Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Energiesparende Zementherstellung nach der gesteuerten Mineralbildung durch Optimierung der Rohmehlaufbereitung, Abschlußbericht des Forschungsprojekts , Berichtszeitraum: 01.02.02 - 30.09.06
Untersucht wird die Frage, ob durch eine optimale Vergröberung des Rohmehls zur Zementherstellung neben einem reduzierten Energieaufwand für den Mahlprozess auch eine gesteuerte Mineralbildung und gegebenenfalls Ausbildung einer silikatreichen Schmelze in einem niedriger schmelzenden Eurektikum erreicht werden kann. Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass durchaus durch die Vergröberung des Calcitanteils eine temporäre Verschiebung des Chemismus der 'Restprobe' erreicht werden kann. In der Folge wird versucht, mit einem 100% Fraktionsanteil des Calcits im Bereich 200-500 Mikrometer Versuchsparameter zu eruieren, die eine Verschiebung des CAS bis 30/20/50, die dann zu einer Aufschmelzung im ternären Eutektikum Wollastonit/Anorthit/SiO2/Schmelze führt. Ein Schmelz/Reaktionsverlauf ist skizziert. Der Verlauf ist wie folgt: bei einem CAS von 30/20/50 tritt die erste Schmelze bei 1170 Grad C auf. Unter Erhöhung der Temperatur auf 1450 Grad C wird zunächst SiO2 aufgeschmolzen, die Schmelzzusammensetzung folgt dann der kotektischen Linie Wollastonit/Anorthit. Bei 1450 Grad C wandert die Zusammensetzung in das Primärausscheidungsfeld des Anorthits bis zum CAS 30/20/50 (unter der Annahme, dass kein weiteres CaO eingebunden wird). Wird nun CaO eingebunden, folgt die Schmelze der 1450 Grad C Isotherme im Primärausscheidungsfeld des Anorthits. Anorthit reagiert dann mit der Schmelze unter Bildung von Wollastonit auf der Alkemade Linie zwischen Anorthit und Wollastonit, verläuft weiter auf der 1450 Grad C Isotherme im Primärausscheidungsfeld des Wollastonit, trifft auf die Kotektikale Wollastonit, Rankinit. Die Schmelze reagiert mit Wollastonit und bildet Rankinit. Dann verläuft die Zusammensetzung der Schmelze weiter auf der 1450 Grad C Isotherme im Primärausscheidungsfeld des Rankinits und trifft auf die Kotektikale Rankinit, Belit. Nunmehr reagiert die Schmelze mit Rankinit und bildet Belit. Weiter verläuft die Schmelze auf der 1450 Grad C Isotherme des Belits und trifft die Kotektikale Belit, Gehlenit. Nunmehr wird die Thermische Schwelle bei T6 mit 1545 Grad C 'durchtunnelt' und es koexistieren neben Schmelze, allerdings mit abnehmendem Massenanteil, Belit und Gehlenit, bis bei 1450 Grad C wieder die Kotektikale Belit, Gehlenit getroffen wird. Ab da läuft die Schmelze wieder auf der 1450 Grad C Isothermen des Belit-Primärausscheidungsfeldes, trifft dann auf die Kotektikale Belit, CA und erreicht letztlich die Klinkerparagenese Alit, Belit und Aluminat (Schmelze). So wäre es möglich über ein niedrigschmelzendes Eutektikum energieeinsparend einen Klinkerbrand durchzuführen (die Gesamt-Reaktionsenthalpie bleibt naturgemäß unverändert). Allerdings ist bedingt durch die günstigere Kinetik der Reaktionen über die früh vorhandene Schmelzphase eine Erhöhung des Durchsatzes im Drehrohrofen zu erzielen.
Energiesparende Zementherstellung nach der gesteuerten Mineralbildung durch Optimierung der Rohmehlaufbereitung, Abschlußbericht des Forschungsprojekts , Berichtszeitraum: 01.02.02 - 30.09.06
Untersucht wird die Frage, ob durch eine optimale Vergröberung des Rohmehls zur Zementherstellung neben einem reduzierten Energieaufwand für den Mahlprozess auch eine gesteuerte Mineralbildung und gegebenenfalls Ausbildung einer silikatreichen Schmelze in einem niedriger schmelzenden Eurektikum erreicht werden kann. Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass durchaus durch die Vergröberung des Calcitanteils eine temporäre Verschiebung des Chemismus der 'Restprobe' erreicht werden kann. In der Folge wird versucht, mit einem 100% Fraktionsanteil des Calcits im Bereich 200-500 Mikrometer Versuchsparameter zu eruieren, die eine Verschiebung des CAS bis 30/20/50, die dann zu einer Aufschmelzung im ternären Eutektikum Wollastonit/Anorthit/SiO2/Schmelze führt. Ein Schmelz/Reaktionsverlauf ist skizziert. Der Verlauf ist wie folgt: bei einem CAS von 30/20/50 tritt die erste Schmelze bei 1170 Grad C auf. Unter Erhöhung der Temperatur auf 1450 Grad C wird zunächst SiO2 aufgeschmolzen, die Schmelzzusammensetzung folgt dann der kotektischen Linie Wollastonit/Anorthit. Bei 1450 Grad C wandert die Zusammensetzung in das Primärausscheidungsfeld des Anorthits bis zum CAS 30/20/50 (unter der Annahme, dass kein weiteres CaO eingebunden wird). Wird nun CaO eingebunden, folgt die Schmelze der 1450 Grad C Isotherme im Primärausscheidungsfeld des Anorthits. Anorthit reagiert dann mit der Schmelze unter Bildung von Wollastonit auf der Alkemade Linie zwischen Anorthit und Wollastonit, verläuft weiter auf der 1450 Grad C Isotherme im Primärausscheidungsfeld des Wollastonit, trifft auf die Kotektikale Wollastonit, Rankinit. Die Schmelze reagiert mit Wollastonit und bildet Rankinit. Dann verläuft die Zusammensetzung der Schmelze weiter auf der 1450 Grad C Isotherme im Primärausscheidungsfeld des Rankinits und trifft auf die Kotektikale Rankinit, Belit. Nunmehr reagiert die Schmelze mit Rankinit und bildet Belit. Weiter verläuft die Schmelze auf der 1450 Grad C Isotherme des Belits und trifft die Kotektikale Belit, Gehlenit. Nunmehr wird die Thermische Schwelle bei T6 mit 1545 Grad C 'durchtunnelt' und es koexistieren neben Schmelze, allerdings mit abnehmendem Massenanteil, Belit und Gehlenit, bis bei 1450 Grad C wieder die Kotektikale Belit, Gehlenit getroffen wird. Ab da läuft die Schmelze wieder auf der 1450 Grad C Isothermen des Belit-Primärausscheidungsfeldes, trifft dann auf die Kotektikale Belit, CA und erreicht letztlich die Klinkerparagenese Alit, Belit und Aluminat (Schmelze). So wäre es möglich über ein niedrigschmelzendes Eutektikum energieeinsparend einen Klinkerbrand durchzuführen (die Gesamt-Reaktionsenthalpie bleibt naturgemäß unverändert). Allerdings ist bedingt durch die günstigere Kinetik der Reaktionen über die früh vorhandene Schmelzphase eine Erhöhung des Durchsatzes im Drehrohrofen zu erzielen.
Energiesparende Zementherstellung nach der gesteuerten Mineralbildung durch Optimierung der Rohmehlaufbereitung, Abschlußbericht des Forschungsprojekts , Berichtszeitraum: 01.02.02 - 30.09.06
Rammensee, Werner (Autor:in) / Loerke, Paul (Autor:in) / Simons, Bruno (Autor:in) / Nebolsin (Autor:in) / Friedrich (Autor:in) / Steinberger (Autor:in)
2006
97 Seiten, 46 Bilder, 25 Tabellen
Report
Deutsch
| British Library Conference Proceedings | 2003
Energetische Optimierung der Zementherstellung
| TEWISS Verlag | 2019