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Title:
METHOD FOR PRODUCING A MOLTEN MINERAL AND SHAPED BRICKS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/015846
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a molten mineral for the production of mineral-fibre products, in particular mineral wool for producing insulation material for the thermal insulation, soundproofing or fireproofing of substrates used in the cultivation of plants, of reinforcement fibres and of fibres used for filtration purposes. According to said method, a feed material is heated in a melting unit until it has reached the melting temperature. Residues originating at least from the production of mineral-fibre products and/or correction material is/are added to the feed material in order to adjust the required composition and viscosity of the molten mineral and said residues and/or correction material is/are comminuted and compressed together with a binding agent to form shaped bricks that are added to the melting unit. The aim of the invention is to develop a method of this type for producing molten mineral for the production of mineral-fibre products or a shaped brick and/or for conducting the correction material directly into the shaft furnace in order to reduce the costs of the raw materials, whilst maintaining the quality of the characteristics of the mineral-fibre products that are to be produced and in particular improving said characteristics in terms of the insulation properties and biosolubility. To achieve this, dried clarification sludge, which at least partly replaces the correction material, is added to the shaped bricks.

Inventors:
NYKIEL GUIDO (DE)
LEISMANN ANDREAS (DE)
GONZALEZ CAPARROS MIGUEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/008636
Publication Date:
February 16, 2006
Filing Date:
August 09, 2005
Export Citation:
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Assignee:
ROCKWOOL MINERALWOLLE (DE)
NYKIEL GUIDO (DE)
LEISMANN ANDREAS (DE)
GONZALEZ CAPARROS MIGUEL (DE)
International Classes:
C03C1/00; C03C1/02; C03C13/06; C03C6/08; (IPC1-7): C03C1/00; C03C1/02; C03C6/08; C03C13/06
Domestic Patent References:
WO2004041735A12004-05-21
WO2004041734A12004-05-21
WO2000076929A12000-12-21
WO1999028248A11999-06-10
WO1996037263A11996-11-28
WO2001042154A12001-06-14
Foreign References:
EP0468414A21992-01-29
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 011, no. 003 (C - 395) 7 January 1987 (1987-01-07)
Attorney, Agent or Firm:
STENGER, WATZKE & RING (Düsseldorf, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer mineralischen Schmelze für die Produktion von Mineralfaserprodukten, insbesondere von Steinwolle zur Herstellung von Dämmstoffen für den Wärme, Schall und Brandschutz, von Substra¬ ten für die Pflanzenzucht, von Verstärkungsfasern und von Fasern für Filt¬ rationszwecke, bei dem ein Aufgabegut in einem Schmelzaggregat bis zum Erreichen der Schmelztemperatur erhitzt wird, wobei dem Aufgabegut Reststoffe zumindest aus der Produktion von Mineralfaserprodukten und/oder Korrekturstoffe zur Einstellung der erforderlichen Zusammenset¬ zung und Viskosität der Schmelze beigefügt werden, wobei die Reststoffe und/oder Korrekturstoffe insbesondere zerkleinert und mit einem Bindemit¬ tel zu Formsteinen gepresst und die Formsteine in das Schmelzaggregat eingegeben werden, dad urch gekennzeichnet, dass den Formsteinen getrockneter Klärschlamm beigefügt wird, der insbe¬ sondere die Korrekturstoffe zumindest teilweise substituiert.
2. Verfahren zur Herstellung einer mineralischen Schmelze für die Produktion von Mineralfaserprodukten, insbesondere von Steinwolle zur Herstellung von Dämmstoffen für den Wärme, Schall und Brandschutz, von Substra¬ ten für die Pflanzenzucht, von Verstärkungsfasern und von Fasern für Filt¬ rationszwecke, bei dem ein Aufgabegut in einem Schmelzaggregat bis zum Erreichen der Schmelztemperatur erhitzt wird, wobei das Aufgabegut ins besondere Reststoffe zumindest aus der Produktion von Mineralfaserpro¬ dukten und/oder Korrekturstoffe zur Einstellung der erforderlichen Zusam¬ mensetzung und Viskosität der Schmelze aufweist, beigefügt werden, dad u rch ge ken nzeichnet, dass getrockneter Klärschlamm direkt in das Schmelzaggregat eingebracht wird, wobei der Klärschlamm insbesondere die Korrekturstoffe zumindest teilweise substituiert.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dad u rch geken nzeichnet, dass Reststoffe und/oder Korrekturstoffe zerkleinert und mit getrocknetem Klärschlamm sowie einem Bindemittel zu Formsteinen gepresst und die Formsteine ergänzend in das Schmelzaggregat eingegeben werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dad u rch gekennzeichnet, dass der getrocknete Klärschlamm staubförmig ungebunden und/oder gra nuliert mit einer Korngröße ≤ 12 mm, insbesondere < 8 mm eingebracht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dad urch geken nzeichnet, dass als Reststoffe erstarrte Schmelzen, abgeschiedene kugelige oder stengelige Glaspartikel und/oder fehlerhafte, bzw. recycelte Produkte der Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfasern, Filterstäube aus dem Herstellungsprozeß, Gemengereste und/oder Teile einer feuerfesten Ofen¬ auskleidung zerkleinert und zu Formsteinen gepresst werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dad urch geken nzeichnet, dass die Reststoffe mit den Korrekturstoffen sowie dem Bindemittel ge¬ mischt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , dad urch geken nzeichnet, dass die Formsteine gemeinsam mit Ergussgesteinen, beispielsweise Ba¬ salt und/oder Diabas und/oder Hochofenschlacke dem Schmelzaggregat zugeführt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dad urch geken nzeichnet, dass der getrocknete Klärschlamm als aus anorganischen silikatischen und/oder aluminatischen und/oder ferritischen bestehenden, insbesondere fein ausgebildeten Partikeln einem zu Formsteinen zu pressenden Roh masse beigefügt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 4, dad urch geken nzeichnet, dass der getrocknete Klärschlamm als Granulat oder staubförmig ungebun den in das Schmelzaggregat eingeblasen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dad urch gekennzeichnet, dass die Formsteine mit zumindest einem anorganischen Bindemittel, ins besondere einem Zement gebunden werden, wobei die Formsteine vor¬ zugsweise mit 9 bis 15 Masse% Bindemittel gebunden werden.
11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dad urch geken nzeichnet, dass der getrocknete Klärschlamm die Korrekturstoffe vollständig substituiert.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dad urch gekennzeichnet, dass die Formsteine mit einem Anteil < 20 Masse% getrocknetem Klär¬ schlamm ausgebildet werden.
13. Verfahren nach Anspruch 4 oder 9, dad urch geken nzeichnet, dass < 5 Masse% des Aufgabegutes als getrockneter Klärschlamm einge¬ bracht, insbesondere eingeblasen wird .
14. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dad urch gekennzeichnet, dass kohlenstoffhaltige Bestandteile des getrockneten Klärschlamms ver¬ gast und insbesondere in vergaster Form verbrannt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturstoffe aus körnigen Erzen, beispielsweise Hämatit oder Magnetit und/oder Reststoffen aus der Kraftwerks und/oder Metallhütten Wirtschaft bestehen und vorzugsweise in einem Umfang von 20 bis 50 Mas se% in den Formsteinen enthalten sind.
16. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dad urch gekennzeichnet, dass die Korrekturstoffe eine Körnung von 0 bis 20 mm, insbesondere von 1 bis 7 mm aufweisen.
17. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturstoffe Erdalkalien, Phosphate und/oder AI2O3 zur Verrin¬ gerung der Viskosität und/oder zur Steigerung der Biolöslichkeit aufweisen.
18. Formstein für die Verwendung in einer mineralischen Schmelze zur Herstel¬ lung von Mineralfaserprodukten, insbesondere von Steinwolle zur Herstel lung von Dämmstoffen für den Wärme, Schall und Brandschutz, von Sub¬ straten für die Pflanzenzucht, von Verstärkungsfasern und von Fasern für Filtrationszwecke, bestehend aus zerkleinerten und mit zumindest einem Bindemittel gebundenen Reststoffen aus der Produktion von Mineralfaser¬ produkten und /oder aus dem Rückbau von Mineralfaserprodukten und/oder Korrekturstoffen zur Einstellung der erforderlichen Zusammenset¬ zung und Viskosität der Schmelze, gekennzeichnet durch getrockneten Klärschlamm als Bestandteil, der insbesondere die Kor¬ rekturstoffe zumindest teilweise substituiert.
19. Formstein nach Anspruch 18, d ad urch geken nzeichnet, dass die Reststoffe erstarrte Schmelzen, abgeschiedene kugelige oder stengelige Glaspartikel und/oder fehlerhafte, bzw. recycelte Produkte der Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfasern, Filterstäube aus dem Herstellungsprozess, Gemengereste und/oder Teile einer feuerfesten O fenauskleidung aufweisen.
20. Formstein nach Anspruch 18, dad urch geken nzeichnet, dass der getrocknete Klärschlamm anorganische silikatische und/oder alu minatische und/oder ferritische, insbesondere fein ausgebildete Partikel aufweist.
21. Formstein nach Anspruch 18, dadurch geken nzeichnet, dass das anorganische Bindemittel als Zement, insbesondere als Portland¬ zement ausgebildet ist, wobei der Bindemittelanteil vorzugsweise 9 bis 15 Masse% beträgt.
22. Formstein nach Anspruch 18, dad u rch ge ken nzeichnet, dass der Anteil des getrockneten Klärschlamms < 20 Masse% ist.
23. Formstein nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass körniges Erz, beispielsweise Hämatit oder Magnetit und/oder Reststof¬ fe aus der Kraftwerks und/oder Metallhüttenwirtschaft vorzugsweise in ei¬ nem Anteil von 20 bis 50 Masse% als Korrekturstoffe vorgesehen ist.
24. Formstein nach Anspruch 18, dad u rch gekennzeichnet, dass die Korrekturstoffe eine Körnung von 0 bis 20 mm, insbesondere von 1 bis 7 mm aufweisen.
25. Formstein nach Anspruch 18, dad urch gekennzeichnet, dass die Korrekturstoffe Erdalkalien, Phosphate und/oder AbO3 zur Verrin gerung der Viskosität und/oder zur Steigerung der Biolöslichkeit aufweisen.
Description:
Verfahren zur Herstellung einer mineralischen Schmelze sowie Formstein

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mineralischen Schmelze für die Produktion von Mineralfaserprodukten, insbesondere von Steinwolle zur Herstellung von Dämmstoffen für den Wärme-, Schall- und Brandschutz, von Sub¬ straten für die Pflanzenzucht, von Verstärkungsfasern und von Fasern für Filtrati¬ onszwecke, bei dem ein Aufgabegut in einem Schmelzaggregat bis zum Erreichen der Schmelztemperatur erhitzt wird, wobei das Aufgabegut insbesondere Reststof¬ fe zumindest aus der Produktion von Mineralfaserprodukten und/oder Korrektur- Stoffe zur Einstellung der erforderlichen Zusammensetzung und Viskosität der Schmelze aufweist, beigefügt werden. Ferner betrifft die Erfindung einen Form¬ stein für die Verwendung in einer mineralischen Schmelze zur Herstellung von Mineralfaserprodukten, insbesondere von Steinwolle zur Herstellung von Dämm¬ stoffen für den Wärme-, Schall- und Brandschutz, von Substraten für die Pflan- zenzucht, von Verstärkungsfasern und von Fasern für Filtrationszwecke, beste¬ hend aus zerkleinerten und mit zumindest einem Bindemittel gebundenen Rest¬ stoffen aus der Produktion von Mineralfaserprodukten und /oder aus dem Rück¬ bau von Mineralfaserprodukten und/oder Korrekturstoffen zur Einstellung der er¬ forderlichen Zusammensetzung und Viskosität der Schmelze.

Dämmstoffe aus Steinwolle dienen zum Wärme-, Schall- und/oder dem Brand¬ schutz. Femer werden Steinwolle-Produkte zur Zucht von Pflanzen oder zur Ver¬ stärkung von z.B. Beschichtungsmassen und sonstigen Produkten oder auch als Fasern für Filtrationszwecke verwendet. Nachfolgend werden die beispielhaft auf- gezählten Steinwolle-Produkte zusammenfassend als Mineralfaserprodukte be¬ zeichnet.

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Herstellung von mineralischen Schmelzen für die Produktion von Mineralfaserprodukten bekannt. Diese Mineral- faserprodukte bestehen aus glasig erstarrten anorganischen Mineralfasern, die mit Hilfe eines Schmelzprozesses hergestellt werden. In diesem Schmelzprozess werden geeignete Rohstoffe geschmolzen und anschließend die derart entstande¬ ne Schmelze in einem Zerfaserungsaggregat zerfasert. Das Zerfasern der Schmelze erfolgt beispielsweise in einem sogenannten Zieh-, Schleuder- oder Blasverfahren. Unmittelbar nach dem Zerfasern werden die Mineralfasern entwe¬ der tröpfchenweise mit Binde- und/oder Imprägniermitteln benetzt oder erhalten einen Überzug aus Binde- und/oder Imprägniermitteln, so dass sie nachfolgend punktweise miteinander verbindbar sind. Die auf diese Weise behandelte Faser¬ masse kann nachfolgend aufgesammelt, verformt und die resultierende Struktur durch Aushärtung der Bindemittel fixiert werden. Verstärkungsfasern und Fasern für Filtrationszwecke werden in der Regel nicht mit Bindemittel und/oder Impräg¬ niermittel behandelt.

Nach der Zusammensetzung der Fasern wird handelsüblich Glaswolle von Stein¬ wolle unterschieden. Steinwolle wird hauptsächlich aus Gemengen aus gebroche¬ nem Ergussgesteinen, wie beispielsweise Basalt oder Diabas und geringen Men¬ gen an Kalkstein, Dolomit und Magnesit als Ergänzungsstoffe und grobstückigen Schlacken hergestellt. Diese Ergänzungsstoffe können jeweils für sich allein oder in unterschiedlichen Mischungen miteinander dem Gemenge beigefügt werden.

In zunehmendem Maße werden die Gemenge aus natürlichen, auf die erforderli¬ che Größe gebrochenen Rohstoffen, durch künstlich hergestellte Körper entspre- chender Größe, Form und Festigkeit ersetzt, die aus verschiedenen Roh- und Reststoffen sowie geeigneten Bindemitteln zusammengesetzt werden. Diese Kör¬ per werden nachfolgend als Formsteine bezeichnet.

Die Formsteine können feinkörnig gebrochene natürliche Gesteine enthalten. Als weitere Komponenten kommen produktionsbedingte Reststoffen hinzu, beispiels¬ weise aus den beim Herstellungsprozess zwangsläufig entstehenden gröberen Bestandteilen, wie Schmelzperlen, die bei regelmäßiger Entleerung der Schmelz¬ öfen anfallende erstarrte Schmelze mitsamt den teilweise aufgeschmolzenen Ge¬ steinsresten und Teilen der Ofenauskleidung aus feuerfesten Baustoffen, sowie den Dämmstoffen oder Substraten, die bei der Besäumung einer endlos herge¬ stellten Faserbahn anfallen. Sonstige produktionsbedingte Reststoffe sind Ver- schnittreste, fehlerhafte Produkte oder aufzuschmelzende gebrauchte Dämmstoffe oder Substrate.

Die produktionsbedingten Reststoffe werden für die Herstellung von Formsteinen aufbereitet, d.h. zerkleinert, gemahlen und anschließend mit Korrekturstoffen ge¬ mischt.

Die körnigen und faserigen Komponenten, die internen Reststoffe und die Korrek¬ turstoffe werden überwiegend mit anorganischen Bindemitteln, zumeist unter Zu- satz von Wasser gemischt und anschließend zu Formkörpern verpresst.

Unter anorganischen Bindemitteln sind allgemein hydraulisch abbindende Zemen¬ te wie Portlandzemente CEM I, aber auch alle Arten von Sonderzementen, wie Tonerdeschmelzzemente zu verstehen. Die Anteile der Bindemittel in den Form- steinen betragen ca. 9 bis 15 Masse-%.

Nach Erreichen einer für die Lagerung im Haufwerk, der Förderung und Beschi¬ ckung ausreichenden Festigkeit der Formsteine - im Allgemeinen sollen die Formsteine nach beispielsweise 3 Tagen eine Mindest-Druckfestigkeit von 3 bis 5 MPa erreichen - werden diese zusammen mit den anderen Rohstoffen oder allein, jedoch immer zusammen mit den erforderlichen stückigen Brennstoffen, dem Schmelzaggregat aufgegeben

Bei entsprechender Korngröße (0 bis 8mm) und Korngrößenverteilung und insbe- sondere bei Korrekturstoffen mit relativ niedrigen Aschegehalten, kann auf die Einbindung im Formstein verzichtet werden, wenn die Korrekturstoffe über eine Direktinjektion in den Schmelzaggregat eingebracht werden können. Hierzu wer¬ den die Korrekturstoffe direkt in den Herdraum des Schachtofens eingeblasen, wo sie im Kontakt mit den heißen Ofengasen schmelzen. Über eine Dosiereinheit kann die Fördergutmenge eingestellt werden. Das Fördergut wird in einem geschlossenen Silo gelagert, gelangt dann in ein Vor¬ ratsbehälter unter dem die Dosiereinheit, z. B. eine Zellradschleuse, für den ent¬ sprechenden Massenstrom sorgt. Als Fördermedium kommt meistens Luft zum Einsatz. Am Ende der Förderleitung befindet sich zumindest eine Lanze, die mittig in eine Primärwinddüse des Schachtofens eingebaut ist, wobei auch mehrere Pri¬ märwinddüsen mit jeweils einer Lanze vorgesehen sein können. Es kann jede Primärwinddüse mit einer Lanze ausgestattet sein. Die Betriebsweise der Einblas¬ anlage ist abhängig vom Verbrennungsverhalten und/oder dem Schmelzverhalten des Förderguts, wobei die Betriebsweise der Einblasanlage in erster Linie vom Verbrennungsverhalten und allenfalls in einem untergeordnetem Maße vom Schmelzverhalten des Förderguts abhängig ist. Die Betriebsweise richtet sich ins¬ gesamt nach dem Aufnahmevermögen der Primärwinddüse oder der Primärwind¬ düsen des Schachtofens.

Mit Hilfe der Korrekturstoffe, die über die Formsteine und/oder pneumatisch ein¬ gebracht werden, wird die erforderliche Zusammensetzung der Gemenge erreicht, die ein gleichmäßiges und rasches Aufschmelzen in dem Schmelzaggregat bewir¬ ken. Gleichzeitig werden dadurch die Temperatur und die Viskosität der entste¬ henden Schmelze so weit beeinflusst, dass ein möglichst wirkungsvoller, gleich- mäßig ablaufender Zerfaserungsprozess erreicht wird.

Korrekturstoffe sind beispielsweise Schlacken aus der Stahlindustrie wie Konver¬ ter oder Gießpfannenschlacken oder Schmelzkammergranulate aus Kohlekraft¬ werken.

Als Korrekturstoffe gelten auch Stoffe, die Eisen in oxidischer und/oder in metalli¬ scher Form enthalten. Geeignete Erze sind Hämatit (Fe2Os) oder Magnetit (Fe3O4), sowie Schlacken aus der Eisen- und Stahlindustrie

Im Schmelzaggregat wird die für die Faserbildung erforderliche Schmelze herge¬ stellt, die sodann dem Zerfaserungsaggregat zugeführt wird. Das Zerfaserungsag- gregat besteht in der Regel aus mehreren mit hoher Rotationsgeschwindigkeit um¬ laufenden und versetzt übereinander angeordneten Walzen .

Die Verarbeitbarkeit der mineralischen Schmelze weist eine starke Abhängigkeit von der Viskosität und der Temperatur der Schmelze auf. Beide Parameter lassen sich durch die Wahl der Rohstoffe gezielt beeinflussen. Darüber hinaus wirkt sich die chemische Zusammensetzung der Schmelze und damit der daraus hergestell¬ ten Mineralfaserprodukte auf deren Biolöslichkeit, d.h. die eventuelle Verweilzeit der Mineralfasern im menschlichen Organismus aus. Diese Biolöslichkeit ergibt sich in einem entscheidendem Maße aus den Anteilen der Oxide und Verbindun¬ gen des Siliziums, Aluminiums, Titans, Natriums, Magnesiums, Kaliums, Kalziums, Eisens sowie deren Verhältnisse zueinander. Für die Biolöslichkeit sind weiterhin auch die Gehalte der Oxide und Verbindungen des Bors und des Phosphors be¬ deutsam.

Eine typische Zusammensetzung einer mineralischen Schmelze für die Produktion von handelsüblicher, biolöslicher Steinwolle setzt sich im wesentlichen wie folgt zusammen:

Aus der US-A-4 617 045 ist ein Verfahren zur Herstellung einer homogenen Schmelze für die Produktion von Mineralwolledämmstoffen bekannt. Diese Dämmstoffe werden aus Abfallprodukten, nämlich zum einen aus der Produktion stammenden Reststoffen und zum anderen aus Zementofenstaub, Schlacken und Asche aus dem Bodensatz hergestellt. Diese Ausgangsmaterialien werden in ei- ner Mischung homogenisiert und mit einem Bindemittel versetzt. Anschließend werden hieraus Formsteine brikettiert, die einem Schmelzaggregat zugeführt wer¬ den. Hierbei werden der hieraus entstehenden Schmelze heiße Verbrennungsab¬ gase zugeführt, um die Schmelze chemisch zu homogenisieren und auf eine vor- bestimmte Temperatur aufzuheizen. Die derart vorbereitete Schmelze wird sodann in üblicher Weise zerfasert.

Die dem Bodensatz entnommene Asche ist ein Rückstand bei der Verbrennung von pulverförmiger Kohle, so dass auch die Aschenrückstände pulverförmig vor- liegen.

Weiterhin beschreibt die WO 97/22563 ein Verfahren zur Herstellung von Mineral¬ fasern. Bei diesem vorbekannten Verfahren ist vorgesehen, dass Formsteine aus mineralischem Material gebildet und anschließend geschmolzen werden. Hierbei bilden die Formsteine lediglich einen Teil einer zu schmelzenden Charge. Die Formsteine weisen ein bestimmtes Material auf, welches aluminiumhaltigen Sand enthält, der mit Gießereirückständen kontaminiert ist. Zusätzlich können die Form¬ steine weitere industrielle Abfälle, wie beispielsweise Konverterschlacke oder an¬ dere Schlacken aus der Stahlherstellung, Glas, Mineralfaserzement, Kraftwerks- asche, Holzasche, Stahlwerksstaub sowie künstlich hergestellte Faserprodukte aufweisen, wobei allerdings der aluminiumhaltige Sand sowie die anderen indus¬ triellen Abfälle zumindest 50 % der Gesamtbestandteile darstellen.

Ein Verfahren zur Herstellung von Mineralfasern ist ferner aus der WO 00/76929 bekannt, wobei die Mineralfasern zumindest 14 Gew.-% AI2O3 aufweisen sollen. Aus dieser Druckschrift ist es bekannt, in einem Ofen eine zu schmelzende Char¬ ge eines Formsteine enthaltenden mineralischen Materials anzuordnen, das nach dem Aufschmelzen aus dem Ofen abgezogen und zerfasert wird. Bei diesem vor¬ bekannten Verfahren ist vorgesehen, dass die Formsteine ein bestimmtes, Alumi- nium enthaltendes Material aufweisen, welches eine Durchschnittsgröße von we¬ niger als 700 μm bei einem Gehalt von zumindest 50 Gew.-% AI2O3 und einer Po¬ rosität von zumindest 20 % aufweist, wobei die Porosität durch Poren mit einem Durchmesser von weniger als 1 μm bereitgestellt wird. Die Formsteine können darüber hinaus Abfallstoffe aus der Produktion und Bindemittel enthalten.

Weiterhin ist aus der WO 99/28248 ein Verfahren zur Herstellung von Mineralfa- sern bekannt, bei dem vorgesehen ist, dass die Mineralfasern zumindest einen Bestandteil von 14 Gew.-% AI2O3 aufweisen, wobei eine Charge eines Ausgangs¬ materials in einem Ofen angeordnet, die Charge in dem Ofen zu einer Schmelze geschmolzen und die Schmelze zu Mineralfasern zerfasert wird. Hierbei soll die Charge Ferrochrom-Schlacke enthalten.

Die WO 99/28252 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Mineralfasern mit einem Anteil von zumindest 14 Gew.-% AI2O3, wobei in einem Schachtofen eine selbsttragende Säule einer mineralischen Charge angeordnet wird, die Formsteine enthält, wobei die Charge zur Bereitstellung einer Schmelze im Basisbereich des Ofens geschmolzen wird, welche Schmelze die für die herzustellenden Mineralfa¬ sern erforderliche Zusammensetzung aufweist. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Schmelze vom Basisbereich des Ofens abgezogen und zerfasert wird. Zumin¬ dest ein Viertel des in der Charge enthaltenen Aluminiums ist als spezielles Alu¬ minium enthaltendes Mineral in den Formsteinen vorgesehen, wobei dieses AIu- minium enthaltende Mineral zwischen 0,5 und 10 Gew.-% metallisches Aluminium, 50 bis 90 Gew.-% AI2O3 und 0 bis 49,5 Gew.-% andere Materialien enthält.

Schließlich offenbart die WO 2004/041734 A1 Verfahren zur Herstellung einer mi¬ neralischen Schmelze für die Produktion von Mineralfasern bei dem zumindest aus der Produktion stammende Reststoffe und Korrekturstoffe zur Einstellung der erforderlichen Zusammensetzung und Viskosität der Schmelze zerkleinert werden, die Reststoffe und die Korrekturstoffe mit einem Bindemittel gebunden und zu Formsteinen gepresst werden, wobei die Formsteine einem Schmelzaggregat zu¬ geführt werden. Bei diesem vorbekannten Verfahren werden Bestandteile der Formsteine zumindest teilweise durch Verbrennungsrückstände substituiert, wobei die Verbrennungsrückstände körnig ausgebildet sind. Demzufolge ist bei diesem vorbekannten Verfahren vorgesehen, dass die mit den aus der Produktion stammenden Reststoffen vermischten Korrekturstoffe für die Herstellung der Formsteine durch Verbrennungsrückstände zumindest teilweise substituiert werden. Durch die Substitution wird eine wesentliche Reduzierung des üblicherweise erforderlichen Bindemittels, insbesondere des Zementanteils erzielt, wodurch sich eine wesentliche Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Herstel¬ lungsverfahrens derartiger Formsteine ergibt. Zu diesem Zweck ist es im Übrigen auch vorgesehen, dass die Verbrennungsrückstände körnig ausgebildet sind, um einen guten Zusammenhalt der Formsteine zu gewährleisten.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die A u f g a b e zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren bzw. einen Formstein zur Herstellung einer mineralischen Schmelze für die Produktion von Mineralfaserprodukten bzw. einen Formstein derart weiterzubilden, dass zum einen die Kosten für die Rohstof- fe gesenkt werden, gleichzeitig aber die Eigenschaften der herzustellenden Mine- ralfaserprodukte nicht verschlechtert und insbesondere hinsichtlich ihrer Dämmei¬ genschaften und Biolöslichkeit verbessert werden.

Die L ö s u n g dieser Aufgabenstellung ist bei einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Reststoffe und/oder Korrektur¬ stoffe insbesondere zerkleinert und mit einem Bindemittel zu Formsteinen ge- presst und die Formsteine in das Schmelzaggregat eingegeben werden, vorgese¬ hen, dass den Formsteinen getrockneter Klärschlamm beigefügt wird, der insbe¬ sondere die Korrekturstoffe zumindest teilweise substituiert.

Bei einer alternativen zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah¬ rens ist als L ö s u n g vorgesehen, dass getrockneter Klärschlamm direkt in das Schmelzaggregat eingebracht wird, wobei der Klärschlamm insbesondere die Kor¬ rekturstoffe zumindest teilweise substituiert Als L ö s u n g der Aufgabestellung wird ferner ein Formstein vorgeschlagen, der getrockneten Klärschlamm als Bestandteil aufweist, wobei der getrocknete Klärschlamm insbesondere die Korrekturstoffe zumindest teilweise substituiert

Die Zusammensetzung des Klärschlamms variiert je nach Herkunft des Abwas¬ sers bzw. je nach Verfahren der Klärschlammaufbereitung.

Im Klärwerk durchläuft das Abwasser unterschiedliche Klärstufen wie Rechenan¬ lage, Sandfang, Vorklärung, Belebung und Nachklärung. Bei der mechanischen Reinigung werden aus dem Abwasser in erster Linie die nicht gelösten, festen Stoffe entfernt. In der Biologischen Stufe des Klärwerkes entzieht man dem Ab¬ wasser mit Hilfe spezieller Bakterien die gelösten Verunreinigungen (Kohlenstoff, Phosphor und Stickstoff). Der anfallende Klärschlamm wird im Faulturm (anaerobe Faulung) weiter behandelt. Durch eine anschließende Entwässerung und Trock- nung kann ein Trockenrückstand von bis zu 90% erreicht werden.

Vorzugsweise wird ein getrockneter Klärschlamm mit einen Trockenrückstand > 85 % verwendet. Klärschlämme mit niedrigeren Trockengehalten sind auch geeig¬ net, stellen aber an die Fördereinrichtung höhere Anforderungen. Beispielsweise werden Klärschlämme mit Trockenrückständen < 85 % insbesondere mit Schne¬ ckenförderern gefördert. Die Verwendung eines pneumatischen Fördersystems ist bei diesen Klärschlämmen nicht ohne weiteres möglich.

Ein Vorteil der getrockneten Klärschlämme ist in einer üblicherweise vorgenom- menen und erforderlichen thermischen Behandlung zu sehen, die pathogene (krankmachende) Erreger abtötet. Der getrocknete Klärschlamm ist somit hygieni- siert, was die Handhabung des Klärschlamms wesentlich vereinfacht. Auf der an¬ deren Seite müssen bei getrockneten Klärschlämmen Explosions- und Brandschutzmaßnahmen berücksichtigt werden.

Die Verwendung von Klärschlamm macht es möglich, einzelne, zur Zeit in Form¬ steinen für die Herstellung von Mineralfaserprodukten enthaltene Bestandteile in einem erheblichen Anteil zu substituieren. Hierdurch kann der Anteil an getrockne¬ tem Klärschlamm in den Formsteinen bis zu 20 Masse-% betragen. Wird der Klär¬ schlamm direkt in den Ofenraum des Schmelzaggregats eingebracht, insbesonde¬ re eingeblasen, so kann die Einblasmenge bis zu 5% des Rohmaterialeinsatzes aus getrocknetem Klärschlamm bestehen.

Der voranstehend beschriebene trockene Klärschlamm weist eine chemische Zu¬ sammensetzung auf, die zur Korrektur der mineralischen Schmelze für die Produktion von Mineralfasern besonders geeignet ist. Der getrocknete Klärschlamm lässt sich beispielsweise zur gezielten Viskositätssteuerung der mineralischen Schmelze nutzen. Diese Viskosität hat entscheidenden Einfluss auf die Produkteigenschaften der Mineralwolle.

Weiterhin ermöglicht der Anteil von Aluminiumoxid (AI2O3 ) im Klärschlamm und/oder den Formsteinen die Substitution anderer Aluminiumoxidträger. Das A- luminiumoxid selbst begünstigt die Biolöslichkeit der Mineralfasern.

Neben den voranstehend genannten Auswirkungen auf ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer mineralischen Schmelze für die Produktion von Mineralfaserprodukten hat das erfindungsgemäße Verfahren darüber hinaus den Vorteil, dass der getrocknete Klärschlamm stofflich verwertet werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet daher neben der Deponierung, der thermischen Verwertung/Entsorgung, der landwirtschaftlichen Verwendung, der Kompostierung, und der Verwendung im Landschaftsbau eine weitere sinnvolle und umweltfreundliche Verwendung von Klärschlamm.

Darüber hinaus ist bei Versuchen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der ü- berraschende Vorteil festgestellt worden, dass der im Klärschlamm enthaltene Kohlenstoffanteil in latente Wärme umgewandelt wird, so dass in der thermischen Nachverbrennung eine Absenkung des Gas- bzw. Ölverbrauches erzielt werden kann. Insbesondere beim direkten Einblasen des Klärschlamms steigt zusätzlich der H2-Gehalt.

Neben dem eigentlich angestrebten Nutzen des getrockneten Klärschlamms bei der Herstellung von Mineralfaserprodukten wird durch diese Form der Verwertung auch zusätzlich die Umwelt erheblich entlastet.

Weiterhin ist wesentlich, dass derartige getrocknete Klärschlämme in der Regel günstig erworben werden können, so dass die Produktionskosten von Mineralfa- serprodukten deutlich gesenkt werden und damit die Wirtschaftlichkeit und Wett¬ bewerbsfähigkeit des Herstellungsverfahrens erhöht wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü¬ chen sowie dem nachfolgend dargestellten Beispiel einer vorteilhaften Ausgestal- tung eines erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. eines erfindungsgemäßen Form¬ steins.

Gemäß einem Ausführungsbeispiels der Erfindung werden Formsteine gepresst, die aus 38 bis 64 Masse-% produktionsbedingten Reststoffen, 5 bis 20 Masse-% getrocknetem Klärschlamm, 0 bis 11 Masse-% Konverterschlacke, 0 bis 14 Mas- se-% Gießpfannenschlacke, 10 bis 25 Masse-% AI2O3-Träger, sowie 9 bis 15 Masse-% Zement bestehen. Bei dieser Zusammensetzung wird im Vergleich zu einer entsprechenden Zusammensetzung von Formsteinen gemäß dem Stand der Technik insbesondere der Anteil an Gießpfannenschlacke (Fe2Oa- und CaO- Träger) substituiert, woraus sich eine Reduzierung der Herstellkosten der Form¬ steine ergibt.

Als produktionsbedingte Reststoffe werden erstarrte Schmelzen, abgeschiedene kugelige oder stengelige Glaspartikel und/oder fehlerhafte, bzw. recycelte Mineral- faserdämmstoffprodukte, Filterstäube aus dem Herstellungsprozess, Gemenge¬ reste und/oder Teile einer feuerfesten Ofenauskleidung eingesetzt. Die Bestand¬ teile werden auf eine Korngröße von < 20 mm zerkleinert und mit einem Portland- zement mikrofeiner Körnung als Bindemittel zu Formsteinen mit einem polygona¬ lem Querschnitt gepresst. Der Anteil an Portlandzement beträgt üblicherweise 9 bis 15 Masse-%.

Die Formsteine werden zusammen mit einem Primärenergieträger, beispielsweise Koks und Ergussgesteinen, beispielsweise Basalt und Diabas einem als Kupol¬ ofen ausgebildeten Schmelzaggregat aufgegeben und geschmolzen. Eine hierbei entstehende Schmelze wird oberhalb eines Schlackenbettes des Kupolofens ab¬ gezogen und einem Zerfaserungsaggregat zugeführt. Das Zerfaserungsaggregat weist mehrere Spinnräder auf, die mit hoher Umfangsgeschwindigkeit umlaufend angetrieben sind. Über diese Spinnräder wird die Schmelze in mikrofeine Mineral¬ fasern zerfasert. Die Mineralfasern werden anschließend mit zumindest einem Bindemittel benetzt und auf einer endlosen Fördereinrichtung, beispielsweise ei¬ nem Förderband abgelegt. Nachfolgend werden aus einer hieraus gebildeten Fa- serbahn Mineralfaserdämmstoffprodukte in Form von Platten, Formkörper oder Bahnen hergestellt. Die Mineralfaserdämmstoffprodukte können unterschiedliche Faserverläufe aufweisen.