aus einem auf diese Weise behandelten
Material rißfreie Steine hergestellt werden können.
Nach dem Abschluß der Lagerung und der Bewässerung wird das behandelte
Bruchmaterial vorteilhafterweise auf Korngrößen von 0 bis 6 mm nachzerkleinert.
Die aus dem Bruchmaterial erhaltenen Körnungen können anschließend erneut
einer Produktion von Feuerfeststeinen zugeführt werden.
Bei der Herstellung der Steine können 50 bis 80 Gew.-% der Bruchmaterial Körnung
mit 20 bis 50 Gew.-% Magnesiasinter, wovon gegebenenfalls der
Anteil 0 bis 20 Gew.-% aus Magnesiasinter unter 0,09 mm besteht, gegebenenfalls
mit 0 bis 15 Gew.-% Chromerz in der Körnung 0 bis 3 mm sowie mit
anderen üblichen Zusatzstoffen und Wasser zu Steinen verarbeitet werden.
-7-
BAD ORIGINAL
Die Herstellung von Steinen aus einer solchen Bruchmaterial-Körnung erfolgt
nach üblichen Verfahrensweisen. Zu den üblichen Zusatzstoffen zählen die Bindemittel, wie insbesondere Magnesiumsulfat (Sorelzementbinder) und
Phosphatbindemittel.
Die Erfindung wird anhand des folgenden Beispiels näher erläutert:
Es wurde ein Ausbruchmaterial aus der Sinterzone eines Zementdrehrohrofens
verwendet. Dieses Ausbruchmaterial war auf einem Sortierband von Hand vorsortiert
worden, d.h. Ansatzstücke, Klinker und Bleche sowie geringe Anteile von aus angrenzenden Zonen stammenden Bauxitsteinen waren von Hand
entfernt worden.
Dieses Ausgangsmaterial wurde in einem mit Trommel magneten ausgerüsteten
Kreiselbrecher bis auf eine Maximal korngröße von 40 mm, d.h. Korngrößen von
0 bis 40 mm, zerkleinert.
Aus 8,8 t Ausgangsmaterial wurden 5,5 t zerkleinertes Bruchmaterial
erhalten.
Dieses zerkleinerte Bruchmaterial wurde auf einer flüssigkeitsdichten und
mit AbIaufrinne versehenen Betonfläche bis zu einer Höhe von 150 cm aufgeschüttet
und sofort mit Wasser bis zum Austritt von Flüssigkeit am Haldenrand, d.h. auch an der am Rande befindlichen Abflußrinne, mit normalem
Wasser besprüht.
Dieses Sprühen wurde periodisch während 5 Wochen 2mal wöchentlich fortgeführt.
In der folgenden Tabelle ist die chemische Zusammensetzung des Bruchmaterials
nach der Sortierung, vor der Zerkleinerung sowie nach der
5-wöchigen Behandlung zusammengestellt.
-8-
'OAD ORiGiNAL
nach Sortierung (%) nach Behandlung (%)
| SiO2 | 1,8 | 1,7 |
| Al2O3 | 4,5 | 4,9 |
| Fe2O3 | 6,4 | 6,9 |
| Cr2O3 | 6,8 | 7,2 |
| CaO | 2,1 | 1,8 |
| MgO | 78,4 | 77,5 |
| Wasserauszug,gel öste | Anteile 5,3 | 1,8 |
| davon | ||
| CaO | 0,6 | 0,3 |
| MgO | 0,3 | 0,2 |
| K2O | 1,7 | 0,1 |
| Na2O | 0,2 | 0,05 |
| SO3 | 1,5 | 0,4 |
| P2°5 | 0,2 | 0,3 |
| Cl | 0,1 | 0,0 |
| CrOo | 0,2 | unter 0,05 |
Es wurden 4,7 t behandelte Bruchmaterial-Körnung erhalten.
Aus dieser Bruchmaterial-Körnung wurde unter Zusatz von MgO-Sintermehl und
unter Verwendung von Natriumpolyphosphat als Bindemittel sowie Zugabe von
etwas Wasser, wobei dies vom Feuchtigkeitsgrad des behandelten Bruchmaterials
abhängig ist, eine Steinmischung hergestellt. Diese wurde zu Steinen für Drehrohrofen mit üblichen Abmessungen verpreßt und bei 180*
getrocknet.
Diese unter Verwendung der wiederaufgearbeiteten Bruchmaterial-Körnung
hergestellten Steine besaßen die gleichen Eigenschaften, wie aus frischem Magnesitsinter und Chromerz hergestellten chemisch gebundenen Steine für
Zementdrehrohröfen.
-9-
Die bei dem Bewässerungsvorgang anfallende Flüssigkeit, welche insbesondere
zu Beginn durch die Anwesenheit von Chrom(IV)-ionen gelblich verfärbt war,
muß - falls keine geeignete Abwässerbehandlungsanlage vorhanden ist - einer
Behandlung, z.B. mit Eisen(II)-sulfat oder Natriumsulfit unterzogen werden,
um die Chrom (Vl)-ionen zu nichttoxischem Chrom(III)-hydroxid zu
reduzieren.
reduzieren.
Claims (8)
- .... ^- S 1J G -i O02.11.1983 KXR/Sa/Sc PA 3241DIDIER-WERKE AG Lessingstraße 16 - 18 6200 WiesbadenVerfahren zur Wiederaufarbeitung von Bruch vonMagnesitchrom- oder Chrommagnesitsteinen, nach demVerfahren wiederaufgearbeiteter Bruch und dessen VerwendungPatentansprüche:lJ Verfahren zur Wiederaufarbeitung von Bruch von Magnesitchrom- und Chrommagnesitsteinen, dadurch gekennzeichnet, daß das Brutmaterial sortiert gelagert gegebenenfalls befeuchtet und im feuchten Zustand oder unter Aufsprühen von Wasser und gegebenenfalls unter gleichzeitiger magnetischer Abtrennung von Eisenteilen auf Korngrößen unter 50 mm zerkleinert wird und dieses zerkleinerte Material über den Zeitraum von 3 bis 5 Wochen gelagert und mit Wasser periodisch befeuchtet und bis zum Austritt von Flüssigkeit aus dem Material ausgewaschen wird.
- 2. Verfahren zur Wiederaufarbeitung von Bruch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem zerkleinerten Material periodisch 2 bis 3 mal wöchentlich oder im Abstand von 3 bis 4 Tagen 10 bis 40 und vorzugsweise 15 bis 25 1 Wasser/t des Materials aufgegeben werden.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sortiert gelagerte Bruchmaterial über einen Zeitraum von 1 bis 3 Wochen mit Wasser täglich befeuchtet und bis zum Austritt von Flüssigkeit aus dem Material ausgewaschen wird, wobei 10 bis 25 1 Wasser/t des Materials aufgegeben werden und danach das feuchte Bruchmaterial unter 50 mm zerkleinert wird.-2-BAD ORIGINAL-Z-J ν 4 U O 4 J
- 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zerkleinerte und ausgewaschene Material auf Korngrößen von 0 bis 6 mm zerkleinert wird.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bruchmaterial oder zerkleinerte Bruchmaterial zu Beginn der periodischen Aufgabe von Wasser einmalig mit 30 bis 40 1 Wasser/t beaufschlagt wird.
- 6. Wiederaufgearbeiteter Bruch von Magnesitchrom- oder Chrommagnesitsteinen, hergestellt nach dem Verfahren eines der vorhergehenden Ansprüche.
- 7. Verwendung des wiederaufgearbeiteten Bruchs von Magnesitchrom- oder Chrommagnesitsteinen nach Anspruch 6 zur Herstellung von Drehrohrofensteinen für die Sinterzone und/oder Obergangszone.
- 8. Ausführungsform nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß 50 bis 80Gew.-% der Bruchmaterial-Körnung mit 20 bis 50 Gew.-Teilen Magnesiasinter, wovon gegebenenfalls der Anteil 0 bis 20 Gew.-% aus Magnesiasinter unter 0,09 mm besteht, gegebenenfalls mit 0 bis 15 Gew.-% Chromerz in der Körnung 0 bis 3 mm sowie mit anderen üblichen Zusatzstoffen und Wasser zu Steinen verarbeitet werden.-3-BAD ORIGINAL
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