DE4345368C2 - Verfahren zur Herstellung von spinellhaltigem Aluminatzementklinker - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von spinellhaltigem AluminatzementklinkerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von spi
nellhaltigem Aluminatzementklinker durch Mischen von CaO-halti
gen Rohstoffen (Kalkstein, Branntkalk, Kalkhydrat, Gips, An
hydrit) mit tonerdehaltigen Rohmehlkomponenten und Sintern oder
Schmelzen bereits bei Temperaturen unterhalb 1400°C unter Ver
wendung eines hochtonerdehaltigen Reststoffs aus der Aufarbei
tung von Aluminium-Salzschlacke.
Nach US-Patent 4,330,336 wird eine Krätze aus der Aluminium
industrie zur Herstellung eines Aluminatzementes durch Sintern
oder Schmelzen bei 1400-2100°C verwendet. Der Einsatz von
hochtonerdehaltigem Reststoff aus der Aufarbeitung von
Aluminium-Salzschlacke wird nicht beschrieben.
Die DE-AS 20 27 250 betrifft ein Verfahren zur Herstellung feu
erfester Kalzium-Magnesium-Tonerdezemente unter Verwendung na
türlicher und künstlicher Rohstoffe durch Sintern oder Schmelzen
bei 1450-1650°C. Hochtonerdehaltiger Reststoff aus der
Salzschlackenaufarbeitung ist nicht erwähnt. Während dieser
bereits Spinell MgO.Al2O3 enthält, wird nach DE-AS 20 27 250 die
Spinell-Phase erst beim Sintern oder Schmelzen des Tonerde
zementklinkers erzeugt.
Auch aus der Literatur sind Tonerdezemente mit Spinellgehalt
bekannt (M. Jung: Silikattechnik 27 (1976) 7, 224-226). Dabei
wird wie bei DE-AS 20 27 250 der Spinell erst bei der Herstel
lung des Zementklinkers erhalten. Handelsübliche Aluminatzemente
enthalten 35-80 Gew.-% Al2O3.
Ein Problem bei den bekannten Verfahren besteht darin, daß die
während des Sinterns oder Schmelzens gebildete Spinellphase
nicht homogen im Zementklinker verteilt ist. Insbesondere bei
großen Sinterpelletts oder Schmelzebrocken ergeben sich aufgrund
der unterschiedlichen Temperaturverteilung und Zusammensetzung
Inhomogenitäten in der Verteilung der Spinellphasen. Dieses muß
entweder durch sehr aufwendige Mischprozesse oder durch lange
Behandlungszeiten kompensiert werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Nachteile
der bekannten spinellhaltigen Tonerdezemente zu vermeiden und
einen Aluminatzementklinker anzubieten, der schon bei relativ
niedrigen Temperaturen und kurzen Behandlungszeiten eine homoge
ne Verteilung der Spinellphase im Zementklinker ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angege
benen Merkmale gelöst. Als wesentlicher Gedanke der Erfindung
wird dabei angesehen, daß für die Herstellung des spinellhalti
gen Aluminatzementklinkers hochtonerdehaltige Reststoffe aus der
Aufarbeitung von Salzschlacken der Aluminiumindustrie verwendet
werden, die zumindest die folgenden Bestandteile, bezogen auf
das Gewicht der getrockneten Substanz aufweisen:
55-70% | Al2O3 |
7-10% | MgO, |
6-9% | SiO2, |
2-5% | CaO, |
1,5-2,5% | F, |
1,5-2,5% | Fe2O3 und |
7-11% | Glühverlust, |
wobei mineralogisch MgO als Spinell MgO. Al2
O3
und CaO als Fluß
spat CaF2
vorliegen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbei
spiele näher erläutert. Für die nachfolgenden Beispiele werden
folgende Eigenschaften angegeben:
Chemische Zusammensetzung in Gew.-%
(bezogen auf Trockensubstanz)
GV | 9,3 ± 20% |
Cges | 1,4 ± 20% |
F | 1,9 ± 10% |
Cl | 0,1 ± 20% |
Pges | 0,02 ± 20% |
Sges | 0,2 ± 30% |
Al2O3 | 63 ± 10% |
SiO2 | 7,4 ± 10% |
Fe2O3 | 1,8 ± 10% |
CaO | 3,2 ± 30% |
MgO | 8,5 ± 10% |
Na2O+K2O | < 1,0 |
Kristalline Hauptbestandteile:
Korund (Al2
Korund (Al2
O3
)
Spinell (MgAl2
Spinell (MgAl2
O4
)
Flußspat (CaF2
Flußspat (CaF2
)
Teilchengröße:
< 200 µm ca. 90 Gew.-%
Primärpartikel < 5 µm
Teilchengröße:
< 200 µm ca. 90 Gew.-%
Primärpartikel < 5 µm
Für die Herstellung eines Aluminatzementklinkers mit 50 Gew.-%
Al2O3 wurden 115 g getrockneter, hochtonerdehaltiger Reststoff
(Produkt A) und 75 g Kalksteinmehl (Produkt B) in einem Taumel
mischer 30 min lang trocken gemischt. Anschließend wurde unter
Zugabe von 5 Gew.-% einer 1%-igen Lösung von Methylcellulose in
Wasser ein preßfertiges Granulat hergestellt. Bei einem Preß
druck von 50 N/mm2 wurden uniaxial Tabletten gepreßt von 24 mm
Durchmesser und 7 mm Höhe. Nach Trocknung bei 110°C/12 h wurde
eine Gründichte von 1,6 g/cm3 ermittelt. In einem elektrisch
beheizten Laborkammerofen wurde mit einer Aufheizgeschwindigkeit
von 300 K/h bei 1200°C und 1 h Haltezeit ein Gehalt an freiem CaO
von < 0,5% erreicht. Die Tabletten wurden im abgeschalteten
Ofen innerhalb 12 h langsam auf Raumtemperatur abgekühlt.
Mittels Röntgenbeugungsanalyse wurden an dem Zementklinker fol
gende Mineralphasen (Gew.-%) bestimmt:
Spinell 28%
Korund < 1%
C2AS 32%
C12A7 32%
CA 8%
Korund < 1%
C2AS 32%
C12A7 32%
CA 8%
Die Herstellung des Zementklinkers erfolgte wie in Beispiel 1
beschrieben, wobei jedoch der Klinker durch Abschrecken in Was
ser von Raumtemperatur gekühlt wurde.
Die Röntgenbeugungsanalyse dieses Zementklinkers ergab ( Gew.-%):
Spinell 27%
Korund < 1%
C2AS 5%
C12A7 25%
CA 6%
Glasphase 37% (Differenz).
Spinell 27%
Korund < 1%
C2AS 5%
C12A7 25%
CA 6%
Glasphase 37% (Differenz).
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von spinellhaltigem Aluminatze
mentklinker durch Mischen von CaO-haltigen Rohstoffen mit
hochtonerdehaltigen Rohmehlkomponenten und Sintern oder
Schmelzen bei Temperaturen oberhalb 1100°C auf einen Ge
halt an freiem CaO von max. 0,5%,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Rohmehlkomponente ein spinellhaltiger Reststoff aus
der Aufarbeitung von Salzschlacken der Aluminiumindustrie
eingesetzt wird, der zumindest die folgenden Bestandteile,
bezogen auf das Gewicht der getrockneten Substanz aufweist:
55-70% Al2O3,
7-10% MgO,
6-9% SiO2,
2-5% CaO,
1,5-2,5% F,
1,5-2,5% Fe2O3 und
7-11% Glühverlust,
wobei mineralogisch MgO als Spinell MgO.Al2O3 und CaO als
Flußspat CaF2 vorliegen.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Aluminatzementklinker auf einen Al2O3-Gehalt von 40-60 Gew.-%
eingestellt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Aluminatzementklinker auf einen Spinellgehalt von
25-30 Gew.-% eingestellt wird.
Priority Applications (1)
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DE4345368A DE4345368C2 (de) | 1993-06-09 | 1993-06-09 | Verfahren zur Herstellung von spinellhaltigem Aluminatzementklinker |
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