JPH07505822A - 褐炭フライアッシュの利用方法 - Google Patents
褐炭フライアッシュの利用方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
褐炭フライアッシュの利用方法
〔技術分野〕
本発明は、褐炭法、特に乾燥状態の静電フィルタ灰を利用してレンガ材料を形成
する方法に関する。
瀝青炭灰と褐炭法とは、燃料の種類および燃焼プロセスの違いのため、その一般
的な化学的および鉱物学的組成が異なるだけでなく、その構造も異なる。と青炭
を中ないし高温で燃焼させた瀝青炭灰の場合にはガラス状に溶融する部分力(多
く、褐炭法に比べて量が非常に少ない。
褐炭法は非常に量が多く、埋め立て地に捨てる量を減らすための種々の研究が行
われてきている。例えば、褐炭法を褐炭ガス脱硫石膏その他と組み合わせて、鉱
坑や露天掘り鉱山を環境に影響しないように埋めるための安定剤として使用する
ことが知られている。
これに対し、ドイツ連邦共和国ラインラント褐炭鉱地域で年にほぼ500万トン
生じる褐炭フライアッシュをケイ灰レンガの製造に使用することにつ(1ては、
全(適していないことがわかっている。これについては、ヴイットネベン著「フ
ライアッシュを加えることによるケイ灰レンガの製造における石灰およびエネル
ギ消費を削減するための有効な方法J (U、Wittneben、−Moeg
lichkeiten zurReduzierung des Kalk −
und Energiebedarfs bei der Kalksands
tein |
herstellung durch den Zusaltz von Fl
ugsche”、BundesverbandKalksandsteinin
dustrie eV、 1987)、特にその第2図1こ許ししAoDE−A
−4039091には、ケイ灰レンガの製造に褐炭フライアッシュを使用して比
較的良好な強度が得られることが示されているが、この灰は遊離石灰を非常に豊
富に含んでおり、その結果、化学結合容量が大きくなっているからである。
しかし、そのような灰は僅かしか発生せず、埋め立て地に捨てられる褐炭法の量
を太き(減らすことはできない。
本発明は、高品質の建設材料を製造するために大量の褐炭圧を使用することので
きる方法を提供することを目的とする。
この目的は、粒度の下限が約500μmより大きい粗い部分を機械的に分離し、
粒度の上限が約500μmより小さい残りの部分または微細な石英砂を主成分と
して含む微細な部分から機械的に分離された粒度が約100μmより小さい非常
に微細な部分については、必要な場合にはその部分にまだ含まれている石炭粒子
、コークス粒子および木粒子の少なくとも大部分を機械的に取り除いて、レンガ
の製造に利用し、微細な部分については必要に応じてその部分にまだ含まれてい
る石炭粒子、コークス粒子および木粒子の少なくとも大部分を機械的に取り除い
て、石英砂を必要とする建築材料の製造に使用することにより達成される。
本発明のさらに詳しい内容については、以下の説明および従属請求項に示す。
本発明について添付図面を参照してさらに詳しく説明する。
図1は褐炭圧の利用に関する流れ図。
図2ないし図5は図1の流れ図からの一部の利用に関する流れ図。
褐炭圧は一般にその大部分が乾燥静電フィルタ灰であり、湿った灰は少ない。
初段の静電フィルタで生じる静電フィルタ灰(重量で静電フィルタ灰の90%)
は、量が多いだけでなく、粒度の大きな灰成分を含んでいる。これに対し、2段
目で生じる静電フィルタ灰、そして必要な場合には3段目の静電フィルタで生じ
る静電フィルタ灰は、非常に微細なものとなっている。
静電フィルタ灰は石英砂と加熱された粘土鉱物とを含み、一般にはこれらがその
重量の70ないし90%を占める。静電フィルタ灰はまた、石灰、硫酸塩、その
他のアルミン酸塩およびフェライト、さらに石炭粒子、コークス粒子および木粒
子からなるガラス状粒子を含んでいる。
この静電フィルタ灰について、最初に、粒度の上限が約500μmより小さく、
望ましくは約300μm1さらには約200ないし250μmより小さい微細な
部分および非常に微細な部分を部分■とし、粒度の下限が約500μmより太き
(、望ましくは約300μm1さらには約200ないし250μmより大きい部
分■から機械的に分離、特にスクリーン分けする。部分■には基本的に、上述し
た粒度の範囲で分離したことにより、微細な石英砂および粘土鉱物、さらにはそ
の他のアルミン酸塩、フェライト、石灰含有物および硫酸塩成分を含み、微細な
石炭粒子、コークス粒子および木粒子を含む。部分Hには、基本的に、比較的粗
い石英砂および比較的粗い石炭粒子、コークス粒子および木粒子を含む。特に、
初段の静電フィルタで生じた褐炭フライアッシュだけは分離を行い、分離された
部分Iを2段目以降の静電フィルタで生じた褐炭圧と一緒に、または別に処理す
る。この2段目以降の静電フィルタで生じた褐炭圧には、基本的に、非常に微細
に分解された粘土鉱物を主成分として含んでいる。
部分■をさらに使用目的に応じて機械的に分離する。
この機械的分離では例えばスクリーンまたはシフターを用い、粒度の上限が約1
00μmより小さく特に約40ないし70μmより小さい部分■(非常に微細な
部分)と、粒度の下限が約100μmより大きく特に約40ないし70μmより
大きい部分■(微細な部分)とに分ける。部分■は主に加熱された粘土鉱物を含
み、上述した微量成分が除かれ、非常に微細な石炭粒子、コークス粒子および木
粒子を含む。必要な場合にはこれらの粒子をさらに分離し、事実上加熱された粘
土鉱物からなる部分■と、可燃性残留物からなる部分■とを得る。部分■は、そ
のまま、あるいは部分■としてレンガ製造に利用する。部分■は基本的に、褐色
に染まった部分を含む。
2段目以降の静電フィルタ灰は基本的に非常に微細に分割された加熱された粘土
鉱物を含むので、必要な場合には2段目の静電フィルタ灰、さらに必要な場合に
は他の静電フィルタ灰を部分■に加えて処理することもできる。
部分■は基本的に石英砂と部分Iに分離されずに残った少しの成分とを含むが、
基本的に粘土鉱物は含まず、特に、ケイ灰レンガや多孔コンクリートブロックな
どのカルシウム・ハイトロンリケード結合された建設材料に利用することができ
る。その理由は、上述したようにして得られた石英砂は、オートクレーブ処理中
にシリカが活性化されてカルシウム・ハイドロシリケートを形成するのに適して
おり、このため、堆積により得られる通常の石英砂に比較して、オートクレーブ
の時間が短縮され、また圧力が低圧で済むからである。
部分■を望ましくはシフターにより得ると、石炭粒子、コークス粒子および木粒
子の量が少ないので、それをそのまま使用することができる。しかし、これらの
員が多い場合には、それらの粒子を例えばシフターにより分離しなければならな
い。
残った部分■から可燃性材料を分離する。このためにはシフターや風力分級を用
いることが望ましいが、石炭粒子、コークス粒子および木粒子と部分■の別の成
分との間の比重の差を利用した池の分離方法を用いることもできる。得られた部
分■は基本的に石英砂により構成される。もう一方の部分■は可燃性材料で構成
され、必要な場合には燃焼サイクルに戻すことができる。
このようにして部分■として得られた石英砂は、部分■と同様に、ケイ灰レンガ
その池のようなカル/ラム・ハイドロソリケート結合による成形品の製造に利用
できる。すなわち、石英砂、石灰および水を互いに混合し、その混合物を反応器
内で消和した後に、ケイ灰レンガ・プレス機により15ないし2ON/mm2あ
るいはそれ以上の圧力を加えて圧縮して成形品とし、この成形品を約200℃の
飽和水蒸気下で3ないし8時間オートクレーブ処理する。これにより、白っぽい
灰色の成形品、例えば壁用レンガを孔のないレンガあるいは孔のパターンが設け
られた孔レンガとして製造できる。この場合、天然の石英砂堆積物を用いる必要
はなく、埋め立て地に捨てる必要もない。また、この処理は、従来のケイ灰レン
ガの製造に比較して力強く便利である(オートクレーブ時間が短く、圧力が低い
)。
カル/ラム・ハイトロンリケード結合による軽量な建設材料を製造するために、
図4.5に示すように、得られた石英砂を挽き砕いて使用することもできる。図
4に示す方法では、得られた石英砂を挽き砕いたものと、石灰(Cab)、ポル
トランドセメント、水、およびガス放出剤(AI粉末)とから多孔コンクリート
を製造する。このためには、原料を計量し、混合し、その混合物を成形する。こ
のとき、ガス放出剤からガスの泡が生成され、これが混合物を多孔質にする。固
化した多孔質塊を切断し、オートクレーブ処理し、それを積み重ねて貯蔵し、バ
ッキングする。
図5の方法では、得られた石英砂を挽き砕いたものと、消石灰、ポルトランドセ
メント、水、泡および速効バインダとから、カルシウム・ハイトロンリケード結
合による軽量な建築材料を製造する。このとき、石英砂、ポルトランドセメント
、消石灰および水からなる原料混合物に適切な泡、例えば表面活性剤の泡を加え
、特別の無機熱活性高速バインダを特に成形の直前に原料混合物に加えることに
より、取扱い、積み重ねおよびオートクレーブへの導入が可能な強度のグリーン
レンガを得る。無機熱活性高速バインダとしては、例えば、EP −B −01
19662に示されたもの、すなわち例えば高アルミナセメント、クエン酸無水
物、焼き石膏および石膏無水物を水和石灰の存在下で含むものを用いることがで
きる。原料混合物を連続的に型に入れて柱状に成形し、その間に例えば高周波電
界で熱処理する。グリーンレンガを切断した後にオートクレーブ処理し、積み重
ね、貯蔵し、バッキングして運び出す。
石英砂はまた、セメントと一緒に処理することにより、多孔コンクリートの成形
品のような軽量建設材料を得ることができる。このためには、表面活性剤の泡あ
るいはタンパク質の泡のような適切な泡を添加し、攪拌した混合物から作ったグ
リーンレンガを上述した方法でオートクレーブする。
必要な場合には、得られた石英砂から製造された上述の成形品をさらに例えばの
赤泥を望ましくは工ないし5重量%加えるか、または高色付は鉱物添加物を添加
する。
軽量建設材料に要求されるバルク密度によっては、得られた石英砂をブレーン値
で約1500ないし4000cm2/gの比表面積となるように挽き砕いてもよ
い。
さらにこの石英砂は、モルタル、プラスタ、コンクリートその他の微細な砂とし
て利用することもでき、鋳型砂として利用することもできる。天然の砂は通常で
5重1%程文の水分を含んでいるため乾燥させる必要があるが、乾燥静電フィル
タ灰か得られた石英砂はあらためて乾燥する必要はない。
一方、部分Iについてもノツターにより同様に分離し、実質的に石炭粒子、コー
クス粒子および木粒子からなる可燃性部分Xを取り除く。残った部分■には、実
質的に石英砂と粘土鉱物とにより構成される。この部分■は同様にレンガ製造に
利用される。
裏張りレンガ、硬質レンガ、舗石レンガなどの一般的なレンガの製造には部分I
および■が特に適しているが、部分■および■が適していないわけではない。部
分■および■は、特に多孔質軽量レンガの製造に適している。
一般的なレンガを製造するためのグリーンレンガは、貧材料(砂、スラグ)に添
加物およびフラックス(低い焼成温度で焼成するためのアルカリ成分であり、約
1ないし2重量%のソーダ、約10重量%の軽石粉末、富アルカリ鉱物ダストま
たはスラリー(例えば上述した赤泥または研磨泥)、約10重量%の挽き砕いた
屑ガラスまたは約10重量%の粘土のいずれかを必要に応じて混合物に加える)
を加え、約5ないし7重量%の水分を加えて土と同等の湿り気の押し固められた
組成物を形成し、この組成物をケイ灰レンガ・プレス機などのプレス機械で15
ないし2ON/mm 2のオーダまたはそれ以上で圧縮することにより成形され
る。これによりそれ自身で安定なグリーンレンガが得られ、これを焼成する。こ
の場合に、ケイ灰レンガなどのレンガは、孔のないレンガとして提供されてもよ
く、適当な孔のパターンが設けられた孔レンガとして提供されてもよい。
焼成の前に、グリーンレンガを乾燥させる。このとき、土と同等の湿りけの環、
境で石灰と反応する褐炭灰のポゾラン成分が微量に存在して強度を高め、グリ
ーンレンガが崩壊しないようにする。このようなポゾラン成分は一般に微量に存
在し、結合剤は一般には不要である。しかし、必要な場合には、約1ないし2重
量%の水ガラスを結合剤として加えることもできる。
このとき、屑ガラスを使用する場合には、適当に挽き砕いたものをフラックスと
して添加することができる。
軽量レンガなどの多孔性の軽量建設材料の場合には、部分■、■、■およびまた
は■のスラリーを混合した後に、必要な場合にはフラックスおよび水と、付加的
な水と、望ましい表面活性剤の泡またはタンパク質の泡とを混合し、原料混合多
孔買体を得る。グリーンレンガの強度は、適当な無機熱活性高速バインダ(上述
した)を添加することにより初期の強度が達成され、原料混合物を適当な入れ物
に蓄える前または後に多孔質にすることができる。この後、原料混合物を連続押
出加工装置の型に入れ、装置内を通過する間に例えば高周波加熱により加熱する
。これにより高速バインダが活性化され、原料混合物が固化する。これをスライ
スしてそれ自身で安定なグリーンレンガを得る。このグリーンレンガを積み上げ
、乾燥して焼成する。原料混合物あるいはスラリーに液化剤その他を加えること
もできる。
部分■、■、■および■にそれぞれ含まれる加熱された粘土鉱物は、レンガを製
造の場合に、加熱されていない粘土で製造する場合に比べて可塑性が小さく、ご
くわずかしか収縮しない。このため、焼成および乾燥時の収縮が小さく、角がは
っきりし、良好な寸法安定性が得られる。
部分1.III、■および■はまた、従来からのレンガ製造における貧材料とし
て使用できる。
さらに、部分■および■は、石灰およびポルトランドセメントを含む建築材料の
結合剤として、ポゾランと共に添加剤として使用することができる。
さらに、非常に微細な成分および石炭粒子、コークス粒子および木粒子を例えば
スクリーンおよびシフターにより分離することで、灰組成の変化を防止すること
ができる。分離された石炭粒子、コークス粒子および本粒子を再生して燃焼サイ
クルに供給することで、燃料の利用率を改善することができる。
湿った灰については、乾燥させた後に、フライアッシュと共に処理して機械的な
分離を行うことができる。
Fig、 2
Fig、 3
補正書の写しく翻訳文)提出書く特許法184条の8)平成6年6月2日
1、特許出願の表示
PCT/EP 92102788
2、発明の名称
褐炭フライアッシュの利用方法
3、詩語出願人
ah 177 21!03−3928−5673本発明は、高品賞の建設材料を
製造するために大量の褐炭床を使用することのできる方法を提供することを目的
とする。
この目的は、粒度の下限が約200ないし500μmより大きい粗い部分を機械
的に分離し、粒度の上限がそれより小さい残りの部分または微細な石英砂を主成
分として含む微細な部分から機械的に分離された粒度が約40ないし100μm
より小さい非常に微細な部分については、必要な場合にはその部分にまだ含まれ
ている石炭粒子、コークス粒子および木粒子の少なくとも大部分を機械的に取り
除いて、レンガの製造に利用し、微細な部分については必要に応じてその部分に
まだ含まれている石炭粒子、コークス粒子および木粒子の少なくとも大部分を機
械的に取り除いて、石英砂を必要とする建築材料の製造に使用することにより達
成される。
本発明のさらに詳しい内容については、以下の説明および従属請求項に示す。
本発明について添付図面を参照してさらに詳しく説明する。
図1は褐炭床の利用に関する流れ図。
図2ないし図5は図1の流れ図からの一部の利用に関する流れ図。
褐炭床は一般にその大部分が乾燥静電フィルタ灰であり、湿った灰は少ない。
初段の静電フィルタで生じる静電フィルタ灰(重量で静電フィルタ灰の90%)
は、鳳が多いだけでなく、粒度の大きな灰成分を含んでいる。これに対し、2段
目で生じる静電フィルタ灰、そして必要な場合には3段目の静電フィルタで生じ
る静電フィルタ灰は、非常に微細なものとなっている。
静電フィルタ灰は石英砂と加熱された粘土鉱物とを含み、一般にはこれらがその
重量の70ないし90%を占める。静電フィルタ灰はまた、石灰、硫酸塩、その
池のアルミン酸塩およびフェライト、さらに石炭粒子、コークス粒子および木粒
子からなるガラス状粒子を含んでいる。
この静電フィルタ灰について、最初に、粒度の上限が約500μmより小さく、
望ましくは約300μm1さらには約200ないし250μmより小さい微細な
部分および非常に微細な部分を部分Iとし、粒度の下限が約500μmより大き
く、望まし特許請求の範囲
1.建設材料を製造するために褐炭床、特に乾燥状態で生じる静電フィルタ灰を
利用する方法において、
粒度の下限が約辺隻笠シ旦5(ト)μmより大きい粗い部分(I)を機械的に分
離し、
粒度の上限が丈扛ヨユ小さい残りの部分(1)または微細な石英砂を主成分とし
て含む微細な部分(IV)から機械的に分離された粒度が約yμ匹1100μm
より小さい非常に微細な部分(m)については、必要な場合にはその部分にまだ
含まれている石炭粒子、コークス粒子および木粒子の少なくとも大部分を機械的
に取り除いて、レンガの製造に利用し、
前記微細な部分(rV)については必要に応じてその部分にまだ含まれている石
炭粒子、コークス粒子および木粒子の少なくとも大部分を機械的に取り除いて、
石英砂を必要とする建築材料の製造に使用することを特徴とする褐炭床の利用方
法。
2、前記粗い部分、前記微細な部分およびまたは前記非常に微細な部分(■、■
、■、■)をふるい分けにより分離する請求項1記載の方法。
3微細な部分と非常に微細な部分(■、■)とをシフターにより分離する請求項
】または2記載の方法。
4、石炭粒子、コークス粒子および本粒子をシフターにより分離する請求項1な
いし3のいずれかに記載の方法。
5、前記粗い部分(II)は、粒度が350μm1特に約200ないし250μ
mを下限として分離される請求項1ないし4のいずれか記載の方法。
6、前記非常に微細な部分(m)は、粒度が約40ないし70μmを上限として
分離される請求項1ないし5のいずれか記載の方法。
7、初段の静電フィルタ段からの褐炭フライアッシュの分離を行い、このときに
分離された非常に微細な部分(III)を次段以降の静電フィルタ段で生じた褐
炭フライアッシュと共に処理する請求項1ないし6のいずれか記載の方法。
8、石炭粒子、コークス粒子および本粒子が実質的に除去された前記粗い部分お
よフロントページの続き
(51) Int、 C1,6識別記号 庁内整理番号C04B 18106
2102−4G7614−4D
8924−4G
I
BO9B 3100 ZAB
CO4B 35100 V
Claims (16)
- 1.建設材料を製造するために褐炭灰、特に乾燥状態で生じる静電フィルタ灰を 利用する方法において、 粒度の下限が約500μmより大きい粗い部分(II)を機械的に分離し、粒度 の上限が約500μmより小さい残りの部分(1)または微細な石英砂を主成分 として含む微細な部分(IV)から機械的に分離された粒度が約100μmより 小さい非常に微細な部分(III)については、必要な場合にはその部分にまだ 含まれている石炭粒子、コークス粒子および木粒子の少なくとも大部分を機械的 に取り除いて、レンガの製造に利用し、 前記微細な部分(IV)については必要に応じてその部分にまだ含まれている石 炭粒子、コークス粒子および木粒子の少なくとも大部分を機械的に取り除いて、 石英砂を必要とする建築材料の製造に使用することを特徴とする褐炭フライアッ シュの利用方法。
- 2.前記粗い部分、前記微細な部分およびまたは前記非常に微細な部分(I、I I、III、IV)をふるい分けにより分リする請求項1記載の方法。
- 3.微細な部分と非常に微細な部分(III、IV)とをシフターにより分離す る請求項1または2記載の方法。
- 4.石炭粒子、コークス粒子および木粒子をシフターにより分離する請求項1な いし3のいずれかに記載の方法。
- 5.前記粗い部分(II)は、粒度が350μm、特に約200ないし250μ mを下限として分離される請求項1ないし4のいずれか記載の方法。
- 6.前記非常に微細な部分(III)は、粒度が約40ないし70μmを上限と して分離される請求項1ないし5のいずれか記載の方法。
- 7.初段の静電フィルタ段からの褐炭フライアッシュの分離を行い、このときに 分離された非常に微細な部分(III)を次段以降の静電フィルタ段で生じた褐 炭フライアッシュと共に処理する請求項1ないし6のいずれか記載の方法。
- 8.石炭粒子、コークス粒子および木粒子が実質的に除去された前記担い部分お よびまたは前記微細な部分(II、IV)を石灰およびまたはセメントとともに 処理し、圧縮して成形品に成形し、これをオートクレーブ処理してカルシウム・ ハイドロシリケート結合成形品を得る請求項Iないし7のいずれか記載の方法。
- 9.石炭粒子、コークス粒子および木粒子が実質的に除去された前記粗い部分お よびまたは前記微細な部分(II、IV)を石灰または消石灰およびまたはセメ ントおよび望ましい泡または孔形成剤とともに挽き砕き、これをオートクレーブ 処理して多孔コンクリートの成形品または孔のなるカルシウム・ハイドロシリケ ート結合成形品を得る請求項1ないし7のいずれか記載の方法。
- 10.固化のための熱活性高速バインダを加え、原料混合物を連続押出加工装置 に通して加熱し、それを分割してそれ自身で安定なグリーンレンガを形成する請 求項9記載の方法。
- 11.前記粗い部分およびまたは前記微細な部分(II、IV)に鉱物色付け添 加剤を望ましくは1ないし5重量%添加することにより色付けして得られた組成 物を成形する請求項8ないし10のいずれか記載の方法。
- 12.石炭粒子、コークス粒子および木粒子が実質的に除去された前記微細な部 分(IV)をモルタル、プラスタ、コンクリートあるいは鋳物砂として使用する 請求項1ないし7のいずれか記載の方法。
- 13.前記残った部分(I)およびまたは前記非常に微細な部分(III)は、 必要な場合には石炭粒子、コークス粒子および木粒子を機械的に取り除いた後に 、約5ないし7重量%の水分で温らせ、レンガ製造のために必要な添加物を加え て混合し、圧縮成形して得られた成形品を焼成する請求項1ないし7のいずれか 記載の方法。
- 14.前記残った部分(I)およびまたは前記非常に微細な部分(III)とレ ンガ製造に必要な添加物とからなる混合物に泡を添加して多孔質とし、これに固 化のための熱活性高速バインダを加え、連続押出加工装置により柱を形成し、こ の柱を分割してそれ自身で安定なグリーンレンガを形成し、このグリーンレンガ を焼成する請求項1ないし7のいずれか記載の方法。
- 15.前記残った部分(I)およびまたは前記非常に微細な部分(III)およ び添加剤を混合した混合物に挽き砕いた屑ガラスを約10重量%加える請求項1 3または14記載の方法。
- 16.前記残った部分(I)およびまたは前記非常に微細な部分(III)は、 石炭粒子、コークス粒子および木粒子を取り除いた後に、石灰およびボルトラン ドセメントを含むマトリックスにポゾラン効果を与える添加物として使用する請 求項1ないし7のいずれか記載の方法。
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