DE2058576A1 - Verfahren zur Herstellung von Steinkoerpern fuer Strassenbelagzwecke - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Steinkoerpern fuer StrassenbelagzweckeInfo
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Description
Albright & Wilson Limited, Oldbury bei Birmingham, Warwickshire, Großbritannien
Verfahren zur Herstellung von Steinkörpern für Straßenbelagzwecke
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Steinkörper für Straßenbelagzwecke. Man hat bereits verschiedene
mineralische Aggregate zum Aufbau von Straßendecken verwendet oder ihre Verwendung vorgeschlagen, und zwar
für gewöhnlich zusammen mit Bitumen oder Zement. Bin Nachteil der bisher vorgeschlagenen Materialien besteht
darin, daß sie dazu neigen, nach verhältnismäßig kurzer Zeit sich bis zum Glattwerden abzuschleifen, und
sie ergeben dann eine blankgeschliffene Oberfläche, die für die Reifen der darüberfahrenden Fahrzeuge nur wenig
griffig ist. Andere Materialien weisen den Nachteil auf, daß sie äußerst porös sind, was wiederum eine geringe
Druckfestigkeit zur Folge hat.
Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Steinkörpern für Straßenbelagzwecke, die eine hohe Beständigkeit
gegen das Blankgeschliffenwerden (das als
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"Stein-Polier-Zahl" (polished stone value) oder P.S.V.
gemessen werden kann) aufweisen, und von Massen entwickelt, in denen ein hoher P.S.V. mit einer hohen
Druckfestigkeit kombiniert ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Steinkörpern für Straßenbelagzwecke,
welches darin besteht, daß man einen "Rotschlamm" oder ein pulverförmiges, kieselsäurehaltiges, feuerfestes, industrielles
Nebenprodukt in Abwesenheit von festen Brennstoffen auf eine Sintertemperatur von über 10000C, jedoch
unterhalb des Schmelzpunktes zumindest der überwiegenden Menge der Pulverbestandteile erhitzt, erforderlichenfalls
den Sinter zerkleinert, um ein Sinterprodukt in Form von Granalien zu erhalten. Der in dieser Erfindungsbeschreibung
verwendete Ausdruck "Rotschlamm" soll den Rückstand bezeichnen, der bei der alkalischen Extraktion
von Bauxit zwecks Gewinnung von Aluminium anfällt. Ein typischer "Rotschlamm" weist die folgende
Zusammensetzung auf: Al2O, 16 %, Fe2O^ 53 %, TiO2 8%,
SiO0 6 %, Na0O 3 % und CaO 3 %.
Das kieselsäurehaltige.» feuerfeste industrielle Nebenprodukt kann aus einem gemahlenen Naturstein, z.B. Steinbruch-
oder anderem Gesteins-Abrieb, aus gepulverter Schlacke, wie Hochofenschlacke, Kupferschlacke, Phosphorofenschlacke
oder Kupolofenschlacke, aus Feinstsand oder anderem Schwemmsand, wie er beim Naßbaggern
erhalten wird, oder gepulverter Brezinstoffasche, wie sie als Nebenprodukt bei mit Steinkohle beheizten Kraftwerken
anfällt, bestehen. Der in dieser Erfindungsbeschreibung gebrauchte Ausdruck "kieselsäurehaltig" soll
sich auf ein Nebenprodukt beziehen, das mindestens 30 %
SiO2 enthält.
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Der "Rotschlamm" oder das pulverförmiger kieselsäurehaltige,
feuerfeste Material soll zweckmäßig eine Teilchengröße
von weniger als 1 mm, vorzugsweise eine Teilchengröße entsprechend einer Maschensiebfeinheit von weniger
als 50 Maschen, z.B. eine solche von 400 bis 50 Maschen,
bezogen auf Siebe der British Standard-Siebreihe, aufweisen. Das Produkt soll vorzugsweise gesichtet werden
(und zwar nach dem Zerkleinern, sofern ein solches erforderlich ist), um Granalien von einer Teilchengröße
von 3,175 mm bis 25,4 mm (1/8" - 1"), z.B. von 12,7 mm
(1/2"), zu erhalten.
Das pulverförmige Material kann vorteilhaft aus einem
Gemisch von 2 oder mehr kieselsäurehaltigen Nebenprodukten
bestehen. So können z.B. Gemische von Schlacke und Brennstoffasche, "Rotschlamm" und Brennstoffasche
oder Sxeinbruchabrieb und Feinstsand verwendet werden.
Es ist femer möglich, andere partikelförmige Materialien,
wie gemahlenen Bauxit, oder Spinelle, wie "Chromrückstand", zuzusetzen, wie es in der schwebenden britischen Patentanmeldung
Nr. 58319/69 der Erfinder des vorliegenden Verfahrens
offenbart ist.
Um das Sintern zu erleichtern, kann das Gemisch ein Fluß- m
mittel, wie Calciumfluorid oder Natronglas, enthalten.
Allerdings sind viele industrielle Nebenprodukte dank der Anwesenheit von Verunreinigungen zugleich selbst
Flußmittel, und die meisten sind auch ohne Zusatz eines Flußmittels ziemlich leicht sinterfähig.
Der Ausdruck "Sintern" soll hier die Aggregation von
Partikeln beim Erhitzen auf eine Temperatur unterhalb
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ihres Schmelzpunktes bezeichnen, wobei jedes Partikelchen rein physikalisch mit denjenigen Partikeln verbunden
ist, mit denen es in Berührung steht, und es büßt seine separate Eigenständigkeit ein, wobei zumindest
die Hauptmenge des Materials im festen Zustand verbleibt,
Der "Rotschlamm" oder das pulverförmige, kieselsäurehaltige,
feuerfeste Material wird dann im wesentlichen in Abwesenheit eines Brennstoffmaterials kalziniert.
Unter dem Ausdruck "im wesentlichen in Abwesenheit eines Brennstoffmaterials" soll hier der Umstand verstanden
werden, daß die Menge des kohlenstoffhaltigen oder andersartigen Brennstoffmaterials nicht ausreicht, um die
Verbrennung des Gemisches von selbst zu unterhalten. Wie gefunden wurde, verursacht das Vorhandensein des
Brennstoffmaterials in dem kalzinierten Gemisch die Entwicklung von Gasen, wodurch ein unerwünscht poröses
Produkt von geringer Druckfestigkeit entsteht. Es ist daher empfehlenswerter, auf Erhitzungsquellen, die
außerhalb des Gemisches liegen, zurückzugreifen, um das Sintern ordnungsgemäß zu bewirken. Auf diese Weise wird
ein Produkt von höherer Druckfestigkeit und gutem P.S.V.
erhalten.
Der "Rotschlamm" oder das pulverförmige, kieselsäurehaltige Nebenprodukt kann direkt erhitzt werden, z.B. durch
Bildung eines Bettes auf einem bewegten Rost. Eu isL jedoch
empfehlenswerter, das Nebenprodukt zunächst anzuschlämmen oder mit Wasser anzufeuchten.
Die mit dem Pulver zu vermischende Wassermenge kann ausreichen, um eine pumpfähige Anschlämmung zu bilden,
oder es kann gerade ausreichen, um das Pulver feucht
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zu machen und eine steife Paste oder ein plastisches Material zu ergeben. Einige Nebenprodukte, wie z.B.
Schwemmsand, können gelegentlich in ausreichend feuchtem Zustand gewonnen werden, so daß in diesem Fall ein
weiterer Wasserzusatz unnötig ist,
Die Anschlämmung kann direkt kalziniert werden, z.B. in einem Drehrohrofen. Abweichend hiervon kann das angefeuchtete Pulver durch Extrudieren, Druckverdichtung
oder Naßgranulierung vor dem Kalzinieren zunächst zu
Pellets verformt werden. Die Pellets werden zweckmäßig in Gegenwart eines Binders, wie Natronwasserglas, geformt,
und sie können im Zuge einer vorbereitenden Kalziniex'-urig
vor dem Sintern getrocknet werden. Eine weitere Arbeitsmethode zur Durchführung des Sinterns besteht
darin, das angefeuchtete Pulver durch Formen in einer Preßform zu ziegelsteinartigen Formkörpern zu verformen
und die Ziegel dann zu brennen, z.B. in einem Tunnelofen.
Wird die Masse zu Ziegeln verformt, so ist es empfehlenswert,
hierzu eine Form zu verwenden, die eine aufgerauhte Innenfläche aufweist. Vielter ist empfehlenswert, die Ziegel
in Formen zu bilden, die ein System von Einkerbungen oder ähnlichen Einschnürungen einprägen, wodurch jeder
Ziegel in eine Vielzahl von tablettenartigen Formkörpern unterteilt wird, die durch verhältnismäßig enge Materialzapfen
miteinander in Verbindung stehen, so daß das Zerbrechen der Ziegel zu zweckentsprechend dimensionierten
Stücken beim späteren Zerkleinern erleichtert wird.
Jede der drei als vorzugsweise geeignet angeführten Sintermethoden,
z.B. das Erhitzen einer Ansohlämmung in einem
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BAD
Drehrohrofen, das Pelletisieren der Charge vor dem Sintern
und das Verformen zu Ziegeln, besitzt ihre besonderen Vorzüge. Das Anschlämmen ist ein besonders wohlfeiler
und bequemer Weg zur Gewinnung des Sinters, läßt allerdings keine genaue Regelung der Größe der
Produktgranalien zu. Das Pelletisieren erlaubt eine bessere Einstellung der Größe der Granalien. Die Bildung
der Ziegel ist zwar die aufwendigste Methode, schafft aber die beste Möglichkeit zur Einstellung der'
Granaliengröße und macht es zugleich möglich, durch Anwendung einer geeigneten Form die Granalien mit einer
aufgerauhten Oberfläche auszustatten.
Die pulverförmigen Materialien, die Anschlämmung, die
Pellets oder die Ziegel werden durch Anwendung von äußerer Wärme kalziniert, d.h. sie werden den heißen
Gasen bei den Temperaturen so lange Zeiten ausgesetzt, wie sie ausreichen, um ein Sintern dieser Materialien
in direkt oder indirekt beheizten Öfen zu bewerkstelligen.
Wie weiter gefunden wurde, kann ein technisch besonders zufriedenstellender Steinkörper für Straßenbelagzwecke
dadurch erhalten werden, daß man eine pelletisierte gemahlene Schlacke sintert, vor allem auch dadurch, daß
man Pellets aus gemahlener Schlacke in Mischung mit einem verhältnismäßig harten partikelförmigen, feuerfesten Material
sintert.
Nach einer weiteren Ausgestaltung betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Steinkörpern
für Straßenbelagzwecke, welches darin besteht, daß man eine pulverförmige Schlacke pelletisiert und die
Pellets dann sintert.
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Der in dieser Erfindungsbeschreibung benutzte Ausdruck "Schlacke" soll ein kalk- oder kieseisäurehaltiges Material
bezeichnen, das als geschmolzenes Nebenprodukt bei metallurgischen Prozessen oder beim Erhitzen von
Erzen anfällt. Hierzu gehört Hochofenschlacke, Phosphorofenschlacke, Kupolofenschlacke und Kupferschlacke.
Unter diesem Ausdruck sind auch zerfallende Schlacken (falling slags) z"u verstehen, wenngleich diese weniger
gut geeignet sind. Die bevorzugte Schlacke ist die Phosphorofenschlacke.
Gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Schlacke zunächst so fein gemahlen, daß sie
Fall pelletisiert werden kann. Im typischenAwird die Schlacke
bis zu einer Teilchengröße von weniger als 1 mm, vorzugsweise auf eine Feinheit von weniger als 50 Maschen,
bezogen auf die Siebe der British Standard-Siebreihe,
zerkleinert. Die zerkleinerte Schlacke kann dann nach verschiedenen bekannten Arbeitsmethoden pelletisiert
werden. Vorzugsweise wird das Pulver mit Wasser zunächst in eine Paste übergeführt und die Paste granuliert oder
extrudiert und getrocknet, um Pellets zu bilden. Es können auch Binder für die Pellets mitverwendet werden, z.B.
Natriumsilikat. Im typischen% Fall weisen die Pellets
Durchmesser von 3,175 mm bis 25,4 mm (1/8" - l"), z.B.
von ltj,7 mm (l/2H), auf.
Die Pellets können gegebenenfalls einen Zusatz eines
Flußmittels, wie CaFp, enthalten, doch ist dieser in der Regel nicht erforderlich, da die Schlacken im allgemeinen
zugleich selbst Flußmittel darstellen.
Es ist möglich, den Pellets einen kohlenstoffhaltigen Brennstoff einzuverleiben, der durch seine Verbrennung
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das Sintern unterstützt, doch ist es empfehlenswerter, derartige Zuschläge zu unterlassen und sich bezüglich
des Sinterns auf die Hitze des Ofens zu verlassen.
Die Pellets werden z.B. in einem Drehrohrofen bei einer Temperatur kalziniert, die ausreicht, um einen harten Sinter
zu erzeugen. Typische Temperaturen, die Anwendung finden, liegen zwischen 1000 und 1^00 C, vorzugsweise zwischen
1100 und 13000C, z.B. bei 12000C.
Wie gefunden wurde, ist es bei einigen Schlacken möglich,
den Steinkörper für Straßenbelagzwecke in jeweils gewünschten Farbtönungen dadurch herzustellen, daß man die Erhitzungsbedingungen
entsprechend einstellt. So kann z.B. Phosphorofenschlacke einen Stein liefern, der gelb bis
dunkelbraun sein kann, wobei die dunkleren Farbtöne durch längeres Brennen oder höhere Temperaturen erzielt werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung betrifft also eine gesinterte, pelletisierte Schlacke,
in deren Pellets ein verhältnismäßig hartes, partikelförmiges,
feuerfestes Material eingearbeitet ist.
Das partikelförmige feuerfeste Material kann aus irgendeiner
Substanz bestehen, die härter als die gesinterte Schlacke ist und die bei Sintertemperaturen nicht völlig
schmilzt. Vorzugsweise wählt man als Material ein solches, das eine begrenzte Reaktion mit der Schlacke bei der Kalzinierung
eingeht, so daß die harten Partikel chemisch in das weichere Grundgefüge der Schlacke gebunden werden. Zu
den typischen Vertretern des partikelförmigen feuerfesten Materials gehören Sand, kalzinierter Bauxit, zerkleinerte
feuerfeste Backsteine und der bei der chemischen Extraktion
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des Chroms aus Chromerz anfallende Rückstand. Das an letzter Stelle angeführte Material ist mit besonderem
Vorteil verwendbar.
Die harten, feuerfesten Partikel sollen eine Teilchengröße
aif weisen, die für die Pelletisierung zusammen mit der gepulverten
Schlacke geeignet ist. Die Partikel können kleiner als 1 mm sein, sie weisen vorzugsweise eine Maschensiebfeinheit
in der Größenordnung von 400 bis 50 Maschen,
z.B. eine solche von 300 bis 100 Maschen, jeweils bezogen
auf die Siebe der British Standard-Siebreihe, auf.
Die harten, feuerfesten Partikel werden mit der pulverförmigen
Schlacke vorzugsweise in einem Mengenverhältnis von 40 bis 90 Gewichtsprozent, besser noch von 6o
bis 8o Gewichtsprozent, z.B. von 75 Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf das Gemisch, vermischt.
Die harten, feuerfesten Partikel können mit der pulverförmigen Schlacke vor der Pelletisierung vermischt werden.
Das Produkt kann im wesentlichen in der gleichen Weise, wie es weiter oben mit Bezug auf die Schlacke allein beschrieben
wurde, pelletisiert, kalziniert und angewendet werden.
Es wurde gefunden, daß die Struktur des bevorzugten Gegenstandes
der Erfindung,die aus harten Partikeln besteht, die In eine weichere Grundmasse eingebettet sind, besonders gut
für Straßenbelagzwecke geeignet ist, da es eine geringere Neigung , bei der Benutzung glattgeschliffen zu werden, zeigt
als bekannte Steinkörper.
Das Produkt einer jeden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
kann zerkleinert und gesichtet und dann als Belag-
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BAD
material für Straßen verwendet werden. Vorzugsweise werden die Steinkörper mit Bitumen, Zement oder einem
Harzbinder· vermischt, um eine kompakte Straßendecke zu bilden.
Die Erfindung soll durch die folgenden Beispiele näher erläutert werden.
Ein Gemisch aus 25 $ Phosphorofenschlacke, Maschensiebfeinheit
-170 Maschen, und 75 % Kupferschlaeke, Maschensiebfeinheit -52 +100 Maschen, wurde pellefcisiert und
2 Stunden bei 1040 bis 1080°C gebrannt. Das Produkt wies einen P.S.V. von 74 auf.
"Rotschlamm" wurde pelletisiert und 1 Stunde bei 12500C
gebrannt. Das Produkt wies einen P.S.V. von 62 auf.
Kupferschlacke, Maschensiebfeinheit -100 Maschen, wurde pelletisiert und 1 Stunde bei 1175
dukt wies einen P.S.V. von 78 auf.
pelletisiert und 1 Stunde bei 1175°C gebrannt. Das Pro
Ein Gemisch aus 25 % Phosphorofenschlacke, Maschensiebfeinheit
-I70 Maschen, und 75 % Kupferschlacke, Maschensiebfeinheit
-100 Maschen, wurde 2 Stunden bei 10500C gebrannt.
Das Produkt wies einen P.S.V. von 68 und eine Aggregat-Abrieb-Zahl von 3,4 auf.
10 9.8,2 A7 17 AS ;;
Phosphorofenschlacke wurde bis auf einen Feinheitsgrad
von -100 Maschen zerkleinert, mit Wasser zu einer Paste angerührt und zu 12,7 mm (1/2")-Granalien verformt. Die
Pellets wurden bei 1150°C kalziniert. Das Produkt wies
einen P.S.V. von 66 auf. Eine nicht gesinterte und zu
12,7 mm (1/2")-Granalien zerkleinerte Schlacke wies
vergleichsweise einen P.S.V. von 45 auf.
"Chromrückstand", Maschensiebfeinheit -200 Maschen, wurde mit 1/5 seines Gewichtes Phosphorofenschlacke,
die bis zu einer Feinheit von 100 Maschen zerkleinert
worden war, vermischt. Das Gemisch wurde zu 12,7 mm (1/2")-Pellets verformt und bei 1200 bis 125O°C gebrannt.
Das Produkt wies einen P.S.V. von Qf auf.
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Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von Steinkörpern für
Straßenbelagzwecke durch Erhitzen eines pulverförmigen
Mineralstoffes auf eine Sintertemperatur, die oberhalb 1OOO°C und unterhalb des Schmelzpunktes
zumindest der überwiegenden Mehrheit der Pulverbestandteile liegt, und erforderlichenfalls
Zerkleinern des Sinters zwecks Bildung eines granulierten Sinterproduktes, dadurch gekennzeichnet,
daß das pulverförmige Material aus "Rotschlamm" oder einem kieselsäurehaltigen,
feuerfesten industriellen Nebenprodukt besteht, das im wesentlichen frei von festen Brennstoffen ist.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver aus Bruchstein- oder Natursteinstaub,
pulverisierter Schlacke, wie Phosphorofenschlacke, Feinstsand oder durch Naßbaggern gewonnenem Schwemmsand
oder gepulverter Brennstoffasche besteht.
3- Verfahren zur Herstellung von Steinkörpern für Straßenbelagzwecke
durch Erhitzen eines pulverförmiger! Mineralstoffes auf eine oberhalb 1000°C, jedoch unterhalb
des Schmelzpunktes zumindest der überwiegenden Mehrheit der Pulverbestandteile liegende Sintertemperatur
zwecks Bildung eines granulierten Sintei'produktes,
dadurch gekennzeichnet,
daß das pulverförmige Material aus einer Schlacke, wie
Phosphorofenschlacke, besteht, die mit Wasser angeschlämmt und vor dem Sintern zu Pellets verformt wird.
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Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver außerdem
Partikel eines härteren, feuerfesten Mineralstoffes,
wie Chrornrückstand, kalziniertem Bauxit, zermahlenen
feuerfesten Backsteinen oder Quarzsand, enthält.
109824/1746
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB5832169 | 1969-11-28 | ||
| GB1879770 | 1970-04-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2058576A1 true DE2058576A1 (de) | 1971-06-09 |
Family
ID=26253612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19702058576 Pending DE2058576A1 (de) | 1969-11-28 | 1970-11-27 | Verfahren zur Herstellung von Steinkoerpern fuer Strassenbelagzwecke |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE759521A (de) |
| DE (1) | DE2058576A1 (de) |
| FR (1) | FR2075878A1 (de) |
| NL (1) | NL7017296A (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2610012A1 (de) * | 1975-03-17 | 1976-09-30 | Chemokomplex Vegyipari Gep Es | Verfahren zur herstellung von keramischen produkten unter verwertung von rotschlamm der tonerdeerzeugung |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2133000B (en) * | 1983-01-04 | 1986-06-04 | Zueblin Ag | Mixture for the production of light-weight aggregates for building materials |
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- BE BE759521D patent/BE759521A/xx unknown
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- 1970-11-27 DE DE19702058576 patent/DE2058576A1/de active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2610012A1 (de) * | 1975-03-17 | 1976-09-30 | Chemokomplex Vegyipari Gep Es | Verfahren zur herstellung von keramischen produkten unter verwertung von rotschlamm der tonerdeerzeugung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BE759521A (fr) | 1971-04-30 |
| FR2075878A1 (en) | 1971-10-15 |
| NL7017296A (de) | 1971-06-02 |
| FR2075878B1 (de) | 1973-02-02 |
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