LU503621B1 - Kombinierte mechanische und thermische Aktivierung von Tonen - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kombinierten thermischen und mechanischen Aktivierung von mineralischem Material, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Grobzerkleinern und Trocknen des mineralischen Materials, b) Mahlen und mechanische Aktivierung in einer ersten Feinstmühle (40), c) thermische Aktivierung in einer thermischen Behandlungsvorrichtung (90), wobei Schritt b) vor Schritt c) oder Schritt c) vor Schritt b) durchgeführt wird.
Description
Kombinierte mechanische und thermische Aktivierung von Tonen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kombinierten thermischen und mechanischen
Aktivierung von Tonen.
Insbesondere im Bereich der Zementindustrie haben sich aktivierte Tone als Zusatzstoff etabliert. Der derzeit übliche Weg ist die Trocknung und Calcinierung der Tone, also eine thermische Aktivierung. Hierbei wird zum einen Energie für die Erwärmung benôtigt, zum anderen kann die hohe Temperatur auch weitere Stoffveränderungen bewirken, die gegebenenfalls unerwünscht sind. Ferner erfordert der thermische Prozess eine
Rauchgasreinigung zur Abscheidung der entstehenden Stickoxid- und Schwefeloxid-
Emissionen. Außerdem erfordert der thermische Prozess künftig den Einsatz von
Verfahren zur Abscheidung und gegebenenfalls Reinigung des erzeugten beziehungsweise freigesetzten Kohlendioxids.
Aus der WO 2017 / 008 863 A1 ist ein Verfahren und eine Anlagenanordnung zum
Aufbereiten und Aktivieren eines Rohstoffes bekannt.
Aus der EP3909682A1 ist ein Verfahren und eine Wälzmühle zum thermomechanischen Aktivieren eines Tongemisches bekannt.
Aus der DE 10 2015 106 109 A1 ist ein Verfahren zur tribochemischen Aktivierung von
Bindemitteln und Zusatzstoffen bekannt.
Da es sich bei Tonen um ein komplexes System handelt (insbesondere im Vergleich zum
Brennen von Kalkstein) führen unterschiedliche Aktivierungsverfahren zu unterschiedlichen Produkten (aktivierten Tonen) mit unterschiedlichen Eigenschaften.
Ebenso führt die Unterschiedlichkeit der verwendbaren Tone dazu, dass nicht jedes
Verfahren für jeden Ton verwendbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives Aktivierungsverfahren bereitzustellen, um andere Tonqualitäten einsetzen zu können als sie derzeit als geeignet für eine
Kalzinierung von Ton angesehen werden oder andere Produkteigenschaften erzielen zu können. Insbesondere soll eine Erweiterung der möglichen Rohmaterialbasis auf insbesondere muskovitische, illitische oder chloritische Tone möglich sein.
Gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur kombinierten thermischen und mechanischen Aktivierung von mineralischem Material. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: a) Trocknen und Grobzerkleinern des mineralischen Materials, b) Mahlen und mechanische Aktivierung in einer ersten Feinstmühle
Cc) thermische Aktivierung in einer thermischen Behandlungsvorrichtung.
Der Schritt b) wird vor dem Schritt c) oder der Schritt c) wird vor dem Schritt b) durchgeführt.
In Schritt a) erfolgt zunächst ein erstes Trocknen und Grobzerkleinern. Hierbei kann die
Reihenfolge von Trocknen und Grobzerkleinern beliebig sein, diese können auch (partiell) gleichzeitig erfolgen. Dieses ist dem Fachmann aus dem Stand der Technik gut bekannt. Feinstmühlen, also Mühlen, welche eine besonders geringe Partikelgröße erzeugen können, können meist mit zu grobem Material nicht betrieben werden. Zum anderen sind Feinstmühlen auf die Feinstvermahlung optimiert und daher für eine
Grobzerkleinerung ungeeignet und unwirtschaftlich. Daher ist es üblich und sinnvoll, eine
Grobzerkleinerung vor der Zuführung zu einer Feinstmühle durchzuführen. Des Weiteren ist eine Hauptanwendung die Aktivierung von Tonen, aber auch beispielsweise von auf
Halden gelagerten Schlacken. Daher weisen die Edukte meistens eine zu hohe
Ausgangsfeuchte auf, sodass eine Trocknung notwendig ist. Beides ist auch vor einer konventionellen thermischen Aktivierung üblich und kann in analoger Weise erfolgen.
Beim Vermahlen eines Materials stellt man in Abhängigkeit vom Energieeintrag drei
Stadien fest. Im ersten Stadium sinkt die Partikelgröße (mehr oder weniger linear) zum
Energieeintrag. Vereinfacht ausgedrückt, je mehr man mahlt, um so feiner wird das
Produkt. Hierfür gibt es jedoch eine Grenze, eine Partikelgröße, die kaum mehr zu unterschreiten ist (Rittinger-Zone). Ab diesem Punkt kommt man in eine zweite Stufe, wo die PartikelgrôBe sich mit weiterem Energieeintrag nicht ändert. Aus wirtschaftlichen
Gründen vermeidet man daher den Übergang von der ersten Stufe zur zweiten Stufe, da für mehr Aufwand eben kein weiterer Effekt zu verzeichnen ist (Aggregations-Zone).
Erhöht man die Energiezufuhr noch weiter, so kann man zu einer dritten Stufe kommen, wo sogar wieder ein Ansteigen der Partikelgröße feststellbar ist (Agglomerations-Zone).
Diesen Bereich wird man bei einer Vermahlung daher noch viel mehr vermeiden, da mit weniger Aufwand ein besseres Ergebnis zu erzielen ist.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei hohen Energieeinträgen, also in der dritten
Stufe, es zu Veränderungen des Materials selbst kommt, die beispielsweise bei Tonen, ebenso wie eine thermische Aktivierung, zu einer Aktivierung führt, also zu einer
Reaktivität, die die Verwendung als Bindemittel (und damit als Klinkerersatz) ermöglicht.
Daher kann bei derart hohen Energieeinträgen auf eine anschließende thermische
Behandlung weitestgehend verzichtet werden.
Hierbei hat sich jedoch herausgestellt, dass der Energiebedarf für eine reine mechanische Aktivierung höher ist als für eine thermische Aktivierung. Daher erscheint das erfindungsgemäße Verfahren zunächst einmal nachteilig gegenüber der konventionellen reinen thermischen Aktivierung. Es hat sich jedoch gezeigt, dass das erfindungsgemäße Verfahren, trotz des vergleichsweise hohen Energiebedarfs, insbesondere für die Aktivierung von Tonen vorteilhaft ist. Hierbei besteht jedoch ein
Unterschied im fertigen Produkt zwischen der mechanischen Aktivierung und der thermischen Aktivierung, was sich jedoch aufgrund des sehr komplexen Materials und der sehr lokalen Modifikation bei der Aktivierung nur schwer erfassen lässt, sich aber beispielsweise in gewissen Unterschieden beim Abbindeverhalten äußert. Es kann somit davon ausgegangen werden, dass die beiden unterschiedlichen Aktivierungsverfahren entweder verschiedene Zentren aktivieren oder in verschiedener Weise aktivieren. Durch die Kombination lässt sich somit ein neues Bindemittel erhalten. Daher werden erfindungsgemäß beide Aktivierungsverfahren miteinander kombiniert. Wesentlich ist hierbei, dass es sich bei der mechanischen Aktivierung in Schritt b) nicht nur um einen
Mahlvorgang zur Verringerung der Partikelgröße handelt, sondern es zu einer tatsächlichen Aktivierung des Materials kommt. Wesentlich ist weiterhin, dass bei der
Kombination der mechanischen mit der thermischen Aktivierung der Teilschritt der thermischen Aktivierung bei deutlich niedrigeren Temperaturen erfolgen kann, als dies bei der reinen thermischen Aktivierung der Fall ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die thermische Aktivierung bei einer Temperatur von weniger als 600 °C, bevorzugt weniger als 500 °C durchgeführt.
Bei einer rein thermischen Aktivierung sind Temperaturen von 850 °C oder mehr üblich.
Somit kann zum einen Energie eingespart werden und so wenigstens teilweise der
Energiebedarf für die mechanische Aktivierung eingespart werden. Zum anderen hat aber auch die Reduktion der Höchsttemperatur weitere positive Auswirkungen, beispielswiese eine Reduktion der thermischen Bildung von Stickoxiden oder die
Vermeidung von ungewollten Produktveränderungen, beispielsweise
Farbveränderungen durch Aufoxidation farbgebender Bestandteile.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die mechanische Aktivierung in
Schritt b) mit einem Energieeintrag pro Mahlraumvolumen von wenigstens 100 kW / m3, bevorzugt von wenigstens 200 kW/m®, durchgeführt. . Ein üblicher Wert für eine
Kugelmühle als Beispiel einer Feinstmühle liegt üblicherweise eher bei 20 kW/ m3 und somit deutlich niedriger (und energetisch günstiger). Hierbei ist als das
Mahlraumvolumen das im Inneren der ersten Feinstmühle zur Verfügung stehende
Volumen zu verstehen, also das freie Volumen, wenn kein Material und beispielsweise auch keine Kugeln in der ersten Feinstmühle sind. Zur Mühle gehörende Bauteile, zum
Beispiel eine Welle, die im Inneren beispielsweise beweglich angeordnet ist, zählt somit nicht zum Mahlraumvolumen, da dieses Volumen eben nicht durch Material einnehmbar ist.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die mechanische Aktivierung in
Schritt b) vor der thermischen Aktivierung in Schritt c). Vorteil hierbei ist, dass durch die mechanische Aktivierung, die eben über ein einfaches Vermahlen und damit eine
Reduktion der Partikelgröße hinausgeht, bereits eine Aktivierung und damit eine
Veränderung auf lokaler Ebene des Materials erreicht ist. Dies vereinfacht wiederum eine anschließende thermische Aktivierung deutlich. Es kann beispielsweise angenommen werden, dass in der mechanischen Aktivierung „Sollbruchstellen“ im Material erzeugt werden, sodass die thermische Aktivierung mit wesentlich weniger Aufwand, insbesondere bei deutlich geringerer Temperatur durchgeführt werden kann.
In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die mechanische Aktivierung in
Schritt b) nach der thermischen Aktivierung in Schritt c). Vorteil hierbei ist, dass durch die vorangehende thermische Aktivierung und insbesondere durch die dabei entstehenden gasförmigen Produkte ein leichter mahlbares Material erzeugt wird, welches wiederum dann einfacher in die dritte Stufe (Aktivierung beim Mahlvorgang) gebracht werden kann, sodass die Verweilzeit und damit der Energieeintrag pro Menge Produkt geringer ausfällt.
Gleichzeitig entspricht dieses Produkt von seinen Bindemitteleigenschaften stärker dem rein mechanisch aktivierten Bindemittel, da keine weitere Veränderung nach der mechanischen Aktivierung mehr erfolgt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die erste Feinstmühle kontinuierlich betrieben. Dieses bedeutet, dass sowohl mineralisches Material kontinuierlich in die erste
Feinstmühle eingetragen wird und gleichzeitig kontinuierlich aktiviertes mineralisches
Material entnommen wird. Bevorzugt wird die erste Feinstmühle daher als
Durchlaufmühle mit einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite betrieben.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste Feinstmühle ausgewählt aus der Gruppe umfassend Schwingmühle, Planetenkugelmühle und
Ruhrwerkskugelmuhle. Bevorzugt ist die erste Feinstmühle ausgewählt aus der Gruppe umfassend Planetenkugelmühle und Rührwerkskugelmühle. Diese Mühlentypen haben sich für die mechanische Aktivierung als besonders geeignet herausgestellt, da mit diesen Mühlentypen besonders hohe Energiedichten einbringbar sind. Besonders bevorzugt ist als erste Feinstmühle eine Rührwerkskugelmühle.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine Rührwerkskugelmühle mit einem Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis von 2,5 bis 5 ausgewählt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die erste Feinstmühle mit einem
Mahlkörper-Füllungsgrad von 50 Vol.-% bis 95 Vol.-%, bevorzugt von 60 Vol.-% bis 70 Vol.-%, gefüllt. Hierbei wird das Schüttvolumen der Mahlkörper auf das Volumen der ersten Feinstmühle bezogen wird. Da bei einer einfachen Schüttung der Füllgrad um 64 % und bei einer dichtesten Kugelpackung um 74 % liegt, ergibt sich selbst bei einem theoretischen Mahlkörper-Füllungsgrad von 100% ein entsprechender Freiraum,
welcher beispielsweise von dem zu aktivierenden mineralischen Material eingenommen werden kann. Da der Füllgrad einer Mahlkôrperschüttung aber sehr von der Form und
Gleichfôrmigkeit der Mahlkôrper abhängt, ist es praktisch einfacher hier den Mahlkôrper-
Füllungsgrad eben auf das Schüttvolumen und nicht auf das eigentliche (gefüllte)
Volumen zu beziehen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden Mahlkörper aus Eisen oder einer Eisenlegierung oder aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgewählt.
Bevorzugt werden Mahlkörper aus Eisen oder einer Eisenlegierung ausgewählt.
Insbesondere werden Mahlkörper aus Stahl ausgewählt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden keramische Mahlkörper ausgewählt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden Mahlkörper mit einem
Durchmesser von 1 mm bis 10 mm ausgewählt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Rührwerkskugelmühle mit einer
Umfangsgeschwindigkeit von 2 m/s bis 6 m/s, bevorzugt von 3 m/s bis 5 m/s, besonders bevorzugt von 3,5 m/s bis 4,5 m/s, betrieben.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Rührwerkskugelmühle mit einem Gasvolumenstrom und einem Materialstrom betrieben. Das Verhältnis von
Gasvolumenstrom zu Materialstrom wird derart eingestellt, dass das Verhältnis von
Gasvolumenstrom zu Materialstrom zwischen 0,0001 m3kg und 5 m°/kg, vorzugsweise zwischen 0,1 m3/kg und 2 m°/kg liegt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Trocknen und Zerkleinern in
Schritt a) auf eine Restfeuchte kleiner 1 Gew.-% und eine Korngröße kleiner 2 mm.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das mineralische Material ausgewählt aus der Gruppe umfassend Ton, Asche, insbesondere Flugasche,
Belitzementklinker, Altbetonfeinanteile, Schlacke, Schichtsilikate und Gerüstsilikate.
Besonders bevorzugt wird als mineralische Material Ton oder eine Mischung aus Ton und einem weiteren Material oder mehreren weiteren Materialien ausgewählt aus der
Gruppe umfassend Asche, insbesondere Flugasche, Belitzementklinker,
Altbetonfeinanteile, Schlacke, Schichtsilikate und Gerüstsilikate.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das mineralische Material zusammen mit 0,1-50 Gew.-% Quarz oder Korund mechanisch aktiviert.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird nach dem Entnehmen des aktivierten mineralischen Materials das aktivierte Material zur Ermittlung der Aktivierung untersucht. Dieses kann entweder nach nur einem Aktivierungsschritt (mechanisch oder thermisch) oder nach beiden Aktivierungsschritten erfolgen. Bevorzugt erfolgt es zu beiden Punkten, sodass die Aktivierung in beiden aufeinander folgenden Schritten ermittelt werden kann. Hierdurch wird eine Optimierung beider Aktivierungsschritte möglich. Zur Untersuchung wird oder werden ein Verfahren oder mehrere Verfahren ausgewählt aus der Gruppe umfassend IR-Spektroskopie, RAMAN-Spektroskopie,
Röntgenbeugungsanalyse, Warmeflusskalorimetrie, Thermogravimetrie,
Rasterelektronenmikroskopie, Partikelgréf3en- und/oder Partikelformanalyse, NMR-
Spektroskopie. Besonders bevorzugt wird zur Untersuchung ein Verfahren oder mehrere
Verfahren ausgewählt aus der Gruppe umfassend IR-Spektroskopie, RAMAN-
Spektroskopie, Rôntgenbeugungsanalyse, Wärmeflusskalorimetrie.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird als Gas fur den Gasstrom durch die erste Feinstmühle ein Gas ausgewählt und verwendet, welches ein Gas oder mehrere
Gase ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Stickstoff, Argon, Kohlendioxid,
Wasserdampf, Kohlenmonoxid, Wasserstoff, Kohlenwasserstoff, insbesondere Methan,
Ethan, Propan und Butan. Besonders bevorzugt weist das Gas hauptsächlich (mehr als 50 Vol.-%) Stickstoff, Kohlendioxid oder Wasserdampf auf. Besonders bevorzugt weist das Gas weniger als 1 Vol.-%, bevorzugt weniger als 0,1 Vol.-%, Sauerstoff auf.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das mineralischen Material in
Schritt b) mit einem flüssigen oder festen Reduktionsmittel vermahlen. Beispielsweise kann Kohle beziehungsweise Kohlenstaub als festes Reduktionsmittel verwendet werden. Beispielsweise kann ein flüssiger Kohlenwasserstoff als flüssiges
Reduktionsmittel verwendet werden. Die Zugabe dient beispielsweise zum einen dazu,
eine Aufoxidation, beispielsweise von Eisen, zu verhindern. Gleichzeitig kann dieses genutzt werden, um einen gewünschten neutralen Grauton des fertigen Produkts einzustellen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Mahlen in Schritt b) bei 100 °C bis 250 °C Materialtemperatur. Diese erhöhte Temperatur ist vorteilhaft, um eine
Kondensation von Wasser zu vermeiden und gegebenenfalls weiteres Wasser austragen zu kônnen. Insbesondere wenn die thermische Aktivierung in Schritt c) vor der mechanischen Aktivierung in Schritt b) erfolgt, kann dieses bereits durch die Temperatur, mit der das Material eingebracht wird, erreicht werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt nach dem mechanischen
Aktivieren in Schritt b) eine Trennung des aktivierten mineralischen Materials in eine erste
Fraktion und eine zweite Fraktion, wobei die erste Fraktion zur weiteren mechanischen
Aktivierung in Schritt b) zurückgeführt wird. Die zweite Fraktion wird als Produkt entnommen (wenn die thermische Aktivierung in Schritt c) vor der mechanischen
Aktivierung in Schritt b) durchgeführt wurde) oder der thermischen Aktivierung in Schritt c) zugeführt (wenn die thermische Aktivierung in Schritt c) nach der mechanischen
Aktivierung in Schritt b) durchgeführt wurde).
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die thermische Aktivierung in
Schritt c) in einem Flugstromreaktor oder einem Drehrohrofen durchgeführt. Bevorzugt wird ein Flugstromreaktor verwendet.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Bindemittel, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.
Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 erstes beispielhaftes Ablaufdiagramm
Fig. 2 zweites beispielhaftes Ablaufdiagramm
In Fig. 1 ist ein erstes Verfahren anhand eines ersten beispielhaften Ablaufdiagrammes stark schematisch dargestellt. Beispielsweise wird ein Ton in die Hammermühle 10 eingebracht, dort zerkleinert und über einen Steigrohrtrockner 20 in ein Eduktsilo 30 gefôrdert. Der so vorzerkleinerte und getrocknete Ton wird in eine erste Feinstmühle 40 (eine Rührwerkskugelmühle mit Mahlkôrper-Füllungsgrad von 65%, wobei als
Mahlkôrper Stahl-Kugeln mit einem Durchmesser von 4 mm verwendet werden) überführt. Der Energieeintrag beträgt 350 kW/ m3. Die Rührwerkskugelmühle hat ein
Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis von 4 und wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 4 m/s betrieben. Das Verhältnis von Gasvolumenstrom zu Materialstrom beträgt 0,01 m%kg. Das aus der ersten Feinstmühle 40 entnommene Material wird in einem Sichter 50 getrennt. Das feine Material wird zum Eingang der ersten Feinstmühle 40 zurück transportiert und das grobe aktivierte Material wird in eine thermische
Behandlungsvorrichtung 90, bevorzugt ein Flugstromreaktor, überführt und dort bei beispielsweise 450 °C thermisch aktiviert. Das fertige Produkt kann dann der thermischen
Behandlungsvorrichtung 90 entnommen und in ein Produktsilo 60 überführt werden.
Fig. 2 zeigt ein alternatives zweites Verfahren anhand eines ersten beispielhaften
Ablaufdiagramms. Der Unterschied zu dem in Fig. 1 gezeigten ersten Verfahren ist, dass die thermische Aktivierung vor der mechanischen Aktivierung erfolgt. Beispielsweise wird ein Ton in die Hammermühle 10 eingebracht, dort zerkleinert und über einen
Steigrohrtrockner 20 in ein Eduktsilo 30 gefördert. Der so vorzerkleinerte und getrocknete
Ton wird in eine thermische Behandlungsvorrichtung 90, bevorzugt ein Flugstromreaktor, überführt und beispielsweise bei 450 °C thermisch aktiviert. Anschließend wird der teilaktivierte Ton in eine erste Feinstmühle 40 (eine Rührwerkskugelmühle mit
Mahlkérper-Fullungsgrad von 65 %, wobei als Mahlkörper Stahl-Kugeln mit einem
Durchmesser von 4mm verwendet werden) überführt. Der Energieeintrag beträgt 350 kW / m3. Die Rührwerkskugelmühle hat ein Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis von 4 und wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 4 m/s betrieben. Das Verhältnis von
Gasvolumenstrom zu Materialstrom beträgt 0,01 m3/kg. Das aus der ersten Feinstmühle entnommene Material wird in einem Sichter 50 getrennt. Das feine Material wird zum
Eingang der ersten Feinstmühle 40 zurück transportiert und das grobe aktivierte Material wird in ein Produktsilo 60 überführt.
Bezugszeichen
10 Hammermühle 20 Steigrohrtrockner 30 Eduktsilo 40 erste Feinstmühle
Sichter 60 Produktsilo 90 thermische Behandlungsvorrichtung
Claims (15)
1. Verfahren zur kombinierten thermischen und mechanischen Aktivierung von mineralischem Material, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Trocknen und Grobzerkleinern des mineralischen Materials, b) Mahlen und mechanische Aktivierung in einer ersten Feinstmühle (40), c) thermische Aktivierung in einer thermischen Behandlungsvorrichtung (90), wobei Schritt b) vor Schritt c) oder Schritt c) vor Schritt b) durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Aktivierung bei einer Temperatur von weniger als 600 °C, bevorzugt weniger als 500 °C durchgeführt wird.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Aktivierung in Schritt b) mit einem Energieeintrag pro Mühlenvolumen von wenigstens 100 kW/ m3, bevorzugt von wenigstens 200 kW / m3, durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Feinstmühle (40) kontinuierlich betrieben wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Feinstmühle (40) ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Schwingmühle, Planetenkugelmühle und Rührwerkskugelmühle.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Feinstmühle (40) eine Rührwerkskugelmühle ist.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rührwerkskugelmühle mit einem Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis von 2,5 bis 5 ausgewählt wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Feinstmühle (40) mit einem Mahlkörper-Füllungsgrad von 50 Vol.- % bis 95 Vol.-%, bevorzugt von 60 Vol.-% bis 70 Vol.-%, gefüllt wird, wobei das
Schüttvolumen der Mahlkôrper auf das Volumen der ersten Feinstmühle (40) bezogen wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührwerkskugelmühle mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 2 m/s bis 6 m/s, bevorzugt von 3 m/s bis 5 m/s, besonders bevorzugt von 3,5 m/s bis 4,5 m/s, betrieben wird.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührwerkskugelmühle mit einem Gasvolumenstrom und einem Materialstrom betrieben wird, wobei das Verhältnis von Gasvolumenstrom zu Materialstrom derart eingestellt wird, dass das Verhältnis von Gasvolumenstrom zu Materialstrom zwischen 0,0001 m%kg und 5 m°/kg, vorzugsweise zwischen 0,1 m3/kg und 2 m°/kg liegt.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknen und Zerkleinern in Schritt a) auf eine Restfeuchte kleiner 1 Gew.-% und eine Korngröße kleiner 2 mm erfolgt.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mineralische Material ausgewählt wird aus der Gruppe umfassend Ton, Asche, insbesondere Flugasche, Belitzementklinker, Altbetonfeinanteile, Schlacke, Schichtsilikate und Gerüstsilikate.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem mechanischen Aktivieren in Schritt b) eine Trennung des aktivierten mineralischen Materials in eine erste Fraktion und eine zweite Fraktion, wobei die erste Fraktion zur weiteren mechanischen Aktivierung in Schritt b) zurückgeführt wird, und wobei die zweite Fraktion als Produkt entnommen oder der thermischen Aktivierung in Schritt c) zugeführt wird.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Aktivierung in Schritt c) in einem Flugstromreaktor oder einem Drehrohrofen durchgeführt wird.
15. Bindemittel hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| LU503621A LU503621B1 (de) | 2023-03-13 | 2023-03-13 | Kombinierte mechanische und thermische Aktivierung von Tonen |
| PCT/EP2024/056409 WO2024188959A1 (de) | 2023-03-13 | 2024-03-11 | Kombinierte mechano-chemische und thermische aktivierung von tonen |
Applications Claiming Priority (1)
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| RU2209824C2 (ru) * | 2001-10-08 | 2003-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Алтайская сырьевая компания" | Способ приготовления глинопорошка |
| US20110233314A1 (en) * | 2008-10-09 | 2011-09-29 | Imerys | Grinding method |
| DE102015106109A1 (de) | 2015-04-21 | 2016-10-27 | Zoz Gmbh | Verfahren zur tribochemischen Aktivierung von Bindemitteln und Zusatzstoffen |
| WO2017008863A1 (de) | 2015-07-16 | 2017-01-19 | Loesche Gmbh | Verfahren und anlagenanordnung zum aufbereiten und aktivieren eines rohstoffes |
| EP3909682A1 (de) | 2020-05-14 | 2021-11-17 | Gebr. Pfeiffer SE | Verfahren und wälzmühle zum thermomechanischen aktivieren eines tongemischs |
-
2023
- 2023-03-13 LU LU503621A patent/LU503621B1/de active IP Right Grant
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