DE2610012C3 - Verfahren zur Herstellung von keramischen Produkten unter Verwertung von Rotschlamm der Tonerdeerzeugung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von keramischen Produkten unter Verwertung von Rotschlamm der TonerdeerzeugungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von keramischen Produkten unter Verwendung von
Rotschlamm der Tonerdeerzeugung durch Zumischen von mineralischen und/oder silikathaltigen Zusätzen mit
Korngrößen unter 2 mm zu Rotschlamm sowie Homogenisieren und Formen des erhaltenen Gemisches und
Brennen der Formkörper bei einer Temperatur von 950 bis 1250° C zur Umwandlung zu zusammengesetzten
beziehungsweise komplexen wasserunlöslichen Silikaten, Spinellen, wie MgAbO4, und anderen Doppeloxyden.
Als Ergebnis der technischen beziehungsweise industriellen Revolution stieg die Menge der hergestellten
nützlichen Industrieprodukte sprunghaft an. Leider fallen aber in der modernen Technik beziehungsweise
Industrie immer mehr nutzlose und vielfach die Umwelt unangenehm verschmutzende beziehungsweise verunreinigende
Nebenprodukte und Abfälle, deren wirtschaftliche technische beziehungsweise industrielle
Verwertung bis heute noch ein ungelöstes Problem darstellt, an.
is Die Erfindung bezieht sich auf die zweckmäßige und
wirtschaftliche technische beziehungsweise industrielle Verwertung eines solchen sehr unangenehmen und die
Umwelt gefährlich verschmutzenden beziehungsweise verunreinigenden Nebenproduktes, nämlich des Rot-Schlammes.
Es sind zahllose Verfahren zur technischen beziehungsweise industriellen Verwertung des Rotschlammes
der Tonerdeerzeugung bekannt. Die große Mehrzahl derselben betrifft die Verhüttung des
Rotschlammes.
Dies ergibt sich konsequenterweise aus dem allgemein bekannt hohen, etwa 35- bis 60%igen Eisenoxydgehalt
des Rotschlammes. Trotz großer Anstrengungen gelang es nicht, entsprechend wirtschaftliche Verhüttungsverfahren
zu schaffen. Natürlich dauern aber die Verhüttungsversuche weiter an.
Es sind auch solche Verfahren, welche die Gewinnung der restlichen Natronlauge und des restlichen Aluminiumhydroxydes
(Tonerdehydrates) durch weitere Behandlung des Rotschlammes und somit die Erhöhung
der Wirtschaftlichkeit der Tonerdeerzeugung bezwekken, bekannt. Bei diesen Verfahren wird der Rotschlamm
im allgemeinen mit gebranntem Kalk oder gebranntem Kalk enthaltenden Materialien aufgeschlossen.
In einzelnen Fällen wird der Rotschlamm zur Herstellung von wasserlöslichen Natriumsalzen, hauptsächlich
Natriumsulfat und Eisensulfat, verwertet. Schließlich sind in geringerer Zahl Verfahren zur
Verwertung des Rotschlammes als Zusatzstoff in der keramischen Industrie bekannt.
So ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 20 63 028 ein Verfahren zur Herstellung von Ziegeln aus
Rotschlamm in Abmischung mit Ton, bei welchem der Rotschiamm vor der Vermischung auf eine Restfeuchte
von 15 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 25 Gew.-%, abgetrocknet und in Mengen von 50 bis 92 Gew.-%,
vorzugsweise 70 bis 90 Gew.-%, bezogen auf die Trockensubstanz der Mischung, mit Ton vermischt wird,
die entstandene Mischung mit einer Feuchte von 18 bis 25 Gew.-%, die erforderlichenfalls durch Zugabe von
Wasser einzustellen ist, verformt wird und die Formlinge anschließend in bei der Ziegelherstellung
bekannter Weise bei einer Temperatur unterhalb 700C
mit erwärmten Gasen getrocknet und bei Temperaturen von 900 bis 1000° C zu Ziegeln gebrannt werden,
bekannt. Dieses Verfahren hat aber den erheblichen Nachteil, daß der in ihm als Zusatz verwendete Ton die
im Rotschlamm enthaltenen großen Eisenoxydmengen zu einem großen Teil nicht zu binden vermag und
dadurch daß das erhaltene Gemisch nur schwer formbar ist und beim Brennen keine stabilen Produkte, sondern
nur solche vom Charakter von nicht gut gebrannten Ziegeln erhalten werden, wobei sie zum Abbröckeln
neigen. Die mangelnde Stabilität der Produkte dieses Verfahrens ist durch die hohen Gehalte von Hämatit
(nicht reagiertem Fe2Oj) und Eisentitanat (Fe2TiOs) in
den Produkten des Beispieles der genannten Druckschrift verdeutlicht
Weiterhin ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 21 50 677 ein Verfahren zur Herstellung von Ziegeln aus
Rotschlamm, nach welchem dem filterfeuchten Rotschlamm zunächst 5 bis 30 Gew.-°/o, insbesondere 10 bis
25 Gew.-%, anorganische oder organische wasserbindende Materialien, wie Bentone, Kieselgele, Tonerdegele
und/oder weitgehend abgetrocknete Rotschlämme beziehungsweise Kork, Torf, Sägemehl, Kohlenstaub,
Papier- und/oder Textilabfall, mit einer Korngröße von
höchstens 4 mm, vorzugsweise höchstens 2 mm, züge- ir>
mischt werden, worauf das so bereitete Gemisch mit Ton in hohen Mengen von 15 Gew.-% und mf>hr
vermischt geformt und gebrannt wird, bekannt Dieses Verfahren hat jedoch den erheblichen Nachteil, daß sein
Anwendungsgebiet sehr beschränkt ist, indem mit ihm nur die Herstellung von Ziegeln annehmbar möglich ist,
während beispielsweise die Herstellung von Klinkerkeramik nicht in technisch befriedigender Weise möglich
ist. Besonders schwerwiegend ist der Nachteil, daß durch dieses bekannte Verfahren der Natriumgehalt des
Rotschlammes nicht sicher gebunden werden kann und damit die Wasserunlöslichkeit des Natriumgehaltes im
Produkt nicht sicher gewährleistet werden kann, was unter anderem eine zu große Schwindung, insbesondere
nach der Einwirkung von Wasser zur Folge hat. Auch die bei der Erörterung des Verfahrens der deutschen
Offenlegungsschrift 20 63 028 dargelegten auf die Verwendung der Tone zurückgehenden Nachteile
zeigen sich noch, wenn auch etwas geringer, beim Verfahren der deutschen Offenlegungsschrift 21 50 677
wegen der verwendeten hohen Tonmengen.
Darüber hinaus ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 20 58 576 ein Verfahren zur Herstellung von
Steinkörpern für Straßenbelagzwecke im Bitumenoder Zementverbund aus einem pulverförmigsn Material
aus Rotschlamm oder einem kieselsäurehaltigen feuerfesten industriellen Nebenprodukt, das im wesentlichen
frei von festen Brennstoffen ist, durch dessen Erhitzen auf eine Sintertemperatur oberhalb 10000C,
jedoch unterhalb des Schmelzpunktes zumindest der überwiegenden Mehrheit der Bestandteile sowie Formen
des erhaltenen Granulates durch Bitumen- oder Zementbindung bekannt. Nach einer Variante dieses
Verfahrens besteht das pulverförmige Material aus Bruchstein- oder Natursteinstaub, pulverisierter Schlakke,
wie Phosphorofenschlacke, Feinstsand oder durch Naßbaggern gewonnenem Schwemmsand oder gepulverter
Brennstoffasche. Zwar ist im Patentanspruch 4 dieser Druckschrift allgemein die Verwendung eines
härteren feuerfesten Mineralstoffes, beispielsweise von Quarzsand, für das pulverförmige Material erwähnt, aus
Seite 8, Zeile 16 bis Seite 9, Zeile 9 von unten der genannten Druckschrift geht jedoch hervor, daß ein
solcher nur als Zusatz zu einei pulverförmigen Schlacke, die als kalk- oder kieselsäurehaltiges Material, das als &o
geschmolzenes Nebenprodukt bei metallurgischen Prozessen oder beim Erhitzen von Erzen anfällt, definiert
ist, in einem Mengenanteil von 40 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 60 bis 80 Gew.-%, vorgesehen ist. Im
einzigen Beispiel der deutschen Offenlegungsschrift 20 58 576, in welchem überhaupt Rotschlamm verwendet
wird, nämlich im Beispiel 2, wird Rotschlamm pelletisiert und bei 1250° C gebrannt,
Ferner ist aus CEkAMlC BULLETIN, Vol. 50, No. 3 (1971), Seiten 248 bis 250 die Herstellung von
Leichtbaustoffen aus 82 Gew.-% Rotschlanim, 15 Gew.-% Ton und 3 Gew.-°/o Perlit durch deren
Vermischen zusammen mit einem schaumbildenden Mittel, Trocknen und Brennen bei einer Temperatur von
l'90cC bekannt Wegen der verwendeten hohen
Tonmenge zeigen sich aber auch bei diesem Verfahren die bei der Erörterung des Verfahrens der deutschen
Offenlegungsschrift 20 63 028 dargelegten auf die Verwendung der Tone zurückgehenden Nachteile,
wenn auch etwas geringer.
Auch sind in keiner der beiden letztgenannten Druckschriften die Herstellung von Keramikplatten und
die damit verbundenen speziellen Probleme (Schwindung, Riise, Brennintervall und Oberfläche) beschrieben,
noch sind irgendwelche Anregungen gegeben, die genannten Probleme optimal durch Verwendung ganz
bestimmter Komponenten in Verbindung mit einem Hauptanteil an Rotschlamm zu lösen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Behebung der Nachteile des Standes der Technik ein
Verfahren mit höherer Wirtschaftlichkeit und Leistungsfähigkeit beziehungsweise Wirksamkeit zur Herstellung
eines weuen Bereiches von keramischen Produkten unter Verwertung von Rotschlamm der
Tonerdeerzeugung, durch welches außer der Gewinnung von überlegenen beständigen wasserunlöslichen
keramischen Produkten die Verwertung eines wesentlichen Teiles der mit der Zeit ebenfalls immer mehr zu
einem Umweltschulzproblem werdenden mineralischen und technischen Abfailstoffe erreicht werden kann, zu
schaffen.
Das obige wurde, überraschenderweise durch die Erfindung erreicht.
Gegenstand de.· Erfindung ist ein Verfahren zur
Herstellung von keramischen Produkten unter Verwertung von Rotschlamm der Tonerdeerzeugung durch
Zumischen von mineralischen und/oder silikathaltigen Zusätzen, von denen gegebenenfalls ein Teil plastische
Tone und Ziegeltone in einer Menge von höchstens 7,5 Gew.-%, bezogen auf den Trockenmaterialgehalt des
Gemisches aus Rotschlamm und Zusatz, sein können, mit Korngrößen unter 2 mm zu Rotschlamm, gegebenenfalls
nach dessen Filtrieren, sowie Homogenisieren und, gegebenenfalls nach einem anschließenden Filtrieren
erfolgendes, Formen des erhaltenen Gemisches durch Naßformen mit anschließendem Trocknen oder
durch nach einem Trocknen, gegebenenfalls in einem halbtrockenen Zustand, erfolgendes Formen und
Brennen der Formkörper bei einer Temperatur von 950 bis 1250° C zur Umwandlung zu zusammengesetzten
beziehungsweise komplexen wasserunlöslichen Silikaten, Spinellen und anderen Doppeloxyden, welches
dadurch gekennzeichnet ist, daß als Zusatz beziehungsweise Zusatzbestandteil Quarzsand, von den gegebenenfalls
verwendeten plastischen Tonen und Ziegeltonen verschiedene Silikatminerale, insbesondere Phyllosilikate,
Inosilikate, Nesosilikate beziehungsweise Tektosilikate, Abfälle von silikathaltigen Industrieprodukten,
Ölschieferschlacke, Löß oder Dolomit oder Gemische derselben miteinander und/oder mit vulkanischen
Gesteinen von Primärtiefen beziehungsweise der Oberfläche mit Korngrößen von höchstens 1 mm
eingesetzt werden, wobei solche Mengen verwendet werden, daß im Gemisch 90 bis 51 Gew.-% Rotschlamm
und 10 bis 49 Gew.-% Zusatz (einschließlich der gegebenenfalls verwendeten Tone und Ziegeltone),
jeweils bezogen auf den TrockenmaterialgehaU des Gemisches aus Rotschlamm und Zusatz, vorliegen, mit
der weiteren Maßgabe, daß vom Dolomit, sowie ein solcher verwendet beziehungsweise mit verwendet
wird, höchstens 15 Gew.-%, bezogen auf den Trockenmaterialgehalt des Gemisches aus Rotschlamm und
Zusatz, vorhanden sind.
So wurde die Wirkung aller mineralischen und silikathaltigen Materialien, welche in ihrem natürlichen
Zustand oder während der Aufarbeitung beim bergmännischen Abbau und der technischen beziehungsweise
industriellen Aufarbeitung im pulverigen Zustand sind beziehungsweise in diesen gelangen, also kein nachträgliches
Mahlen, sondern höchstens ein Sieben erfordern und an welchen im Verhältnis zu den bereits
angesammelten Rotschlammengen genügende Vorräte zur Sicherstellung der Stetigkeit beziehungsweise
Kontinuität der Verwertung bestehen, hinsichtlich der Ausbildung der physikalisch-chemischen Eigenschaften
der Rotschlamm-Keramik untersucht. Oarüber hinaus wurde die Wirkung solcher silikathaltiger Abfalisloffe
und Nebenprodukte, welche bei technischen beziehungsweise industriellen Vorgängen entstehen oder bei
der Aufarbeitung von silikathaltigen Materialien unbrauchbar werden, untersucht. Schließlich wurde die
Gruppe der silikathalligen Materialien, welche einen erheblichen Teil des städtischen Mülls bilden und unter
natürlichen Bedingungen auch nach langer Zeit sich nicht zerteilen und zersetzen, untersucht.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden als Zusatz pulverige Bergen von
Silikatmineralen und/oder vulkanischen Gesteinen von Primärtiefen beziehungsweise der Oberfläche verwendet.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird als Zusatz der Flugstaub von
silikathalligen Materialien verwendet.
Beispiele für Silikatminerale, die sich zum Zumischen zum Rotschlamm in einer Menge von 10 bis 49 Gew.-%,
bezogen auf den Trockenmaterialgehalt des erhaltenen Gemisches, eignen, sind von der Gruppe der Schichtsilikate
(Phyllosilikate) die Serpentinminerale 1[Mg6(OH)8ISi4Oi0]I, Chrysotil, Antigorit, Talkminerale
beziehungsweise Talkschiefer J[Mg3(OH2)ISi4O10]) sowie
Tone, von welchen die plastischen Tone, im Falle daß es gewünscht wird, zur Erhöhung der Grünfestigkeil
in einer Menge von höchstens 7,5 Gew.-°/o zusammen mit anderen Zusätzen sich als ausreichend
erwiesen, von der Gruppe der Kettensilikate (Inosilikate) Wollastonit (CaSiO3) und Sillimanit (Al2SiO5), von
der Gruppe der Inselsilikate (Nesosilikate) Zirkon (ZrSiO4) und Forsterit [Mg2(SiO4)] und von der Gruppe
der Gerüstsilikate (1I ektosihkate) Kaiifeldspat (Orthoklas)
[K(AlSi3O8)] und Calciumfeldspat (Anorthit)
[Ca(Al2Si2O8)].
Beispiele für vulkanische Gesteine von Primärtiefen beziehungsweise der Oberfläche, die sich zum Zumischen
zum Rotschlamm zusammen mit 1 oder mehr anderen Zusatzmaterialien innerhalb der erfindungsgemäßen
Festlegungen bei einer Gesamtzusatzmenge von 10 bis 49 Gew.-%, bezogen auf den Trockenmaterialgehalt
des erhaltenen Gemisches, eignen, sind Andesit, Basalt, Dacit, Diabas, Phonolith, Granit, Perlit, Rhyolith,
Tephrit und Trachyt.
Der Dolomit erwies sich beim Zumischen zum Rotschlamm in einer Menge von höchstens 15 Gew.-%,
be/.ogen auf den Trockenmaterialgehalt des erhaltenen
Gemisches, vorzugsweise in Mischung mit anderen Zusatzstoffen, als ohne die Gefahr des Springens
beziehungsweise Brechens beim kermischen Brennen geeignet
Auch Ölschieferschlacke (Tonmergel beziehungsweise Lehmmergel und Tonschiefer), Löß (tonig-kalkiger
Quarzsand), reiner Meeresquarzsand und gemahlene Glasabfälle erwiesen sich im Gemisch mit Rotschlamm
in einer Menge von 10 bis 49 Gew.-% (der ersteren), bezogen auf den Trockenmaterialgehalt des erhaltenen
κι Gemisches, als zur Herstellung von keramischen
Produkten geeignet
Das erfindungsgemäße Verfahren bringt gegenüber dem Stand der Technik den großen technischen
Fortschritt mit sich, daß durch es ein weiter Bereich von
ι ϊ überlegenen Produkten mit einem breiten Anwendungsbereich
erhalten werden kann. Insbesondere haben die erfindungsgemäß hergestellten Produkte nur eine sehr
geringe Schwindung und eine bessere Frost-, Säure- und Laugebeständigkeit und durch das erfindungsgemäße
Verfahren sind auch feuerfeste Materialien, wie Ofenmaierialien, herstellbar.
Erfindungsgemäß kann die Zugabe des Zusatzes schon vor dem Filtrieren des Rotschlammes, also
während der Tonerdeherstellung erfolgen, was den Vorteil hat, daß dazu nicht das Durchlaufen sämtlicher
Arbeitsgänge des Bayer-Verfahrens abgewartet werden muß, wobei durch den Zusatz auch noch die
Filtrierbarkeit des bekanntlich schwer filtrierbaren Rotschlammes verbessert werden kann. Nach einer
vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher der Zusatz zum Roischlamm vor
dessen Filtrieren oder vor und nach dessen Filtrieren zugegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch überrasehend,
indem gegenüber dem Stand der Technik, dem es bei der Verwendung von hohen Tonmengen, wovon
er nicht abkam, nicht gelang, aus Rotschlamm zufriedenstellende keramische Produkte zu erzielen,
woran auch die Verminderung der Rotschlammenge nicht erheblich änderte, es bei Verwendung von hohen
Rotschlammengen im Gegensatz zum Stand der Technik gerade mit begrenzten Tonmengen, soweit
überhaupt Ton mit verwendet wird, durch die Verwendung des erfindungsgemäß festgelegten Zusatzes
in den erfindungsgemäß festgelegten Mengen einen weiten Bereich von überlegenen Produkten ergibt.
Zwischen dem erfindungsgemäßen Verfahren und speziell der deutschen Offenlegungsschrift 20 58 576
besteht der grundlegende Unterschied, daß nach der genannten Druckschrift Rotschlamm allein oder gegebenenfalls
Mischungen von Rotschlamm mit verschiedenen Schlacken als Materialien verwendet und daraus
nicht keramische Körper, wie Verkleidungsplatten, Ziegel oder Dachziegel, sondern Granulate, bei welchen
weder an die Formtreue, noch an die Oberfläche, noch an das Gefüge, noch an die Festigkeit so hohe
Anforderungen wie an keramische Körper zu stellen sind, hergestellt werden, während es sich erfindungsgemäß
um die Herstellung von keramischen Körpern aus Rotschlamm im Gemisch mit den erfindungsgemäß
festgelegten Zusatzstoffen in den erfindungsgemäß festgelegten Mengenanteilen handelt Wie es durch
Versuche nachgewiesen wurde, ergibt nur die erfindungsgemäß festgelegte Zusammensetzung brauchbare
Produkte, während nach dem Verfahren der genannten Druckschrift keine nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren erzielbaren Produkte hergestellt werden können, wobei dies auch nicht die Aufgabe des
Verfahrens der genannten Druckschrift ist. Demgemäß enthält die genannte Druckschrift auch keinen Hinweis
auf die Verwertung des Rotschlammes in der keramischen Industrie.
Es wurden folgende Versuche durchgeführt:
3 Proben 5 cm χ 5 cm χ 0,5 cm aus 60 Gew.-%
Rotschlamm und 40 Gew.-% Sard (Probe I) [nach dem erfindungsgemäßen Verfahren], 60 Gew.-% Rotschlamm
und 40 Gew.-% Serpentin (Probe II) [nach dem erfindungsgemäßen Verfahren] und 60 Gew.-% Rotschlamm
und 40 Gew.-% Talk (Probe III) [nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren] und 3 Proben aus 60 Gew.-% Rotschlamm und 40 Gew.-°/o Bentonil (Probe
IV) [nach dem Verfahren der deutschen Offenlegungsschrift 2150 677], 60 Gew.-% Rotschlamm und 40
Gew.-% Silicagei (Probe V) [nach dem Verfahren der deutschen Offenlegungsschrift 21 50 677] und 60
Gew.-% Rotschlamm und 40 Gew.-°/o Aluminiumhydroxyd (Probe Vl) [nach dem Verfahren der deutschen
Offenlegungsschrift 21 50 677] wurden nach 1 Stunde Aufheizung bei 1150°C '/2 Stunde gesintert und
abgekühlt.
Die Proben I und II waren bei einer Schwindung von 9 beziehungsweise 10% einwandfrei; für die Probe III war
die Sinterung zu hoch, sie war aufgebläht. Die Probe IV war bei einer Schwindung von 14% aufgebläht und rauh,
während die Probe VI bei einer Schwindung von 1/2% porös und leicht zerbrechlich war und die Probe V bei
einer Schwindung von 18'/2% rissig und rauh war.
Der gleiche Versuch wurde bei 1080° C mit denselben
Proben (für diesen Versuch ist zur Kennzeichnung an die Nummer der Probe ein »a« angehängt) wiederholt.
Die Probe Ia war ohne Risse, jedoch nicht ganz gargebrannt, bei einer Schwindung von 4,4%, die Probe
I Ia war ohne Risse, fast gargebrannt, bei einer Schwindung von 8,9% und die Probe IHa war
gargebrannt, ohne Risse, mit glatter Oberfläche, einwandfrei, mit einer Schwindung von 10%. Die
Proben IVa, Va und VIa waren rissig, rauh und bis auf
die Probe IVa zersprungen. Bei der Probe IVa betrug die Schwindung 9,7%, bei der Probe Va 6,2% und bei
der Probe VIa 2%.
Die erfindungsgemäß erreichte optimale Lösung ergibt sich aus der relativ geringen Schwindung der
Proben, aus der erzielten glatten Oberfläche und der
rissefreien Struktur der Proben.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.
B e i s ρ i e I 1
I) Vorbereitende und verfahrenstechnische
Maßnahmen
Maßnahmen
Zunächst wurde der Trockenmaterialgehah des zur
Verfugung stehenden Rotschlammes bestimmt Im Falle von frischem Filterkuchen variierte der Trockenmaterialgehalt
von 50 bis 75 Gew.-%, während der unmittelbar von der Herstellung herkommende Schlamm 15 bis 30 Gew.-% Trockenmaterial enthielt.
Der Zusatzstoff konnte dem jeweiligen tatsächlichen Trockenmaterialgehalt des Rotschlammes entsprechend
in gleicher Weise vor dem Filtrieren und nach dem Filtrieren eingemischt werden, wenn die Korngröße
des Zusatzstoffes bis 1 mm betrug, ausgenommen Glaspulver, Quarzsand, Wollastonit, Zirkonsand, die
vulkanischen Gesteine von Primärtiefen und von den vulkanischen Gesteinen der Oberfläche die von solchen
mit Tuffcharakter verschiedenen, indem es zweckmäßig war, diese in Korngrößen bis 0,1 mm dem Schlamm vor
dem Filtrieren zuzumischen. Die geringere Korngröße des Zusatzstoffes stellt auch bei geringerer Brenntemperatur
die völlige Umwandlung des Rotschlammes zu wasserunlöslichen Silikaten, Spinellen und anderen
Doppeloxyden sicher. Wenn der Zusatz in nicht filtrierten Rotschlamm eingemischt wurde, dann wurde
dessen Filtrierbarkeit verbessert und so konnte der Feuchtigkeitsgehalt der Filterkuchen mit derselben
Vorrichtung auf 20 bis 25% vermindert werden.
Im Falle von filtriertem Rotschlamm wurde das Einmischen des Zusatzes mit einem Propellerrührer
durchgeführt, während im Falle von Rotschlammfilterkuchen dies naß in einem Kollergang oder vorteilhafter
in einem Knetmischer vorgenommen wurde. Das Naßformen des Gemisches (beispielsweise im Faiie der
Ziegelherstellung) wurde bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 20% in einer Schneckenpresse durchgeführt. Zum
Formen aus halbtrockenen Pulvern wurde der Feuchtigkeitsgehalt des Gemisches durch Trocknen auf 5 bis 8%
vermindert und es wurde in einer Karussellplattenpresse oder Ziegelpresse in die gewünschte Form mit den
gewünschten Abmessungen gebracht. Im Falle von Fußboden- und Wandverkleidungsplatten wurde mit
einer Glasur zusammengepreßt. Das Formen aus halbtrockenen Pulvern konnte, beispielsweise im Falle
der Erzeugung von leichten Betonzusätzen, auch in der Weise durchgeführt werden, daß mit kontinuierlich
betriebenen Tellergranuliermaschinen Kugeln mit Durchmessern von 5 bis 25 mm erzeugt wurden. Zu
diesem Zweck war ein Gemisch aus 60 Gew.-% Rotschlamm mit 40 Gew.-% ölschieferschlacke (mit
einer Korngröße bis 1 mm) besonders vorteilhaft. Aus demselben Gemisch konnten durch Naßformen ausgezeichnete
gespaltene Fassadenverkleidungsplatten hergestellt werden.
II) Zusammensetzungen
a) Es wurden durch Pressen aus halbtrockenen Pulvern aus Gemischen von 70 Gew.-% Rotschlamm
und 30 Gew.-% Chrysotil oder 15 Gew.-% Chrysotil und 15 Gew.-% Andesit (mit Korngrößen
bis 0,5 mm) Fußboden- und Wandverkleidungsplatten erzeugt.
b) Ferner wurden aus einem Gemisch von 90 Gew.-% Rotschlamm, 2 Gew.-% Bentonit und 8 Gew.-%
Glasmahlgut (Korngrößen bis 0,5 mm), aus einem Gemisch von 80 Gew.-% Rotschlamm, 5 Gew.-%
Bentonit und 15 Gew.-% Wollastonit (Korngrößen bis 0,5 mm) beziehungsweise aus einem Gemisch
von 51 Gew.-% Rotschlamm, 4 Gew.-% Bentonit und 45 Gew.-% Löß durch NaSforrnen Ziegel
hergestellt.
c) Weiterhin wurden durch Pressen aus halbtrockenen Pulvern aus einem Gemisch von 70 Gew.-%
Rotschlamm und 30 Gew.-% Wollastonit (Korngrößen bis 0,5 mm), einem Gemisch von 80 Gew.-%
Rotschlamm und 20 Gew.-% Glasmahlgut (Korngrößen bis 0,5 mm) beziehungsweise Gemischen
von 85 Gew.-% Rotschlamm, 5 Gew.-% Dolomit, 5 Gew.-% Wollastonit und 5 Gew.-% Basalt oder
Andesit (alle mit Korngrößen bis 0,5 mm) Ziegel hergestellt
d) Außerdem wurden durch Pressen aus halbtrockenen Pulvern aus Gemischen von 51 Gew.-%
Rotschlamm, 4 Gew.-% Bentonit und 45 Gew.-% Zirkonsand oder Sillimanit gute feuerfeste Ofenwandziegel
erzeugt
Wenn die Korngröße der Zusatzstoffe auf bis 0,1 mm eingestellt und durch Vennischen mit dem Rotschlamm
ein solcher Schlamm bereitet wurde, dessen Trockenmaterialgehalt 30 Gew.-% betrug, konnten durch
Zerstäubungstrocknung für das Pressen geeignete Granulate hergestellt werden. Diese Verfahrensweise
war bei der Erzeugung von zur Herstellung von Wandverkleidungsfliesen geeigneten Gemischen vorteilhaft.
Zur Herstellung von Wandverkleidungsfliesen erwiesen sich Gemische von 80 Gew.-% Rotschlamm, 5
Gew.-% Bentonit, 5 Gew.-% Dolomit und 10 Gew.-% Wollastonit oder Tephrit oder Andesit und ein Gemisch
von 75 Gew.-% Rotschlamm, 5 Gew.-% Dolomit und 20 Gew.-°/o Löß als vorteilhaft.
Die folgenden Darlegungen gelten für beide Beispiele.
Die aus halbtrockenen Pulvern geformten rohen keramischen Körper wurden vorteilhaft in kontinuierlich
betriebenen Sandwichöfen in einschichtiger Anordnung ohne vorherige Trocknung gebrannt. Die durch
Naßformen erzeugten Produkte wurden vor dem Brennen getrocknet. Die Brenndauer in Sandwichöfen
betrug zweckmäßigerweise 2 bis 8 Stunden und in Tunnelofen mit Wagenbeförderung des Materials 36 bis
72 Stunden.
Die Brenntemperaturen waren wie folgt:
Mauerziegel:
Wandverkleidungsziegel:
Wandverkleidungsfliesen:
Poröse Fußboden- und
Wandverkleidungsplatten:
Massive Ziegel (Klinkerziegel), Fußboden- und
Wandverkleidungsplatten:
Leichte Betonzusatz- und
Wandverkleidungsplatten
mit geschlossener
Mikroporosität:
Wärmeisolierziegel:
Hitzebeständige Ziegel:
Wandverkleidungsziegel:
Wandverkleidungsfliesen:
Poröse Fußboden- und
Wandverkleidungsplatten:
Massive Ziegel (Klinkerziegel), Fußboden- und
Wandverkleidungsplatten:
Leichte Betonzusatz- und
Wandverkleidungsplatten
mit geschlossener
Mikroporosität:
Wärmeisolierziegel:
Hitzebeständige Ziegel:
950 bis 10500C 1050 bis 1150° C
1000 bis 1100° C
1050bisll50°C
1100 bis 12000C
1100 bis 1180°C 1000 bis 12000C
1150 bis 1250° C
dem Ofen und der Höchsttemperatur.
Die Kenndaten der erhaltenen Produkte waren wie folgt:
Mauerziegel Körperdichte:
Druckfestigkeit:
Wasseraufnahmefähigkeit: Wandverkleidungsziegel Körperdichte:
Druckfestigkeit:
Wasseraufnahmefähigkeit: Wandverkleidungsfliesen Körperdichte:
Druckfestigkeit:
Wasseraufnahmefähigkeit:
Poröse Fußboden- und Wandverkleidungsplatten Körperdichte:
Druckfestigkeit:
Wasseraufnahmefähigkeit: Massive Ziegel (Klinkerziegel), Fußboden- und
Ibis 1,5 kg/dm3 i00bis200kp/cm2
10 bis 15%
1,5 bis 2,5 kg/dm3 200 bis 375 kp/cm2 5 bis 10%
l,25bis 1,75 kg/dm3 150 bis 250 kp/cm2 10 bis 20%
1,5 bis 2,25 kg/dm3 250 bis 500 kp/cm2
4 bis 8%
Die Produkte verweilten beim Brennen %li bis 6
Stunden bei der Höchsttemperatur, und zwar je nach Wandverkleidungsplatten Körperdichte:
Druckfestigkeit:
Wasseraufnahmefähigkeit: Leichte Betonzusatz- und Wandverkleidungsplatten mit
geschlossener Mikroporosität Materialdichte:
Körperdichte:
Wasseraufnahmefähigkeit: Wärmeisolierziegel Materialdichte:
Körperdichte: Porosität:
Druckfestigkeit: Hitzebeständigkeit: Hitzebeständige Ziegel Körperdichte:
Druckfestigkeit: Hitzebeständigkeit: Hitzebeständige Ziegel Körperdichte:
Druckfestigkeit:
Feuerbeständigkeit:
2,3 bis 2,7 kg/dm3 500 bis 1500 kp/cm2 0 bis 3%
2,3 bis 2,7 kg/dm3 1,1 bis 1,5 kg/dm3 Obis 1%
2 bis 2,5 kg/dm3 0,8 bis 1,3 kg/dm3
2 bis 2,8 kg/dm3 200 bis 500 kg/cm2 1300°C
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von keramischen Produkten unter Verwendung von Rotschlamm der
Tonerdeerzeugung durch Zumischen von mineralischen und/oder silikathaltigen Zusätzen, von denen
gegebenenfalls ein Teil plastische Tone und Ziegeltone in einer Menge von höchstens 7,5 Gew.-°/o,
bezogen auf den Trockenmaterialgehalt des Gemisches aus Rotschlamm und Zusatz, sein können, mit
Korngrößen unter 2 mm zu Rotschlamm, gegebenenfalls nach dessen Filtrieren, sowie Homogenisieren
und, gegebenenfalls nach einem anschließenden Filtrieren erfolgendes, Formen des erhaltenen
Gemisches durch Naßformen mit anschließendem Trocknen oder durch nach einem Trocknen,
gegebenenfalls in einem halbtrockenen Zustand, erfolgendes Formen und Brennen der Formkörper
bei einer Temperatur von 950 bis 125O0C zur
Umwandlung zu zusammengesetzten beziehungsweise komplexen wasserunlöslichen Silikaten, Spinellen
und anderen Doppeloxyden, dadurch gekennzeichnet, daß man als Zusatz beziehungsweise
Zusatzbestandteil Quarzsand, von den gegebenenfalls verwendeten plastischen Tonen und
Ziegeltonen verschiedene Silikatminerale, insbesondere Phyllosilikate, Inosilikate, Nesosilikate beziehungsweise
Tektosilikate, Abfälle von silikathaltigen Industrieprodukten, Ölschieferschlacke, Löß oder
Dolomit oder Gemische derselben miteinander und/oder mit vulkanischen Gesteinen von Primärtiefen
beziehungsweise der Oberfläche mit Korngrößen von höchstens 1 mm eingesetzt, wobei man
solche Mengen verwendet, daß im Gemisch 90 bis 51 Gew.-% Rotschlamm und 10 bis 49 Gew.-% Zusatz
(einschließlich der gegebenenfalls verwendeten Tone und Ziegeltone), jeweils bezogen auf den
Trockenmaterialgehalt des Gemisches aus Rotschlamm und Zusatz, vorliegen, mit der weiteren
Maßgabe, daß vom Dolomit, sowie man einen solchen verwendet beziehungsweise mit verwendet,
höchstens 15 Gew.-%, bezogen auf den Trockenmaterialgehalt des Gemisches aus Rotschlamm und
Zusatz, vorhanden sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Zusatz zum Rotschlamm vor
dessen Filtrieren oder vor und nach dessen Filtrieren zugibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Zusatz pulverige
Bergen von Silikatmineralen und/oder vulkanischen Gesteinen von Primärtiefen beziehungsweise der
Oberfläche verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Zusatz den Flugstaub
von silikathaltigen Materialien verwendet.
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