- [0001]
Verfahren zur Herstellung von druck- und abriebfesten Formlingen aus
Rohtorf Rohtorf, wie beispielsweise Schwarztorf, enthält beim Abstechen im allgemeinen
etwa 85 bis 90 0/0 Wasser, welches größtenteils in dem Torf kolloidal verteilt und
im wesentlichen durch Huminsäuren gebunden ist. Bei Lufttrocknung derartigen Rohtorfes
in Gestalt von Soden sinkt deren Wassergehalt bis auf etwa 30 bis 40 %, und der
Heizwert derartiger nur verhältnismäßig geringe Festigkeit besitzender Torfstücke
beträgt etwa 3500 bis 3800 kcal/kg. Diese Lufttrocknung bedingt außerordentlich
lange Trocknungszeiten und große Trocknungsflächen sowie mehrmaliges Umwenden bzw.
Umsetzen der Soden.
- [0002]
Bei Warmtrocknung, welche mit verhältnismäßig hohen Trockn.ungskosten
verknüpft ist, läßt sich der Wassergehalt des Torfes auf etwa 15 bis 20'% herabdrücken,
und der Heizwert beträgt ungefähr 4200 kcal/ kg, ohne daß jedoch dadurch die sonstigen
Eigenschaften des Torfes, wie insbesondere seine verhältnismäßig schlechten Festigkeitseigenschaften,
verändert bzw. verbessert werden.
- [0003]
Man hat infolgedessen auch schon vorgeschlagen, den aus der Warmtrocknung
des Torfes anfallenden Staub und Grus mit dem zu verarbeitenden Rohtorf zu vermischen,
alsdann zu pressen und anschließend warm zu trocknen und zu brikettieren, wobei
die Erzeugnisse gleichfalls einen Wassergehalt von etwa 15 bis 20 % bei einem Heizwert
von etwa 4200 kcal/kg besitzen, jedoch bessere Festigkeitseigenschaften aufweisen.
Dieses Verfahren ist jedoch sehr umständlich und verhältnismäßig kostspielig und
erfordert bedeutende Mittel für die Errichtung der Anlagen, so daß es keine Verbreitung
in der Technik gefunden hat.
- [0004]
Es ist ferner bereits bekannt, Rohtorf mittels mechanisch erzeugter
Schwingungen zu behandeln, die durch feste, in Schwingungen versetzte Körper hervorgerufen
und von diesen festen schwingenden Körpern auf die Torfmasse während ihres Durchflusses
durch diese Einrichtungen übertragen werden. Bei diesen Einrichtungen sind nun aber
Leistung bzw. Durchsatz sowie insbesondere der Wirkungsgrad der aufgewandten Schwingungsenergie
verhältnismäßig gering, so daß diese Einrichtungen bisher in nennenswertem Umfang
in der Praxis keine Anwendung gefunden haben. Gleiches gilt für einen nicht vorveröffentlichten
Vorschlag, welcher sich darauf richtet, hierbei hochfrequente Schwingungen anzuwenden.
- [0005]
Gemäß einem weiteren bekannten Verfahren soll mit Wasser gemischte
Rohtorfmasse in einer Zentrifugalpumpe so weit aufgeteilt werden, daß ein pumpbarer
flüssiger homogenisierter Brei entsteht, der durch die Pumpe in einer Förderleitung
zu einem Sammelbehälter oder zu einem Trockenfeld weitergedrückt werden soll.
- [0006]
Die Erfindung hat sich nun .die Aufgabe gestellt, druck- und abriebfeste
Formlinge aus Rohtorf unter Behandlung des Torfes in einer Zerkleinerungselemente
enthaltenden, Druckstöße erzeugenden Pumpe und anschließender Formung und Trocknung
herzustellen. Erfindungsgemäß erfolgt dies dadurch, daß der Rohtorf vor seiner Formung
und Trocknung mit seinem natürlichen Feuchtigkeitsgehalt von 85 bis 90% durch eine
an sich bekannte Kreiselpumpe geleitet wird, welche mit einer Vielzahl von sich
laufend öffnenden und schließenden Kammern im Stator und im Rotor versehen ist,
durch die laufend Drosselzonen gebildet werden, wobei der Torf hydrodynamischen
Druckwellen von 10000 bis 200000 Hz ausgesetzt und in einen thixotropen Gelzusband
übergeführt wird.
- [0007]
Die Behandlung des Rohtorfes erfolgt also in solchen Kreiselpumpen,
welche mit einem oder mehreren Vielkammersystemen ausgerüstet sind und Drosselstufen
besitzen, so daß in diesen Pumpen hydrodynamische Druckwellen erzeugt werden. Als
Beispiel für eine derartige Kreiselpumpe sei die in der einschlägigen Technik bekannte
Supratonmaschine genannt. Bei der Behandlung des stichfeuchten Rohtorfes in derartigen
Kreiselpumpen erfolgt eine Fibrillierung der Torffasern, wobei diese geöffnet werden
und das in ihnen absorbierte Wasser frei gemacht wird. Durch die Fibrillierung und
feine Dispergierung der festen Teilchen unter deren völliger Benetzung und innigster
Vermischung miteinander und mit dem frei gemachten Wasser werden infolge der Bindung
des Wassers
an die Oberfläche der festen Teilchen unter Annäherung
sowohl der Grenzflächenspannungen .der festen Teilchen untereinander, als auch zu
der Oberflächenspannung des Wassers, die molekularen Nahkräfteinnerhalb der Mischung
zu derart gesteigerter Wirksämkeit gebracht, daß die Mischung dadurch in einen plastischen
formbaren thixotropen Gelzustand, d. h. in den Zustand eines kolloidartigen, submikroskopischen
Netzwerkes (vergleiche Lexikon der Physik von Franckh) ; übergeführt wird, aus welchem,
unmittelbar oder mittelbar, durch anschließende Trocknung standfeste, gegen -äußere
Beanspruchungen widerstandsfähige Körper entstehen.
- [0008]
Für den Fall, daß die in dem Rohtorf enthaltene Flüssigkeitsmenge
für die Schwingungsbehandlung und für die Überführung der Mischung in den Gelzustand
ausnahmsweise nicht ausreichen sollte, können geringe zusätzliche Flüssigkeitsmengen
zur Durchführung des Verfahrens beigegeben werden. Auch können, sofern es wünschenswert
ist, um den Anteil von Paraffin-Kohlenwasserstoffen des Torfes zu erhöhen, entsprechende
Mengen derartiger Kohlenwasserstoffe oder anderer geeigneter, ähnlich wirkender
Stoffe der zu behandelnden Rohtorfmischung zugegeben werden.
- [0009]
Durch die erfindungsgemäße Schwingungsbehandlung und die dadurch bedingte
feine Dispergierung gelingt es in überraschend einfacher und billig durchzuführender
Weise, aus Rohtorf äußerst widerstandsfähige Formlinge beliebiger gewünschter Gestaltung
und Größe mit geringem Wassergehalt herzustellen, welche auf Grund ihrer überraschend
guten mechanischen Eigenschaften die Anwendungsgebiete des Torfes in den bisherigen
Bereichen verbessern und in weiteren Bereichen erschließen.
- [0010]
So sind diese Formlinge in hervorragender Weise als Brennstoff geeignet,
und zwar auch in solchen Fällen, welche bisher dem Torf und den daraus hergestellten
Torfbriketts wegen ihrer schlechten Festigkeitseigenschaften verschlossen waren.
So können die erfindungsgemäß hergestellten Torfformlinge- ohne Änderung der Feuerungen
in Öfen, Kesseln, Generatoren, Schwelanlagen und ähnlichen Feuerstätten verwendet
werden, die bisher mit stückfesten hochwertigen Brennstoffen betrieben wurden, wobei
sich noch der weitere Vorteil ergibt, daß diese Torfformlinge einen geringen Asche-
und Schwefelgehalt besitzen, so daß hierdurch bedingte Nachteile und Übelstände
vermieden werden und daß beispielsweise in Schwelanlagen durch den geringeren Phenolanteil
sonst entstehende Schäden und Kosten wegfallen.
- [0011]
Dadurch, daß infolge der Schwingungsbehandlung wesentliche Mengen
des kolloidal gebundenen Wasseranteiles des Torfes in oberflächengebundenes Wasser
umgewandelt werden, kann bei der Lufttrocknung der Formlinge auch dieser Wasseranteil
durch Kapillarwirkung entweichen, so daß die luftgetrockneten Formlinge einen Wassergehalt
besitzen, welcher den Wassergehalt der in üblicher Weise getrockneten Soden unterschreätet;
dies macht sich um so mehr bemerkbar, je größer die Abmessungen der Formlinge sind,
d. h. je kleiner und damit ungünstiger das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen
der Formlinge ist. Versuche haben bewiesen, daß sich im allgemeinen bei dem neuen
Verfahren Wassergehalte der Formlinge von nur etwa 25 %, gegebenenfalls sogar von
nur 20 bis 15 % und auch darunter ergeben.
- [0012]
Die hohe Festigkeit der luftgetrockneten Formlinge und ihr günstiges
Verhalten beim Trocknen ermöglicht es, Formlinge der gewünschten Gestaltung und
Größe, z. B. auch als Bauelemente, wie Ziegel, Boden-und Wandplatten, Dachplatten,
Dachziegel, oder auch für andere Verwendungszwecke in einfachster und billiger Weise
herzustellen, wobei j e nach dem Verwendungszweck dem der Schwingungsbehandlung
zu unterziehenden bzw. unterzogenen Torf auch noch weitere geeignete Stoffe, wie
faserige Stoffe, pulverförmige Füllstoffe, wasserabweisende, dichtende oder auch
bindend wirkende Zusätze zugegeben werden können. Auch ist es möglich, in die Formlinge
Bewehrungseinlagen einzubetten.
- [0013]
Ein bedeutsames Anwendungsgebiet des Erfindungsgegenstandes besteht
ferner in der Verwendung der nach dem neuen Verfahren hergestellten Torfformlinge
nach anschließender Verkokung derselben als stück- und abriebfester, entsprechend
poriger und entsprechend schwer verbrennlicher, asche- und schwefelarmer Hüttenkoks
für Hochöfen, Niederschachtöfen, Kupolöfen od. dgl. Man hat zwar früher schon vorgeschlagen,
Hüttenkoks aus verkokten Torfformlingen herzustellen. Infolge der geringen Festigkeitseigenschaften
des bisherigen Torfkokses hat dieser jedoch praktisch keinen Eingang in die Hüttenwerke
finden können, Im Gegensatz hierzu haben die gemäß der Erfindung hergestellten Torfformlinge,
deren Gestalt und Abmessungen den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend gewählt werden
können, nach ihrer Verkokung, in der sie ihre Grundform beibehalten, so gute Eigenschaften,
daß sie den beispielsweise in Schachtöfen an Koks gestellten Beanspruchungen durchaus
genügen und daß sie sich gegebenenfalls auch für andere Verwendungszwecke eignen.
- [0014]
Weiterhin erstreckt sich die Erfindung noch darauf, dem gemäß der
Erfindung durch Schwingungsbehandlung aufbereiteten Rohtorf vor seiner Trocknung
in geeigneten Mischvorrichtungen weitere gegebenenfalls angefeuchtete Stoffe, wie
insbesondere Feinerze, metallurgische Rückstände od. dgl., gegebenenfalls unter
Zugabe von für metallurgische Prozesse erforderlichen Zuschlagstoffen, wie Kalk,.
Dolomit, Alkalien od. dgl., innig zuzumischen und erst daran anschließend als Formlinge,
vorzugsweise Torf - Erz - Formlinge, zu trocknen.
- [0015]
Eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dem aufzubereitenden
und zu entwässernden-ROhtQrf vor seiner Schwingungsbehandlung die oben angegebenen
weiteren Stoffe nebst den etwa für diese Stoffe erforderlichen zusätzlichen Flüssigkeitsmengen
beizugeben, diese Mischung alsdann der erfindungsgemäßen Schwingungsbehandlung zu
unterwerfen und die so behandelte Mischung als Formlinge zu trocknen. .
- [0016]
Bei .diesen Verfahren entstehen durch Lufttrocknung Formlinge, welche
einen Wassergehalt von unter 10 % und sogar unter 5 % aufweisen und die sich infolgedessen
in hervorragender Weise zur metallurgischen Weiterverarbeitung, beispielsweise durch
reduzierendes Glühen und anschließendes Verhütten, öder auch durch unmittelbares
Verhütten eignen.