DE19825780B4

DE19825780B4 - Process for the production of melt products from cyclone dusts of the cement industry

Info

Publication number: DE19825780B4
Application number: DE1998125780
Authority: DE
Inventors: Marek Dipl.-Ing. Schulz; Bernd Dr. Hamann
Original assignee: MATERIALFORSCHUNGS und PRUEFAN; Materialforschungs- und Pruefanstalt An Der Bauhaus-Universitat Weimar
Current assignee: MATERIALFORSCHUNGS- UND - PRUEFANSTALT AN DER , DE
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1998-06-10
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2018-06-11
Also published as: DE19825780A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Schmelzprodukten ohne hydraulische Eigenschaften, bei dem
– Zyklonstaub der als Abfall bei der Zementproduktion anfällt und einen Alkaligehalt, berechnet als Na₂O-Äquivalent, von größer als 2 M.-% aufweist im Gemisch mit weiteren Stoffen derart angefeuchtet wird, dass unter hydraulischer Abbindung und Festigkeitsentwicklung Granalien oder Pellets gebildet
– und diese in ein Schmelzaggregat eingelegt werden.Process for the preparation of melt products without hydraulic properties, in which
- Cyclone dust which is obtained as waste in the cement production and an alkali content, calculated as Na ₂ O equivalent, of greater than 2 M .-% in admixture with other substances is moistened such that formed under hydraulic setting and strength development granules or pellets
- And these are placed in a melting unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schmelzprodukten ohne hydraulische Eigenschaften.The The invention relates to a process for the production of melt products without hydraulic properties.

Sie beruht auf der Nutzung von Bypassstäuben, (auch Zyklonstäube genannt), welche bei der Zementproduktion abgeschieden werden, für die Herstellung von Glasprodukten. Die Zusammensetzung der Zyklonstäube ermöglicht die Substitution eines Teils der eingesetzten Glasrohstoffe. Auf Grund der speziellen chemischen und hydraulischen Eigenschaften der Zyklonstäube lassen sich weiterhin die hydraulisch aktiven Staubbestandteile als Bindemittel bei der Agglomeration oder Granulierung der Glasgemenge vor dem Schmelzprozess gezielt einsetzen. Da die Dichten der Zyklonstäube > 2,6 g/cm³ und die Blaine-Feinheiten 2000–20000 cm²/g betragen, sind diese Stäube in ihrer granulometrischen Beschaffenheit bereits ideale Rohstoffkomponenten zur Herstellung mehlfeiner Mischsysteme. Eine Vorzerkleinerung, wie für die meisten Primarrohstoffe notwendig, ist nicht erforderlich.It is based on the use of bypass dusts (also called cyclone dusts), which are deposited in cement production, for the production of glass products. The composition of the cyclone dusts allows the substitution of part of the glass raw materials used. Due to the special chemical and hydraulic properties of the cyclone dusts, the hydraulically active dust constituents can be used selectively as a binder in the agglomeration or granulation of the glass batch before the melting process. Since the densities of the cyclone dusts are> 2.6 g / cm ³ and the Blaine finenesses 2000-20000 cm ² / g, these dusts are already in their granulometric nature ideal raw material components for the production of flour-fine mixing systems. Pre-shredding, as required for most primary raw materials, is not required.

Bei der Erzeugung von Zementklinker werden staubförmige Stoffe, die sich nachteilig auf die Emissions- bzw. Immissionssituation auswirken oder die Produkteigenschaften ungünstig beeinflussen, aus dem Herstellungsprozess ausgeschleust. Während die Staubabscheidung in den Abgasfilteranlagen des Zementherstellungsprozesses der Emissionsminderung dient, werden Bypass-Anlagen aus verfahrenstechnischen Gründen betrieben, um beispielsweise die Bildung von Kreisläufen flüchtiger Bestandteile bzw. deren Kondensation in kälteren Anlagenkomponenten zu minimieren. Solche Stäube werden durch speziell hierfür integrierte Teilgasabzüge im Bypassverfahren mittels „Zyklonen" abgeschieden. Diese Zyklonstäube enthalten Alkalieverbindungen (Na₂O-Äquivalente) von über 2,0 M.-%, während für gebräuchliche Zemente beim heutigen Stand der Technik die Na₂O-Äquivalente ≤ 1,0 M.-% betragen.In the production of cement clinker dust-like substances that adversely affect the emission or immission situation or affect the product properties unfavorable discharged from the manufacturing process. While dust removal in the exhaust filter systems of the cement production process serves to reduce emissions, bypass systems are operated for procedural reasons, for example to minimize the formation of volatile components or their condensation in colder plant components. Such dusts are separated by "cyclones" by means of specially integrated partial gas vents in the bypass process.These cyclone dusts contain alkali compounds (Na ₂ O equivalents) of more than 2.0% by mass, while for conventional cements in the current state of the art the Na ₂ O Equivalents ≤ 1.0 M .-%.

Die oxydische Zusammensetzung dieser Stäube liegt im Bereich: SiO₂ 10 bis 50 M.-%, Summe der Erdalkalioxyde 0 bis 70 M.-%, Summe der Alkalioxyde 3 bis 50 M.-%, sowie Summe weiterer Oxyde, z.B. Aluminium- und Eisenoxyd 0 bis 50 M.-%.The oxidic composition of these dusts is in the range: SiO ₂ 10 to 50 M .-%, sum of alkaline earth oxides 0 to 70 M .-%, sum of Alkalioxyde 3 to 50 M .-%, and sum of other oxides, such as aluminum and Iron oxide 0 to 50% by mass.

Bei zementähnlichen Abbindeeigenschaften unterscheiden sich die zu verwendenden Stäube von den üblichen Portlandzementen nach DIN 1164 wesentlich durch die höheren Alkaligehalte. Wesentliche Unterschiede bestehen auch zu den bei der Abgasreinigung anfallenden Stäuben, beispielsweise Zementofen-Elektrofilterstäuben (EGR-Staub), auch Filterstäube genannt. Diese Stäube zeichnen sich insbesondere durch eine deutlich andere chemische Zusammensetzung (siehe Tabelle 1) und fehlende hydraulischen Eigenschaften aus. Eine hydraulische Festigkeitsbildung im Gemisch mit weiteren Stoffen basierend auf dem EGR-Staub ist ausgeschlossen.at cement-like Setting properties differ from the dusts to be used by the usual Portland cements according to DIN 1164 essentially by the higher alkali content. Significant differences also exist in the exhaust gas purification accumulating dusts, For example, cement kiln electrostatic precipitators (EGR dust), also called filter dusts. These dusts are characterized in particular by a distinctly different chemical Composition (see Table 1) and lack of hydraulic properties. A hydraulic strength formation in a mixture with other substances based on the EGR dust is excluded.

In DE 15 96 734 B und DE 12 85 689 B sind Gemenge zur Herstellung von Glas beschrieben, bei dem zum anteiligen oder vollständigem Ersatz von Soda Zementofen-Elektrofilterstaub verwendet wird, eine glastechnische Verwertung ist auf kleinere Mengen begrenzt. Tabelle 1: Beispiele für die Zusammensetzung von Zyklonstäuben sowie einem EGR-Staub (M.-%) Staubart Zyklonstaub Filterstaub Bezeichnung E-41 F-31 A-02 B-04 C-01 D-5 CaO 53,7 57,2 52,9 54,4 49,2 24,2 SiO₂ 16,7 15,7 19,0 15,9 14,1 8,9 Al₂O₃ 4,9 4,9 4,4 3,5 3,8 3,0 Fe₂O₃ 2,3 2,0 1,2 1,5 1,6 1,1 Na₂O 0,2 0,3 0,5 0,3 0,5 1,1 K₂O 2,8 7,7 7,2 6,9 10,2 19,8 MgO 1,8 1,3 0,8 1,2 2,3 0,8 SO₃ 2,4 4,9 4,7 4,4 6,5 15,5 Cl^– 0,3 3,1 5,9 3,4 6,3 3,9 Sonstige* 1,0 0,9 1,4 1,8 1,5 1,7 GV 1000 °C 13,9 2,0 2,0 6,7 4,0 20,0 In DE 15 96 734 B and DE 12 85 689 B are mixtures for the production of glass described in the proportionate or complete replacement of soda cement kiln electric filter dust is used, a glass technology recovery is limited to smaller quantities. Table 1: Examples of the composition of cyclone dusts and an EGR dust (% by mass) of dust cyclone dust filter dust description E-41 F-31 A-02 B-04 C-01 D-5 CaO 53.7 57.2 52.9 54.4 49.2 24.2 SiO ₂ 16.7 15.7 19.0 15.9 14.1 8.9 Al ₂ O ₃ 4.9 4.9 4.4 3.5 3.8 3.0 Fe ₂ O ₃ 2.3 2.0 1.2 1.5 1.6 1.1 Na ₂ O 0.2 0.3 0.5 0.3 0.5 1.1 K ₂ O 2.8 7.7 7.2 6.9 10.2 19.8 MgO 1.8 1.3 0.8 1.2 2.3 0.8 SO ₃ 2.4 4.9 4.7 4.4 6.5 15.5 Cl ^- 0.3 3.1 5.9 3.4 6.3 3.9 other * 1.0 0.9 1.4 1.8 1.5 1.7 GV 1000 ° C 13.9 2.0 2.0 6.7 4.0 20.0

Ein Widereinbringen der Zyklonstäube im Zuge einer anlagenintegrierten Kreislaufführung im Zementwerk kann vielfach nur mit Teilmengen realisiert werden, um Kundenanforderungen, Normkriterien und weitergehende Regelwerke z. B. hinsichtlich des Alkaligehalts im Zement gleichermaßen sicherstellen zu können. In Deutschland bestehen derzeit nur wenige Erfahrungen mit alternativen Nutzungsmöglichkeiten. Demnach können, neben der eingeschränkten, direkten Verwertung innerhalb des Prozesses der Zementherstellung, Stäube durch geeignete Vorbehandlung aufbereitet bzw. gereinigt werden. Eine Alternative ist die landwirtschaftliche Nutzung als Düngemittelersatz, als Tierfutterergänzung oder als Verfüllmaterial. Ebenso können hydraulisch aktive Stäube als Bestandteile in abbindefähigen Tragschichtmaterialien beim Straßenbau oder als Füller im Asphalt eingesetzt werden. Eine weitere Möglichkeit zur Nutzung besteht in der Konditionierung von Abwässern und Stabilisierung von Klärschlämmen. Bekannte Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäß zu verwendenden Stäube sind:

– Wiederverwertung bei der Zementherstellung nach DE 36 21 170 A1
– Einsatz als Verfüllmaterial im Bergbau
– Einsatz als Bindemittel und Vertüllmaterial für Gräben und Arbeitsräume
– Erzeugung einer temporären Betontragfähigkeit nach DE 35 40 894 C1
– Bindemittel nach DE 31 33 503 A1
– hochalkalischer Zementklinker nach DE 14 71 365 A
– Einstellung des Boden-pH-Wertes bei der Rekultivierung
– Einsatz in der Düngemittelproduktion
– Betonierarbeiten mit geringen Festigkeitsanforderungen nach DE 34 12 357 A1
– Zugabe dieser Stäube in Anlagen der Zementproduktion mit rohstoffseitig geringeren Alkalieinträgen.

A Widereinbringen the cyclone dust in the course of a plant-integrated circulation in the cement plant can often be realized only with subsets to meet customer requirements, standard criteria and more extensive regulations such. B. in terms of the alkali content in cement equally. In Germany, there are currently few experiences with alternative uses. Accordingly, in addition to the limited, direct recovery within the process of cement production, dusts can be treated or cleaned by suitable pretreatment. An alternative is the agricultural use as a fertilizer substitute, as animal feed supplement or as backfill material. Likewise, hydraulically active dusts can be used as constituents in settable base course materials in road construction or as fillers in asphalt. Another possibility for use is the conditioning of wastewater and stabilization of sewage sludge. Known applications of the dusts to be used according to the invention are:

- Recycling in cement production after DE 36 21 170 A1
- Use as backfill material in mining
- Use as a binder and filler material for ditches and work spaces
- Generation of a temporary concrete load capacity DE 35 40 894 C1
- Binders after DE 31 33 503 A1
- highly alkaline cement clinker after DE 14 71 365 A
- Adjustment of soil pH during recultivation
- Use in fertilizer production
- Concreting work with low strength requirements DE 34 12 357 A1
- Addition of these dusts in cement production plants with less alkali input on the raw material side.

Einige Untersuchungen zielen auf die Nutzung als Sekundärrohstoff bei der chemischen Gewinnung von Alkalisalzen oder der alkalischen Aktivierung fein gemahlener Hochofenschlacken ab. So ist beispielsweise nach EP 546 000 B1 ein Verfahren zur Herstellung eines Rohstoffbriketts für die Herstellung von Mineralwolle bekannt, bei dem als Bindemittel granulierte Hochofenschlacke verwendet wird. Nachteilig dabei ist, dass die zur Herstellung der beschriebenen Rohstoffbriketts verwendete Hochofenschlacke nur infolge alkalischer Aktivierung erhärten kann.Some investigations are aimed at use as a secondary raw material in the chemical recovery of alkali salts or the alkaline activation of finely ground blast furnace slags. For example, after EP 546 000 B1 a method for producing a raw material briquette for the production of mineral wool is known in which granulated blast furnace slag is used as a binder. The disadvantage here is that the blast furnace slag used to produce the described briquettes can only harden as a result of alkaline activation.

Nach DE 195 05 147 A1 ist ein Verfahren zur Verwertung von Reststoffen aus der Müllverbrennung und von Klarschlämmen bekannt, bei dem feinkörnige Rostschlacken und gegebenenfalls Kessel- oder Filteraschen von Müllverbrennungsanlagen mit weiteren Bestandteilen in einer Saugzugsinterung verarbeitet werden. Dabei ist nachteilig, dass die Reststoffe staubförmig in den Schmelzprozess eingebracht werden.To DE 195 05 147 A1 is a process for the recovery of residues from waste incineration and clear sludge known, are processed in the fine-grained rust slag and possibly boiler or filter ash of waste incineration plants with other components in a Saugzugsinterung. It is disadvantageous that the residues are dust-like introduced into the melting process.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verwendungsmöglichkeit für Stäube anzugeben, die als Abfall bei der Zementproduktion anfallen, so dass eine großtechnische Verwendung ermöglicht und eine aufwendige Beseitigung weitgehend vermieden wird.Of the Invention is based on the object, a possible use indicate for dusts, which occur as waste in cement production, making a large-scale Use allows and a costly elimination is largely avoided.

Erfindungsgemäß gelingt die Lösung der Aufgabe mit einem Verfahren, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.According to the invention succeeds the solution the object with a method which specified in claim 1 Features.

Die Erfindung ermöglicht den Einsatz von alkalischen Stäuben mit hydraulischen Eigenschaften als Rohstoff/Ausgangsstoff, insbesondere als Alkaliträger für die Herstellung von Produkten ohne hydraulische Eigenschaften über thermische Verfahren.The Invention allows the use of alkaline dusts with hydraulic properties as raw material / starting material, in particular as alkali carrier for the Production of products without hydraulic properties via thermal Method.

Mit der erfindungsgemäßen Verwendung gelingt es, den Flussmittelanteil bei der Herstellung von Schmelzprodukten durch den Alkaligehalt der Stäube teilweise oder vollständig abzudecken.With the use according to the invention manages the proportion of flux in the production of melted products due to the alkali content of the dusts partially or completely cover.

Beim Einschmelzen eines Glasgemenges werden in der Regel Alkaliverbindungen zugesetzt, die als Flussmittel eine Schmelzpunkterniedrigung bewirken. Diese Funktion wird durch den erfindungsgemäßen Einsatz der Zyklonstäube übernommen. Die übrigen Bestandteile der Stäube sind kalk- und silicatreiche Verbindungen, die ebenso bei der Zusammenstellung eines Glasgemenges benötigt werden. Grundsätzlich ist dadurch der Ersatz eines Teils bislang handelsüblicher Glasrohstoffe möglich.At the Melting a glass batch are usually alkali compounds added, which cause a melting point lowering as a flux. This function is taken over by the use according to the invention of the cyclone dusts. The remaining Ingredients of dusts are lime- and silicate-rich compounds that are also present in the compilation a glass batch needed become. in principle is thus the replacement of a part so far commercially available Glass raw materials possible.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Stäube können allein oder in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen mit weiteren Stoffen verwendet werden, um die chemische Zusammenset zung des gewünschten Produktes zu realisieren. Dies kann staubförmig oder durch eine dem nachfolgenden Prozess angepasste Formgebung erfolgen.The to be used according to the invention dusts can alone or in different mixing ratios with other substances used to determine the chemical composition of the desired product to realize. This can be dusty or by a shape adapted to the subsequent process respectively.

Stäuben, die bei technischen Prozessen als Nebenprodukt oder Abfall anfallen, haftet der Nachteil an, dass durch den hohen Anteil an feinen Partikeln spezielle Vorkehrungen bei der Lagerung und beim Transport erforderlich sind.Dusts that in technical processes as a by-product or waste, adheres to the disadvantage that due to the high proportion of fine particles Special precautions must be taken during storage and transportation are.

Die erfindungsgemäße Verwendung zeichnet sich deshalb weiter durch den Vorteil aus, dass eine Gesundheitsgefährdung und Umweltbelastung durch Verstaubung reduziert und die thermische Verwertung ermöglicht wird.The use according to the invention is therefore characterized by the advantage that a health hazard and Environmental pollution reduced by dusting and thermal recovery allows becomes.

Beim thermischen Behandeln von staubförmigen Stoffen und Stoffgemischen (z. B. durch Sintern oder Schmelzen) kann die Korngröße nicht beliebig klein sein, da in Abhängigkeit vom Aufbau und Gasdurchsatz der verwendeten Aggregate staubförmige Partikel wieder ausgetragen werden. Stäube müssen deshalb eine definierte Korngröße und Kornform aufweisen, damit sie möglichst vollständig im thermischen Prozess verbleiben. Dieses Ziel wird zweckmäßigerweise erreicht, indem entweder der erfindungsgemäß einzusetzende Staub oder ein Gemisch dieses Staubes mit weiteren Stoffen (z. B. Stäube, die bei technischen Prozessen als Nebenprodukt oder Abfall anfallen wie Aschen aus der Klärschlammverbrennung (Klärschlammaschen), Filterstäube aus Rauchgasreinigungsanlagen, Unterkornanteile aus Mahlprozessen oder Stäube aus technischen Anlagen) soweit angefeuchtet wird, dass eine hydraulische Abbindung und Festigkeitsbildung erfolgt. Dadurch ist es möglich, Formkörper (z. B. Granalien, Pellets oder anderweitig gewünschte Formen) mit an den nachfolgenden Prozess angepasster Abmessung und Geometrie zu erzeugen. Diese nicht mehr staubförmigen Formkörper werden über bekannte Transporteinrichtungen dem thermischen Prozess zugeführt.At the thermal treatment of dusty Substances and mixtures (eg by sintering or melting) can not the grain size be arbitrarily small, because in dependence of the structure and gas flow rate of the aggregates used dust-like particles be discharged again. dusts have to therefore a defined grain size and grain shape have as much as possible Completely remain in the thermal process. This goal is expediently achieved by either the inventively used dust or a mixture of this dust with other substances (eg dusts, the in technical processes as a by-product or waste like ashes from sewage sludge incineration (Sewage sludge ash) Fly ash from flue gas cleaning systems, undersize parts from grinding processes or dusts from technical installations) as far as moistened, that a hydraulic Setting and strength formation takes place. This makes it possible to moldings (z. As granules, pellets or otherwise desired forms) with the following Process adapted dimension and geometry to produce. These are not more dusty moldings be over known transport devices supplied to the thermal process.

Beim derzeitigen Stand der Technik erfolgt die Einbindung, Verfestigung und gegebenenfalls Formgebung von Stäuben überwiegend mit handelsüblichen Zementen. Die bevorzugten Anwendungen der Erfindung liegen daher in der kombinierten Ausnutzung der hydraulischen Eigenschaften und des Alkaligehaltes der Stäube für die Herstellung von Produkten ohne hydraulische Eigenschaften mittels thermischer Herstellungsverfahren. Solche Produkte sind insbesondere:

– Kompakterzeugnisse, z. B. technische Glasprodukte,
– Mineralschaum- und Blähprodukte,
– Glasuren,
– Mineralfasern,
– Stein- und Schlackenwollen,
– Glasfasern sowie weitere silikatische Erzeugnisse und
– Kompositwerkstoffe.

In the current state of the art, the incorporation, solidification and possibly shaping of dusts takes place predominantly with commercial cements. The preferred applications of the invention therefore lie in the combined utilization of the hydraulic properties and the alkali content of the dusts for the production of products without hydraulic properties by means of thermal production processes. Such products are in particular:

- Compact products, eg. Technical glass products,
- mineral foam and inflatable products,
- glazes,
- mineral fibers,
- stone and slag wool,
- Glass fibers and other silicate products and
- Composite materials.

Mit der Erfindung gelingt es, einen bisher als Abfall behandelten Stoff als Rohstoff nutzbringend zu verwerten. Die erfindungsgemäße Verwendung der Stäube zeichnet sich insbesondere durch folgende Vorteile aus:

– Nutzung bisher entsorgter Abfallstäube zur Herstellung verkaufsfähiger Produkte
– die fortschreitende Verwertung der Stäube eröffnet Möglichkeiten zur Qualitätsverbesserung der handelsüblichen Zemente durch verringerte Alkaligehalte
– Verbesserung der Schmelzbarkeit, z. B. für Glas- und Reststoffschmelzen infolge erhöhter Schutt- und Gemengedichte
– verbesserte Biolöslichkeit von daraus hergestellten mineralischen Faserprodukten
– Ermöglichung der thermischer Verwertung durch gezielte Nutzung der hydraulischen Erhärtung zum Binden anderer, nicht selbständig erhärtender Aschen, Stäuben und Faserreste und
– ökologische und ökonomische Nutzeffekte durch Nichtinanspruchnahme von Deponieraum.

With the invention, it is possible to profitably utilize a previously treated as waste material as a raw material. The use of the dusts according to the invention is characterized in particular by the following advantages:

- Use of previously disposed waste dusts to produce salable products
- the progressive utilization of dusts opens up possibilities for improving the quality of trade usual cements due to reduced alkali content
- Improvement of the meltability, z. B. for glass and residue melts due to increased debris and bulk density
Improved biosolubility of mineral fiber products made therefrom
- Enabling of thermal utilization through targeted use of hydraulic hardening for binding other, not self-hardening ashes, dusts and fiber residues and
- Ecological and economic benefits through non-use of landfill space.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The Invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments.

Alkalihaltige Stäube mit hydraulischen Eigenschaften können vorteilhaft angewendet werden zur Herstellung künstlicher Mineralfasern, insbesondere für synthetische Mineralwollefasern und Glaswollefasern sowie zur Herstellung endloser oder quasiendloser Glasfasern, z. B. für die textile Verarbeitung zu Geweben.An alkaline-containing dusts with hydraulic properties can be used to advantage become artificial for making Mineral fibers, in particular for synthetic mineral wool fibers and glass wool fibers and for the production endless or quasiendloser glass fibers, z. B. for textile processing to tissues.

In den nachfolgend angegebenen Ausführungsbeispielen wird ein spezieller Zyklonstaub als alkalischer Staub mit hydraulischen Eigenschaften verwendet, der bei der Zementherstellung als Abfall anfällt. Tabelle 2 enthält dessen chemische Zusammensetzung sowie die Zusammensetzungen weitere Stoffe, die in den Ausführungsbeispielen eingesetzt werden. Tabelle 2: Chemische Zusammensetzung der verwendeten Ausgangsstoffe (M.-%) Zyklonstaub Steinwolleabfälle Koks Sand Soda Borax kalziniert recycelte _Flachglas scherben SiO₂ 14,0 40,0 4,0 99,5 – – 71,5 B₂O₃ – – – – – 69,2 – Al₂O₃ 3,0 15,1 2,3 – – – 1,0 MgO 2,0 9,5 0,2 – – – 4,7 CaO 30,0 17,9 1,0 – – – 10,9 Fe₂O₃ 3,0 7,6 1,5 – – – 0,5 TiO₂ – 1,5 – – 58,2 – – Na₂O 2,0 2,4 – – 30,8 10,7 K₂O 14,0 1,4 – – – 0,5 SO₃ 6,0 0,4 2,5 – – 0,2 Karbonat 23,0 – – – 41,4 – – Chlorid 3,0 – – – 0,4 – – Organik/ Kohlenstoff – 4,5 86,5 – – – – Summe 100,0 100,0 98,0* 99,5 100,0 100,0 100,0

* 2,0 M.- % Feuchtigkeit

In the embodiments given below, a special cyclone dust is used as the alkaline dust with hydraulic properties, which is produced as waste in cement production. Table 2 contains its chemical composition and the compositions of other substances used in the embodiments. Table 2: Chemical composition of the starting materials used (% by mass)

cyclone dust Stone wool waste coke sand soda Borax calcined recycled _{flat glass} shards SiO ₂ 14.0 40.0 4.0 99.5 - - 71.5 B ₂ O ₃ - - - - - 69.2 - Al ₂ O ₃ 3.0 15.1 2.3 - - - 1.0 MgO 2.0 9.5 0.2 - - - 4.7 CaO 30.0 17.9 1.0 - - - 10.9 Fe ₂ O ₃ 3.0 7.6 1.5 - - - 0.5 TiO ₂ - 1.5 - - 58.2 - - Na ₂ O 2.0 2.4 - - 30.8 10.7 K ₂ O 14.0 1.4 - - - 0.5 SO ₃ 6.0 0.4 2.5 - - 0.2 carbonate 23.0 - - - 41.4 - - chloride 3.0 - - - 0.4 - - Organics / carbon - 4.5 86.5 - - - - total 100.0 100.0 98.0 * 99.5 100.0 100.0 100.0

* 2.0% moisture

Im ersten Ausführungsbeispiel erfolgt der Einsatz von alkalischen Zyklonstäuben mit hydraulischen Eigenschaften zur Erzeugung eines kristallisationsfreien Glases.in the first embodiment the use of alkaline cyclone dusts with hydraulic properties takes place for producing a crystallization-free glass.

Erfindungsgemäß wurden der Zyklonstaub und die Glasrohstoffe trocken gemischt. Auf Grund der Feinpulvrigkeit wird der Zyklonstaub vor dem Einlegen in das Schmelzaggregat angefeuchtet und granuliert. Nach dem Abbinden der Granalien steht ein transportstabiles, gut dosierbares und verstaubungsarmes Material zur Verfügung.According to the invention were the cyclone dust and the glass raw materials are mixed dry. On reason the Feinpulvrigkeit is the cyclone dust before insertion into the Melting unit moistened and granulated. After setting the Granules is a transport-stable, well-dosed and dust-free Material available.

Stellt man eine Mischung von Komponenten nach Tab. 2 mit folgenden Anteilen zusammen:

15,0 M.-% Zyklonstaub,
73,0 M.-% recycelte Flachglasscherben und
12,0 M.-% kalziniere Borax

ergibt sich nach dem Schmelzprozess bei 1550 °C ein Glas mit folgender Zusammensetzung (in M.-%): Tabelle 3: Zielzusammensetzung der ausgeführten Schmelze (M.-%)

SiO₂ Al₂O₃ B₂O₃ MgO CaO Fe₂O₃ Na₂O K₂O SO₃ 58,3 1,2 8,0 4,0 13,1 0,7 12,1 2,4 0,2

If a mixture of components according to Table 2 is combined with the following proportions:

15.0% by mass of cyclone dust,
73.0 M .-% recycled flat glass shards and
12.0% by mass calcium borax

results after the melting process at 1550 ° C a glass with the following composition (in M .-%): Table 3: Target composition of the executed melt (M .-%)

SiO ₂ Al ₂ O ₃ B ₂ O ₃ MgO CaO Fe ₂ O ₃ Na ₂ O K ₂ O SO ₃ 58.3 1.2 8.0 4.0 13.1 0.7 12.1 2.4 0.2

Dieses Glas besitzt eine gute Biolöslichkeit und lässt sich zur Herstellung künstlicher Mineralfasern einsetzen. Die Erzeugnisse finden insbesondere Anwendung zur Wärme- und Schalldämmung im Bauwesen.This Glass has good biosolubility and lets to manufacture artificial Use mineral fibers. The products are used in particular for heat and sound insulation in construction.

Durch die hohen Gehalte an K₂O und B₂O₃ steht eine Glasschmelze zur Verfügung, die eine geringe Oberflächenspannung zur umgebenden Luft besitzt. Diese Eigenschaft ermöglicht die vorteilhafte Herstellung von endlosen Glasfasern nach den bekannten Düsenziehverfahren mit definiert einstellbaren Faserdurchmessern zwischen 8 und 15 μm. Darüber hinaus ermöglicht die Zusammensetzung der Schmelze niedrige Ziehtemperaturen von ca. 970 °C, die den Verschleiß an den Ziehdüsen – meist Edelmetallegierungen – erheblich reduzieren.Due to the high contents of K ₂ O and B ₂ O ₃ , a glass melt is available which has a low surface tension to the surrounding air. This property allows the advantageous production of endless glass fibers according to the known nozzle drawing process with defined adjustable fiber diameters between 8 and 15 microns. In addition, the composition of the melt allows low drawing temperatures of about 970 ° C, which significantly reduce the wear on the dies - mostly precious metal alloys.

Das nachfolgend beschriebene zweite Ausführungsbeispiel beinhaltet die Anwendung der alkalihaltigen Stäube mit hydraulischen Eigenschaften zum Recyceln von Abfällen künstlicher oder natürlicher Mineralfasern. Diese Abfälle entstehen z. B. bei der Produktion von Mineralfasern, beim Einbau von Mineralwolleerzeugnissen als Verschnitt, beim Abbruch fasergedämmter Gebäude und bei der Asbestsanierung.The The second embodiment described below includes the Application of alkaline dusts with hydraulic properties for recycling waste more artificial or more natural Mineral fibers. This waste arise z. As in the production of mineral fibers, during installation of mineral wool products as a blend, in the demolition of fiber - insulated buildings and in the asbestos removal.

Erzeugnisse und Abfälle aus der Steinwolleerzeugung sind produktbedingt mit organischen Bindern beschichtet, deren Gehalt zwischen 2 und 10 M.-% liegt. Zum Wiedereinführen der fasrigen und staubförmigen Abfälle in den Produktionsprozess werden sie erfindungsgemäß mit alkalihaltigen Zyklonstäuben mit hydraulischen Eigenschaften gemischt, angefeuchtet und zu Formkörpern verarbeitet. In diesem Ausführungsbeispiel werden außerdem zwei weitere Komponenten (Sand und Borax) zugemischt, um eine Zielzusammensetzung zur Erzeugung von synthetischen Steinwollefasern zu erreichen. Die ausgehärteten Formkörper haben eine gute mechanische und thermische Stabilität, so dass einerseits der Faserstaub sicher eingebunden ist und andererseits stückiges Gut (Formkörper) zur Beschickung von Schachtöfen vorhanden ist. Durch den Einsatz eines Kupolofens als Schachtofen erhält man vorteilhafterweise einen sehr guten Ausbrand der organischen Faserbeschichtung. Das Verfahren ermöglicht außerdem den Einsatz organisch verunreinigter Sande. Die Befeuerung des Ofens erfolgt mit Koks. Zur Beschickung werden Koks und Formkörper im Verhältnis von 20 : 80 Masseanteilen gemeinsam in den Kupolofen gebracht.produce and waste from the rock wool production are due to the product with organic Binder coated whose content is between 2 and 10 M .-%. To reintroduce fibrous and dusty waste in the Production process they are according to the invention with alkaline cyclone dusts with mixed hydraulic properties, moistened and processed into moldings. In this embodiment will be Furthermore two further components (sand and borax) mixed to form a target composition for To achieve production of synthetic rock wool fibers. The cured moldings have a good mechanical and thermal stability, so that on the one hand the fiber dust is securely involved and on the other hand lumpy Good (molding) for Loading of shaft furnaces is available. By using a cupola as a shaft furnace receives you advantageously a very good burnout of the organic Fiber coating. The process also allows the use of organic contaminated sands. The firing of the furnace is done with coke. For loading coke and moldings in the ratio of 20: 80 parts by weight brought together in the cupola.

Die Schmelztemperatur sollte mindestens 1530 °C betragen. Die Schmelze wird über bekannte Verfahren z. B. Schleuder- oder Blasverfahren zerfasert.The Melting temperature should be at least 1530 ° C. The melt is known over Procedure z. B. slinging or blowing process frayed.

Formkörper mit einer Mischung von

37,5 M.-% Zyklonstaub
25,0 M.-% Steinwolleabfällen
25,0 M.-% Sand und
12,5 M.-% kalzinierte Borax

führen mit den anorganischen Bestandteilen der Koksasche zu nachfolgender Schmelzzusammensetzung (in M.-%): Tabelle 4: Zielzusammensetzung für künstliche Mineralfasern (M.-%)

SiO₂ Al₂O₃ B₂O₃ MgO CaO Fe₂O₃ TiO₂ Na₂O K₂O SO₃ 46,5 6,0 9,5 3,6 17,8 3,8 0,4 5,8 6,2 0,4

Shaped body with a mixture of

37.5% by mass cyclone dust
25.0% by mass rockwool waste
25.0 M .-% sand and
12.5% by mass of calcined borax

lead with the inorganic constituents of coke ash to the following melt composition (in% by mass): TABLE 4 Target composition for synthetic mineral fibers (% by mass)

SiO ₂ Al ₂ O ₃ B ₂ O ₃ MgO CaO Fe ₂ O ₃ TiO ₂ Na ₂ O K ₂ O SO ₃ 46.5 6.0 9.5 3.6 17.8 3.8 0.4 5.8 6.2 0.4

Die entstehenden künstlichen Mineralfasern weisen ähnliche Eigenschaften wie Steinwollefasern auf und sind als hitzebeständiges Wärmedämmmaterial einsetzbar.The arising artificial Mineral fibers have similar Properties such as rock wool fibers and are as heat-resistant thermal insulation material used.

Claims

Process for the preparation of melt products without hydraulic properties, in which - Cyclone dust which is obtained as waste in cement production and an alkali content, calculated as Na ₂ O equivalent, of greater than 2 M .-% in admixture with other substances is moistened so that under hydraulic setting and strength development granules or pellets formed - and these are placed in a melting unit.