DE1247926B - Verfahren zur Herstellung von waermebestaendigen Formlingen aus einem Rohgut geringer Porositaet - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C 04 b

Deutsche KL: 80 b - 3/12

Nummer: 1247 926

Aktenzeichen: P 30617 VI b/80 b

Anmeldetag: 21. November 1962

Auslegetag: 17. August 1967

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von wärmebeständigen Formungen für Brennbehandlungen aus einem nach dem Naßverfahren aufbereiteten Rohgut geringer Porosität, das als Kuchen von Filterpressen, insbesondere aus Zementrohschlamm, Kalkschlamm, Rotschlamm und aus Schlamm von Magnesit, Dolomit, Erzen usw., anfällt.

Bekanntlich lassen sich manche Rohmaterialien der Zementindustrie mit Vorteil naß aufbereiten, d. h., es wird aus dem Rohmaterial durch Schlämmen oder Naßmahlen oder durch beides ein Dickschlamm erzeugt, der sich gut mischen und — falls notwendig — durch Zusätze leicht korrigieren läßt. Bei Verwendung chemischer Zusatzmittel (z. B. Soda) kann auch der Schlammwassergehalt häufig etwas verringert werden. Da der Schlamm aber pumpfähig bleiben muß, werden im allgemeinen immer noch 32 bis 36% H₂O im Schlamm benötigt. Dieser Schlamm wird in Naßdrehöfen zu Klinker gebrannt.

Es gibt Rohmaterialien, bei denen die nasse Aufbereitung, sei es aus wirtschaftlichen, sei es aus technischen Gründen, ein Erfordernis darstellt. Leider ist aber das Brennen des Dickschlamms mit hohem Wärmeaufwand verbunden, da die Verdampfung des Schlammwassers einen bedeutenden Anteil des Wärmeaufwandes des Brennprozesses ausmacht. Es ist bereits gelungen und in industrieller Praxis verwirklicht worden, den Rohschlamm auf Saugfiltern mechanisch ohne Einsatz von Verdampfungswärme so weit zu entwässern (z. B. von 40% auf etwa 20% Wassergehalt), daß aus dem Filterkuchen unter Zusatz von trockener Substanz (z. B. von Staub aus der Ofenentstaubungsanlage) Granalien hergestellt werden konnten. Diese Umwandlung von Rohschlamm in Granalien ermöglichte den Einsatz des wärmesparenden Lepolofens.

Dadurch gelang es, den Wärmeaufwand des Zementbrennens von z. B. 1350 auf 900 kcal/kg Klinker zu verringern. In diesem Minderaufwand an Wärme liegt selbst unter Verrechnung der zusätzlichen Kosten für die mechanische Entwässerung eine sehr erhebliche Verringerung der Herstellkosten des Zementklinkers.

Es wurde versucht, das Fabrikationsverfahren, bestehend aus nasser Aufbereitung, mechanischer Entwässerung des Rohschlammes und Brennen in einem wärmesparenden Trockendrehofen auch auf sloche Rohmaterialien auszudehnen, die mittels Saugfiltrierung nicht entwässert werden können. Es zeigte sich, daß die altbekannte Filterpresse, bei welcher der Rohschlamm zwischen Filterflächen unter hohem Druck entwässert wird, sich auch zur Entwässerung

Verfahren zur Herstellung

von wärmebeständigen Formungen

aus einem Rohgut geringer Porosität

Anmelder:

Polysius G. m. b. H.,

Neubeckum (Westf.), Graf-Galen-Str. 17

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Chem. Dr. Horst Ritzmann,
Neubeckum (Westf.)

von solchen Schlämmen eignet, die wegen ihrer kolloidalen Beschaffenheit (z. B. Kreide) auf Saugfiltern nicht entwässert werden können. Nach der Automatisierung dieser Presse, deren einzelne Arbeitsvorgänge bislang von Hand eingeleitet werden mußten, ist nun auch die Wirtschaftlichkeit der Presse für moderne Verhältnisse gegeben.

Es zeigte sich aber, daß die Granulierung von Filterkuchen, der mittels Filterpresse erzeugt wird, zwar gelingt, daß aber hierbei die Wärmeempfindlichkeit der Granalien erhöht wird und deshalb die Granalien der Wärmebehandlung in der Trocken- und Vorwärmzone des Brennprozesses nicht standhielten. Denn die Porosität der aus dem Filterpreßkuchen erzeugten Granalien ist bei sehr kurzer Verweilzeit in der Granuliervorrichtung infolge Verklebens und Verschmierens der Granalienoberfläche so gering, daß beim Trocknen der Wasserdampf aus den Granalien nicht austreten kann, und demzufolge die Granalien infolge Dampfdruckes zerplatzen.

Es ist weiterhin bekannt, plastisches Rohgut geringer Porosität durch eine an sich bekannte Knetvorrichtung zu leiten, bei welcher ein Spachtel, Rührarm od. ä. das plastische Rohgut durch siebartige Löcher der Knetvorrichtung drückt, derart, daß der Preßdruck ungleichmäßig auf das sich in den Löchern befindliche Rohgut einwirkt und so aus diesem kleinstückige Formlinge herstellt, die an ihren Oberflächen eine Vielzahl von Rissen aufweisen, welche etwa bis zum Kern der Formlinge reichen, und daß diese Formlinge alsdann der Wärmebehandlung unterworfen werden.

In einigen Fällen ist es jedoch nicht möglich, durch Druckfiltration eines Zementrohschlammes einen FiI-

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terkuchen mit ausreichend niedrigem Wassergehalt zu erzielen, so daß die im Kneter erzeugten, mit Rissen versehenen Formlinge eine geringere mechanische Festigkeit besitzen.

Andererseits ergibt sich gelegentlich bei der Verformung des Filterkuchens in einer Knetvorrichtung infolge thixotroper Materialeigenschaften eine gewisse Erweichung des Materials, die ebenfalls zu weicheren Formungen führt.

Die in diesen Fällen erhaltenen Formlinge besitzen zwar die gewünschte und geeignete Struktur, jedoch ist ihr Formänderungswiderstand gering. Wegen der unvermeidlichen Transportvorgänge vom Kneter zum Vorwärmer, ist eine mechanische Beanspruchung der Formlinge nicht ganz zu vermeiden, die bei zu weichen Formungen eine Verschmierung der Risse, und damit die Beseitigung der gerade erwünschten und geeigneten Struktur bewirken kann. Damit wird natürlich ebenfalls die erwünschte Wärmebeständigkeit eingeschränkt bzw. ganz aufgehoben.

Zusammenfassend kann somit festgestellt werden, die Industrie ist bei der Erkenntnis stehengeblieben, Filterkuchen der obenerwähnten Art seien nicht zu wärmebeständigen Formkörpern verarbeitbar, obgleich Jahrzehnte hindurch ein "dringendes Bedürfnis dafür bestand. Erst durch den vorliegenden Vorschlag ist das oben aufgezeigte Vorurteil der Fachwelt überwunden worden. Erfindungsgemäß wird nämlich ein Weg gewiesen, diese Lücke in der Verarbeitung von aus Dickschlamm gewonnenen Filterkuchen zu schließen, indem eine industrielle Verwertung von Filterkuchen als Brenngut über die Herstellung poröser Formlinge auf die im Anspruch definierte Art möglich gemacht wird.

Ausgangspunkt der Erfindung war das Bestreben, auch für solche Fälle, wo man mit höherer Filterkuchenfeuchtigkeit und/oder thixotropen Materialien zu rechnen hat, eine Verformung des plastischen Materials so zu bewerkstelligen, daß wärmebeständige Formlinge erhalten werden. Dabei durfte die die Wärmebeständigkeit hervorrufende Struktur der Formlinge nicht durch weitere mechanische Beanspruchung durch Transportvorgänge beeinträchtigt werden.

Bekanntlich ist in Druckfilterpressen erzeugter Filterkuchen auf Grund seiner Herstellung sehr fest. Dies gilt auch dann, wenn er einen höheren Wassergehalt besitzt oder thixotrope Materialien enthält.

Der Inhalt der Erfindung besteht nun darin, den aus Druckfilterpressen anfallenden, festen Filterkuchen unter Aufrechterhaltung seiner durch die Filtration hervorgerufenen natürlichen Kapillarität einer Zerbröckelung in einer an sich bekannten Zerkleinerungsvorrichtung, wie z. B. Stachelwalzen u. ä., zu unterwerfen und, ferner, ihn hierbei in kleinstückige Formlinge in der Größenordnung von höchstens 30 mm zu überführen, und, schließlich diese Formlinge alsdann einem Wanderrost aufzugeben, auf diesem zu trocknen und sonach als thermisch stabiles Rohprodukt abzuwerfen.

Diese auf geeignete Körnung gebrachten Filterkuchenstückchen sind, da sie keinerlei Knet- und Preßvorgängen unterzogen sind, von gleicher Festigkeit wie der ursprüngliche Filterkuchen. Diese Formfestigkeit ist ausreichend, um bei Transportvorgängen die erwünschte und geeignete Struktur zu erhalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Zerkleinerung von in Druckfilterpressen erzeugten Filterkuchen auf eine Maximalgröße von etwa 25 bis 30 mm Kantenlänge, derart, daß das bei der Filtration gebildete Kanalsystem erhalten bleibt, beispielsweise durch Stachelwalzen, Schneidmühlen od. ä., erlaubt damit eine Kombination der nassen Aufbereitung der Rohstoffe mit der Verwendung eines eines wärmesparenden Ofens, z. B. Lepolofens.

Dabei beschränkt sich das Verfahren nicht ausschließlich auf Material mit höherem Wassergehalt oder thixotropen Eigenschaften, sondern ist auch für andere Materialien anwendbar. Außerdem beschränkt sich das Verfahren auch nicht allein auf die Anwendung in der Zementindustrie.

Es kommen auch andere Rohmaterialien in Betracht, die auf Grund ihrer physikalischen Eigenschaften der brennstoffsparenden Wärmebehandlung nur durch das hier aufgezeigte kombinierte Verfahren zugänglich sind, z. B. Filterkuchen aus Kalkschlamm, Rotschlamm als Abfall aus der Tonerderzeugung, Erze, Magnesit, Dolomit usw.

Eine beispielsweise Anordnung des kombinierten Verformungs- und Brennverfahrens ist in der Figur dargestellt. In der Presse 7 wird der Schlamm entwässert. Der Kuchen fällt auf das Förderband 8 und gelangt in die Zerkleinerungsvorrichtung 9, in welcher die Umwandlung des Kuchens in Bröckchen erfolgt. Die Formlinge werden mit Hilfe des Förderers 10 in den Beschickungstrichter 11 eines Lepolrostes 12 gebracht. Der Lepolrost 12 dient der Wärmebehandlung der Gutschicht, bestehend aus einer Schüttung der Formlinge. Mit Hilfe der bekannten doppelten Gasführung werden die Rauchgase des Drehrohrofens 13 zweimal durch die sich auf dem Lepolrost 12 befindliche Gutschicht gesaugt.

Statt des Lepolofens, bestehend aus Lepolrost 12 und Drehrohrofen 13 kann auch ein Sinterrost oder eine andere Brenneinrichtung verwendet werden. Hier wird das zu brennende Gut vorzugsweise in einer Schicht auf einer gasdurchlässigen Fördervorrichtung ausgebreitet und wärmebehandelt, sei es durch Flammenbeheizung oder durch Mischfeuerungen, bei denen im zu behandelnden Rohgut Brennstoff in fester Form feinverteilt enthalten ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von wärmebeständigen Formungen für Brennbehandlungen aus einem nach dem Naßverfahren aufbereiteten Rohgut geringer Porosität, das als Kuchen von Filterpressen, insbesondere aus Zementrohschlamm, Kalkschlamm, Rotschlamm und aus Schlamm von Magnesit, Dolomit, Erzen usw. anfällt, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkuchen unter Aufrechterhaltung seiner durch die Filtration hervorgerufenen natürlichen Kapillarität einer Zerbröckelung in einer an sich bekannten Zerkleinerungsvorrichtung, wie z. B. Stachelwalzen u. ä., unterworfen wird, daß er hierbei in kleinstückige Formlinge in der Größenordnung von höchstens 30 mm übergeführt wird, und daß diese Formlinge alsdann einem Wanderrost aufgegeben, auf diesem getrocknet und sonach als thermisch stabiles Rohprodukt abgeworfen werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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   Bundesdnickerei Berlin