Verfahren zur Herstellung tonerdehaltiger Rieselklinker für die Weiterverarbeitung
auf Portlandzement neben Tonerde Es ist bekannt, daß das in bekannter Weise durch
Aufschluß von Ton und anderen tonerdehaltigen Rohstoffen mit Kalk und Koks erzeugte
Dicalciumsilikat oder solche enthaltende Klinker »rieseln« können. Dieses Zerrieseln
geschieht durch die Umwandlung in die etwa 10 Volumprozent größere y-Modifikation
des Dicalciumsilikates. Bei Verwendung von Calciumsulfat an Stelle von Calciumcarbonat
als einzige oder überwiegende Kalkkomponente entsteht jedoch unabhängig von etwa
vorhandenen Alkalioxydmengen in den meisten Fällen eine Modifikation, die der Umwandlung
in die y-Form nicht fähig ist, so daß der Rieseleffekt ausbleibt. Andererseits bietet
jedoch die Verwendung von Anhydrit oder Gips den besonderen Vorteil, beim Aufschlußbrand
neben Tonerde gleichzeitig Schwefeldioxyd gewinnen zu können.Process for the production of alumina-containing trickle clinker for further processing
on portland cement in addition to alumina it is known to do this in a known manner
Digestion of clay and other raw materials containing alumina produced with lime and coke
Dicalcium silicate or clinker containing such can »trickle«. This trickle
occurs through the conversion into the y-modification, which is about 10 percent larger by volume
of dicalcium silicate. When using calcium sulfate instead of calcium carbonate
as the only or predominant lime component, however, arises regardless of about
The amount of alkali metal present in most cases is a modification that leads to the conversion
is not capable of the y-shape, so that the trickle effect does not occur. On the other hand, offers
however, the use of anhydrite or plaster of paris has a particular advantage in digestion firing
to be able to extract sulfur dioxide at the same time as alumina.
Es wurde nun gefunden, daß calciumsulfathaltige Rohmehle gegebenenfalls
unter Zusatz von kohlenstoffhaltigen Produkten dann sicher rieseln, wenn neben den
bekannten Bedingungen die Silikatmodule
bei einer Schmelztemperatur von 1500 bis 1680°C und stagnierender Luftatmosphäre
bei einem AI203-Gehalt a) von 25 bis 30 Gewichtsprozent A1203 innerhalb eines Bereiches
von 0,61 bis 0,83, b) von 30 bis 35 Gewichtsprozent AI203 innerhalb eines Bereiches
von 0,39 bis 0,48 und
AIz03-Gehalte in Gewichtsprozent
25 bis 30 30 bis 35 35 bis 40 40 bis 45 Verhalten der Klinker
Silikatmodul
<0,54 <0,32 <0,285 <0,182 nicht zerrieselt
0,54 bis 0,61 0,32 bis 0,39 0,285 bis 0,310 0,182 bis 0,187
teilweise zerrieselt
0,61 bis 0,83 i 0,39 bis 0,48 0,31 bis 0,35 - vollständig
zerrieselt
>0,83 0,48 bis 0,54 0,35 bis 0,41 >0,187 teilweise zerrieselt
- >0,54 >0,41 - nicht zerrieselt
Die angegebenen A1203-Gehalte bewegen sich im günstigsten Bereich des im Rankindiagramm
eingetragenen Gebietes für die Primärkristallisation des Dicalciumsilikates. Wie
ersichtlich, wird bei einem A1203-Gehalt von 40 bis 45 Gewichtsprozent nur noch
eine teilweise Zerrieselung erreicht, während bei noch höheren AI203-Gehalten eine
Zerrieselung überhaupt nicht mehr möglich ist. Demgegenüber c) von 35 bis 40 Gewichtsprozent
A1203 innerhalb eines Bereiches von 0,31 bis 0,35 ausgewählt und die Klinker einer
stetigen langsamen Abkühlung unterworfen werden. Die Abkühlung soll im Gegensatz
zu der bei der Verwendung von Kalk üblichen Temperung stetig im Verlauf von mehreren
Stunden erfolgen.It has now been found that calcium sulphate-containing raw meals, optionally with the addition of carbon-containing products, then reliably trickle if, in addition to the known conditions, the silicate modules at a melting temperature of 1500 to 1680 ° C and a stagnant air atmosphere with an AI203 content a) from 25 to 30 percent by weight of A1203 within a range from 0.61 to 0.83, b) from 30 to 35 percent by weight of AI203 within a range of 0 , 39 to 0.48 and AIz03 contents in percent by weight
25 to 30 30 to 35 35 to 40 40 to 45 Behavior of the clinker
Silicate module
<0.54 <0.32 <0.285 <0.182 not sprinkled
0.54 to 0.61 0.32 to 0.39 0.285 to 0.310 0.182 to 0.187 partially sprinkled
0.61 to 0.83 i 0.39 to 0.48 0.31 to 0.35 - completely sprinkled
> 0.83 0.48 to 0.54 0.35 to 0.41> 0.187 partially sprinkled
->0.54> 0.41 - not trickled
The specified A1203 contents are in the most favorable range of the area entered in the Rankin diagram for the primary crystallization of the dicalcium silicate. As can be seen, with an A1203 content of 40 to 45 percent by weight, only a partial scuffing is achieved, while with even higher Al203 contents, scuffing is no longer possible at all. In contrast, c) from 35 to 40 percent by weight A1203 is selected within a range from 0.31 to 0.35 and the clinker is subjected to a constant slow cooling. In contrast to the usual tempering when using lime, the cooling should take place continuously over the course of several hours.
Das Verhalten der Klinker in Abhängigkeit von ihrem A1203-Gehalt und
den Silikatmodulen ist aus folgender Aufstellung ersichtlich: erhält man zwar bei
A1,03-Gehalten unter 20 Gewichtsprozent noch eine vollständige Zerrieselung, jedoch
ist in diesem Bereich die Primärkristallisationstemperatur des a-Dicalciumsilikates
viel zu hoch.The behavior of the clinker as a function of its A1203 content and
the silicate modules can be seen from the following list: is obtained from
A1,03 contents below 20 percent by weight still show complete disintegration, however
is the primary crystallization temperature of the a-dicalcium silicate in this area
way to high.
Weiterhin wird eine y-Dicalciumsilikatbildung in calciumsulfathaltigen
Rohmehlen und damit verbundene Rieselung der entsprechenden Klinker begünstigt,
wenn durch Anwesenheit oxydischer Zusätze,
wie z. B. Fe2O3, Co203,
die Hauptmenge des CaS0, im Temperaturbereich von etwa 900 bis 1100°C vor Eintritt
der Sinterung bzw. Schmelze zersetzt und das dabei entstehende S02 durch stetigen
Abzug der Gase quantitativ entfernt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet
sich für die Gewinnung von Tonerde neben Zement, wobei sowohl in Schachtöfen, Hochöfen
als auch in Elektrodenschmelzöfen in den verschiedenen Formen gearbeitet werden
kann: Der in den genannten Öfen erbrannte Klinker wird nach eventueller Separierung
auf Tonerde in bekannter Weise gelaugt. Der Laugungsrückstand wird so verschnitten,
daß nach dem Zweitbrand ein normaler Portlandzement entsteht. Durch entsprechende
Auswahl der oben angeführten Bedingungen wird auch bei Anwesenheit von CaS04 eine
sonst erforderliche Mahlarbeit vor der Laugung erspart. Beispiel 1 134;8 Gewichtsteile
Anhydrit, 86,7 Gewichtsteile Brandiser Ton und 14,5 Gewichtsteile Normsand werden
fein vermahlen. Danach wird das Rohmehl gepreßt oder brikettiert. In einem Schacht-
oder Elektroden-Schmelzofen wird diese Rohmischung bis zur Schmelze und weiter bis
etwa 1650°C -erhitzt. Nach langsamer Abkühlung bis auf Raumtemperatur liegt ein
zerrieselter Klinker vor, dessen Analyse folgende Werte ergibt:
Ca0 .................. 53,65 Gewichtsprozent
Si02 .................. 14,34 Gewichtsprozent
A1203 ................. 32,68 Gewichtsprozent
100;67 Gewichtsprozent
Der Silikatmodul beträgt dementsprechend 0,4388: Beispiel 2 200 Gewichtsteile Anhydrit,
60 Gewichtsteile Wiesaer Kaolin, 100 Gewichtsteile Aluminiumsulfat und 9 Gewichtsteile
Koks werden fein vermahlen. Das Rohmehl wird anschließend brikettiert oder granuliert.
In einem Schacht- oder Elektrodenschmelz-oder Drehrohrofen wird diese Rohmischung
bis etwa 1500°C so erhitzt, daß der weitaus größte Teil des Calciumsulfates zwischen
900 und 1000°C zersetzt wird und das entstehende SO, und SO, laufend
durch einen erwärmten Luftstrom abgesaugt werden: Die Endtemperatur (etwa 1500°C)
wird 1 bis 2 Stunden beibehalten. Nach langsamer Abkühlung liegt ein zerrieselter
Klinker vor, dessen Analyse folgende Werte angibt:
CaO ... . .............. 53;12 Gewichtsprozent
SiO, .................. 20,02 Gewichtsprozent
A1203 ................. 25,23 Gewichtsprozent
Fe,O.................. Spuren
98,37 Gewichtsprozent
Der Silikatmodul beträgt dementsprechend 0,79.
Furthermore, γ-dicalcium silicate formation in raw meals containing calcium sulfate and the associated trickling of the corresponding clinker is promoted if the presence of oxidic additives such as. B. Fe2O3, Co203, the main amount of CaS0, is decomposed in the temperature range from about 900 to 1100 ° C before sintering or melt occurs and the resulting S02 is removed quantitatively by the constant removal of the gases. The process according to the invention is suitable for the extraction of alumina in addition to cement, and it is possible to work in various forms in shaft furnaces, blast furnaces as well as in electrode melting furnaces: The clinker burned in the above-mentioned ovens is leached in a known manner after possible separation on alumina. The leaching residue is cut so that normal Portland cement is produced after the second fire. Appropriate selection of the conditions listed above saves the grinding work that would otherwise be required before leaching, even if CaS04 is present. Example 1 134: 8 parts by weight of anhydrite, 86.7 parts by weight of Brandiser clay and 14.5 parts by weight of standard sand are finely ground. Then the raw meal is pressed or briquetted. This raw mixture is heated in a shaft or electrode melting furnace until it melts and then up to around 1650 ° C. After slowly cooling down to room temperature, the clinker is scattered, the analysis of which gives the following values: Ca0 .................. 53.65 percent by weight
Si02 .................. 14.34 percent by weight
A1203 ................. 32.68 percent by weight
100; 67 percent by weight
The silicate module is accordingly 0.4388: Example 2 200 parts by weight of anhydrite, 60 parts by weight of Wiesaer kaolin, 100 parts by weight of aluminum sulfate and 9 parts by weight of coke are finely ground. The raw meal is then briquetted or granulated. This raw mixture is heated up to about 1500 ° C. in a shaft furnace, electrode melting furnace or rotary tube furnace so that the vast majority of the calcium sulfate is decomposed between 900 and 1000 ° C. and the SO and SO are continuously sucked off by a heated air stream : The final temperature (about 1500 ° C) is maintained for 1 to 2 hours. After a slow cooling down, the clinker is cracked, the analysis of which shows the following values: CaO .... .............. 53; 12 percent by weight
SiO, .................. 20.02 percent by weight
A1203 ................. 25.23 percent by weight
Fe, O .................. traces
98.37 percent by weight
The silicate module is accordingly 0.79.