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Dokumentenidentifikation DE3926195A1 14.02.1991
Titel Verfahren zur Beseitigung von Hüttensand, welcher nur geringe oder keine hydraulischen Eigenschaften aufweist
Anmelder Hannack, Karlheinz, Dr., 4720 Beckum, DE
Erfinder Hannack, Karlheinz, Dr., 4720 Beckum, DE
Vertreter Schulze Horn, S., Dipl.-Ing. M.Sc., Pat.-Anw., 4400 Münster
DE-Anmeldedatum 08.08.1989
DE-Aktenzeichen 3926195
Offenlegungstag 14.02.1991
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.02.1991
IPC-Hauptklasse C21B 3/04
IPC-Nebenklasse C04B 5/00   C04B 7/153   C04B 18/14   A62D 3/00   B09B 3/00   
Zusammenfassung Verfahren zur Beseitigung von Hüttensand, welches nur geringe oder keine hydraulischen Eigenschaften aufweist.
Hüttensand der genannten Art liegt in Form von Altbeständen in großen Mengen auf Deponien vor, da dieser Sand bisher kaum mehr wirtschaftlich sinnvoll verwendbar ist.
Zur Ermöglichung einer wirtschaftlichen Weiterverwendung wird vorgeschlagen, daß derartiger Hüttensand und Kalkstein getrocknet und vermahlen werden und dann einem Brenn- und Sinterprozeß unterzogen werden, wobei das Mischungsverhältnis so eingestellt wird, daß das Endprodukt einen CaO-Gehalt zwischen 63 und 68%, vorzugsweise zwischen 65 und 67%, aufweist.
Das mit diesem Verfahren herstellbare Produkt ist als Portlandzementklinker für die Zementherstellung verwendbar. Hierdurch wird eine sinnvolle und auch wirtschaftliche Weiterverarbeitung des ursprünglichen Abfallstoffes ermöglicht.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung von Hüttensand, welcher nur geringe oder keine hydraulischen Eigenschaften aufweist, insbesondere aus Hüttensandbeständen längerer Deponierungsdauer.

Beim Erschmelzen von Roheisen aus Eisenerz entsteht als Nebenprodukt Hochofenschlacke in großen Mengen. Eine Teilmenge dieser Hochofenschlacke wird in Form von Hüttensand als Betonzuschlagstoff sowie für die Erzeugung von Eisenportlandzement und Hochofenzement verwendet. Hierfür ist jedoch Voraussetzung, daß der Hüttensand latente hydraulische Eigenschaften aufweist. Diese hydraulischen Eigenschaften liegen nur bei frischem, durch rasche Abkühlung der Schlacke, z. B. durch Abschrecken mit Wasser, erzeugtem Hüttensand vor. Dieser frische Hüttensand wird zur Herstellung von Eisenportlandzement in einem Anteil von 35 bis 6% mit 65 bis 94% Portlandzementklinker und zur Herstellung von Hochofenzement in einem Anteil von 80 bis 36% mit 20 bis 64% Portlandzementklinker vermahlen. Da von der Zementindustrie nur Teilmengen des in der Eisenindustrie entstehenden Hüttensandes weiterverwendet werden können, haben sich im Laufe von Jahrzehnten große Deponiebestände von Hüttensand in der Größenordnung von mehreren Millionen Tonnen mit entsprechend langer Deponierungsdauer gebildet. Dieser deponierte Hüttensand weist nur noch geringe oder gar keine hydraulischen Eigenschaften mehr auf, was insbesondere auf unter Feuchtigkeitseinfluß ablaufende Reaktionen und Veränderungen der inneren Oberflächen der den Hüttensand bildenden minerlischen Bestandteile zurückzuführen ist. Eine Verwendung in der eingangs beschriebenen Weise ist damit nicht mehr möglich. Zudem stellen derart große Hüttensanddeponien häufig eine starke Beeinträchtigung des Ortsbildes der betroffenen Gegend dar und belegen zudem große und oft teure Bodenflächen.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Beseitigung von Hüttensand, welcher nur geringe oder gar keine hydraulischen Eigenschaften aufweist, zu schaffen. Dabei soll das Verfahren keine Verlagerung von Deponierungsproblemen mit sich bringen und zudem wirtschaftlich durchführbar sein.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1.

Vorteilhaft kann das mit dem neuen Verfahren erzeugte Sinterprodukt als Portlandzementklinker für die Zementherstellung eingesetzt werden, wodurch eine sinnvolle Weiterverwendung des ursprünglichen Abfallstoffes erreicht wird. Bei in der Praxis vorliegenden CaO-Gehalten des "alten" Hüttensandes zwischen 40 und 50% und bei Einsatz von Kalksteinen mit CaCO3-Gehalten um oder über 90% können Hüttensand und Kalkstein etwa im Verhältnis 35 zu 65 bis 45 zu 55 verarbeitet werden, was zeigt, daß nach dem neuen Verfahren relativ große Mengen von Hüttensand beseitigt werden können. Auch langsam abgekühlte Hochofenschlacke, die ebenfalls nur geringe hydraulische Eigenschaften aufweist, kann eingesetzt werden. Die Beschaffung des hochprozentigen Kalksteines ist ebenfalls unproblematisch, da derartige geologische Vorkommen weit verbreitet sind. Weiterhin ist das Verfahren auch in wirtschaftlicher Hinsicht vorteilhaft, da im Vergleich zur üblichen Herstellung von Portlandzementklinker aus CaCO3 enthaltendem Kalkstein und Tongesteinen eine geringere Menge an CO2 je Gewichtseinheit der eingesetzten Rohstoffe durch Erhitzen ausgetrieben werden muß, weil im Hüttensand bereits CaO vorliegt. Die hier eingesparte Wärmemenge ist dabei deutlich größer als die für die Trocknung des Hüttensandes zusätzlich erforderliche Wärmemenge, was den Brennstoffeinsatz vermindert. Damit wird die Umwelt in zweifacher Weise hinsichtlich des CO2-Ausstoßes weniger stark belastet.

Ergänzend kann beim Brenn- und Sinterprozeß Walzensintermehl zugegeben werden. Walzensinter ist ein eisenhaltiges, schlackiges Material, das beim Walzen von Eisen und Stahl anfällt und bisher ebenfalls als Abfallstoff von Hüttenwerken und Walzwerken deponiert wurde. Die Zugabe dieses Stoffes bietet den Vorteil, daß in Folge des Eisengehaltes die volle Kalkbindung während des Brenn- und Sinterprozesses bereits bei niedrigeren Temperaturen erreicht wird. Hierdurch wird Energie, d. h. Brennstoff eingespart und ein weiterer Abfallstoff einer sinnvollen Verwertung zugänglich gemacht.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Beseitigung von Hüttensand, welcher nur geringe oder keine hydraulischen Eigenschaften aufweist, insbesondere aus Hüttensandbeständen längerer Deponierungsdauer, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß der Hüttensand sowie hochprozentiger Kalkstein unter gleichzeitiger oder nachfolgender Vermischung getrocknet und gemahlen werden und
    2. - daß das so erzeugte Rohmehlgemisch einem Brenn- und Sinterprozeß mit Erhitzung auf 1400 bis 1500°C unterzogen wird,
    3. - wobei das Mischungsverhältnis zwischen dem Hüttensand und dem Kalkstein in Abhängigkeit vom jeweiligen CaO- Gehalt des eingesetzten Hüttensandes und vom jeweiligen CaCO3-Gehalt des eingesetzten Kalksteins so eingestellt wird, daß im erzeugten Sinterprodukt ein CaO-Gehalt im Bereich zwischen 63 und 68%, vorzugsweise zwischen 65 und 67%, entsteht.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Brenn- und Sinterprozeß Walzensintermehl zugegeben wird.






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