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Title:
PROCESS AND DEVICE FOR THE THERMAL TREATMENT OF MINERAL GRANULES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/019416
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a process for the thermal treatment of mineral granules in a continuous furnace. The time spent by the granules in the furnace is selected to ensure optimal ceramification and the granules are spread out on an inert base to prevent clumping. The ceramified granules can be used as light sand in construction materials.

Inventors:
MUELLER WOLFGANG (CH)
Application Number:
PCT/EP1995/005045
Publication Date:
June 27, 1996
Filing Date:
December 20, 1995
Export Citation:
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Assignee:
SANDOZ LTD (CH)
SANDOZ AG (AT)
SANDOZ AG (AT)
MUELLER WOLFGANG (CH)
International Classes:
C04B18/02; C04B20/04; C04B20/06; F27D5/00; (IPC1-7): C04B20/04; C03B19/10; C04B18/02
Foreign References:
GB2236747A1991-04-17
DE2205374A11973-10-25
DE2701385A11978-07-20
GB902169A1962-07-25
DE4111725A11992-10-15
Other References:
DATABASE WPI Week 7923, Derwent World Patents Index; AN 79-43604B, XP002001799
DATABASE WPI Week 8012, Derwent World Patents Index; AN 80-21643C, XP002001800
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Claims:
PATENT ANSPRÜCHE
1. Verfahren zur thermischen Behandlung von mineralischem Granulat durch Aufheizen in einem Ofen und wieder Abkühlen nach Verlassen des Ofens, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat in einem Durchlaufofen in einer einlagigen Partikelschicht auf einer Unterlage während einer gezielt gewählten Durchlaufzeit aufgeheizt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung bei einer Temperatur von ca. 1000"C bis 1400°C erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat in der Art in den Ofen aufgegeben wird, dass eine gleichmässige Wärmezufuhr gewährleistet ist und ein Zusammenkleben der Partikel verhindert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportunterlage des Durchlaufofens mit einer Schutzschicht ausgestattet ist, die das Anbacken des Produktes auf der Transportunterlage verhindert.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohmaterialien aus einem keramikfähigen Grundmaterial und gewünschtenfalls Abfallstoffen, Reaktionshilfsstoffen, Blähmittel und/oder Bindemittel bestehen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundmaterial, gegebenenfalls unter vorheriger Zumischung von Bindemittel, Reaktionshilfsstoffen und/oder Blähmittel, vorher granuliert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat in einem Vorerhitzer auf eine Temperatur bis 1000°C gebracht wird, bevor es in den Durchlaufofen gegeben wird. Keramisiertes Granulat, das mittels Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt wurde.
8. Verwendung eines keramisierten Granulats gemäss Anspruch.
9. als Leichtsand in Baumaterialien, beispielsweise in Leichtmörtel oder Leichtbeton zur Sanierung von Bauwerken oder in Konstruktionsbeton.
Description:
VERFAHREN UND VORRICHTUNG FÜR DIE THERMISCHE BEHANDLUNG VON MINERALISCHEM GRANULAT

Es gibt bereits Verfahren zur Verarbeitung von Kiesschlamm oder Flugasche in der Form, dass diese in eine Keramikstruktur eingebaut oder verglast werden. Die bekannten Verfahren arbeiten aber so, dass die zu inertisierenden Stoffe einer längeren Wärmebehandlung, vornehmlich im Drehrohrofen, ausgesetzt sind und dadurch die bekannten Nachteile aller in einem solchen Ofen behandelten Keramiken oder Schaumgläser aufweisen (Offenporigkeit, verletzte Oberflächen, Wasseraufnahme).

In der EP 134.584 ist ein Verfahren und Vorrichtung beschrieben, die zur thermischen Behandlung von Granulat aus Schlämmen geeignet ist. Dieses Verfahren basiert jedoch auf einer Erhitzung im Gegenstrom mit heissem Gas, das einerseits zur Verwirbelung und damit zur vermehπen Verklebungsgefahr der geschmolzenen Partikel und andererseits zur Produktion von grösseren Mengen an Abgasen führt.

Es wurde nun gefunden, dass durch Einsatz eines Durchlaufofens diese Nachteile vermieden werden können und eine gezielte thermische Behandlung von mineralischem Granulat möglich wird.

Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren zur thermischen Behandlung von mineralischem Granulat, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat in einem Durchlaufofen aufgeheizt wird und nach Verlassen des Ofens wieder abgekühlt wird. Ein wesentlicher Aspekt dieses Verfahrens ist, dass das Granulat in einer einlagigen Partikelschicht auf einer Unterlage liegt, die das Anbacken vermeiden soll, bzw. zu diesem Zweck mit einem geeigneten Mittel beschichtet ist.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann wie folgt erläutert werden:

Das zu behandelnde Gut, das in Form von Granulat, mit einer Komgrösse kleiner als 20 mm dem Ofen zugesetzt wird, durchläuft diesen in einer gezielt gewählten Durchlaufzeit. Die Durchlaufzeit ist durch folgende Faktoren bedingt: Ofenlänge; Geschwindigkeit des Laufbandes; Granulatform und Grosse.

Bei einer Ofentemperatur, die sich nur wenig über der Schmelztemperatur der Granulatpartikel befindet, wird das Produkt langsam und gleichmässig aufgeschmolzen und verglast. Es erhält so die gewünschte geschlossene Oberfläche und feinporige Innenstruktur. Durch ein gesteuertes Temperaturprofil längs der Bewegungsrichtung der Partikel lassen sich die Produkteigenschaften günstig beeinflussen. Die Partikel sollen sich nicht berühren, um ein Zusammenkleben zu verhindern. Aus energetischen Gründen ist der Ofen so zu gestalten, dass die Unterlage für die Partikel auf möglichst hohem Temperaturniveau gehalten wird.

Der Ofen wird mittels elektrischer Widerstandsheizung oder Flamme eines fossilen Energieträgers oder einer Kombination aus beiden beheizt.

Der Durchlaufofen kann linear oder kreisrund ausgeführt sein. Das Produkt befindet sich auf einer Unterlage, die mittels bewegter Rollen (Rollenofen) oder auf Transportwagen (Herdwagenofen) oder auf einem Drehteller bewegt wird. Um Wärmeverluste durch das Abkühlen der Unterlage oder Transportwagen gering zu halten, sollten bei einer Längsausführung zwei Oefen mit entgegengesetzter Transportrichtung parallel neben- oder übereinander angeordnet sein.

Der so beschriebene Ofen wird in einem Temperaturbereich von ca. 1000°C bis ca. 1400°C eingesetzt, wobei die Partikel zum Keramisieren je nach Grosse unterschiedliche Verweilzeiten benötigen. Die Verweilzeit liegt zwischen 30 Sekunden und 10 Minuten und kann mit der Durchlaufgeschwindigkeit, der Länge des Ofens resp. der Länge der beheizten Zone bzw. durch Einsatz von mehreren Aufgabestellen längs der beheizten Zone oder der Ofentemperatur gesteuert werden.

Die Atmosphäre im Ofeninneren (Wärmebehandlungsraum) kann je nach Ausmauerungs¬ material und nach dem zu behandelnden Gut und den gewünschten Produkteigenschaften,

oxidierend bis reduzierend gefahren werden. Durch einen gewissen Luftaustausch (Prozessgas) im Ofeninneren wird die Ofenatmosphäre klar, d.h. ungetrübt gehalten (wichtig für Strahlungs Wärmeübertragung) .

Der Vorteil des Ofens liegt in der gezielten Steuerung des Verglasungsprozesses durch eine gut kontrollierte Wärmezufuhr innerhalb einer definierten Zeitspanne.

In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist der Ofen mit einer speziellen Aufgabevorrichtung versehen, die für das Einführen von Granulat besonders geeignet ist. Diese Einrichtung bringt das vorbereitete Granulat in den Ofen. Die Vorrichtung muss wegen der Ofenstrahlung gekühlt resp. wärmeisoliert werden. Es ist darauf zu achten, dass die Stahl temperatur 1100°C nicht übersteigt, um die Stahlteile nicht zu schädigen und Anbackungen des Aufgabematerials zu vermeiden. Andererseits dürfen sich die aufgegebenen Partikel hier nicht wieder abkühlen.

Die Aufgabevorrichtung selbst sowie die Kühleinrichtungen sind mittels geeigneter Mess- und Regelorgane zu steuern und zu überwachen.

Materialverteilung im Ofen

Da die Wärmezufuhr im Ofen über Strahlung ab der Ofeninnenwand und/oder durch Konvektion erfolgt, ist es wichtig, dass das zugegebene, zu behandelnde Material sich nicht selber abdeckt und damit den Wärmefluss behindert. Aus diesem Grunde ist die Verteilung des Materials in einer einlagigen Schicht von grosser Bedeutung.

Falls gewünscht, kann der Durchlaufofen auch mit einem Vorerhitzer kombiniert werden, der eine Aufheizung des Granulats auf eine gewünschte Temperatur bewirkt und eine optimale Behandlung im eigentlichen Ofen erlaubt. Der Vorerhitzer hat die Aufgabe, das Granulat auf möglichst hohe Temperaturen zu erwärmen. Die Trocknung des Granulates kann darin integriert werden. Bei 700-1000"C erfolgt die Entcarbonatisierung (Austreibung von CO 2 ), die vollständig erfolgen muss. Das Material muss dazu 10 bis 40 Minuten bei dieser Temperatur gehalten werden. Anschliessend wird das Material weiter hoch geheizt, wobei das Zusammen¬ oder Ankleben eine Grenze darstellt. Die Verweilzeit und das Aufheizprofil müssen so

gewählt werden, dass die dem Granulat beigemischten Zuschlagstoffe (Blähmittel) nicht geschädigt werden.

Dieser Vorgang erfolgt vorzugsweise in einer gas- oder strombeheizten Drehtrommel oder einem Band- oder Tunnelofen, dem das feuchte oder getrocknete Rohgranulat dosiert zugeführt wird. Auch ein Fliessbettofen, der ein ausreichendes Energieangebot sicherstellt, ist einsetzbar. In jedem Fall ist das Material ständig in Bewegung zu halten, da es bereits bei Temperaturen unter 1000'C zum Zusammenkleben neigen könnte. Das Granulat ist schonend zu bewegen, da andernfalls unerwünschter Abrieb oder sogar Zerstörung der Granulate eintritt.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann in verschiedenen Ausführungsformen durchgeführt werden. Die bevorzugte Ausführungsform ist die Herstellung von Leichtsand in Anlehnung an das Verfahren der EP 134.584, wobei mineralische Ausgangsstoffe zusammen mit einem Blähmittel granuliert, getrocknet und im Durchlaufofen keramisiert werden. Falls gewünscht, können den mineralischen Ausgangsstoffen auch Abfallstoffe beigegeben werden, die auf diese Weise gefahrlos entsorgt werden können, wobei entweder ohne (um ein möglichst kompaktes Produkt zur Deponierung zu erhalten) oder mit Blähmittel (zur Herstellung von Leichtsand, das als Betonzuschlagstoff oder Mörtel, Strassen/Bahn- Unterbau, usw. eingesetzt werden kann) vorgegangen wird.

Durch den Einsatz von Blähmittel kann das Endprodukt im Raum- und Schüttgewicht auf die gewünschten Gewichtseigenschaften eingestellt werden. Dies ist vor allem von Bedeutung, wenn das Endgranulat einer Wiederverwertung mit marktkonformen Preisen zugeführt werden soll. Kommt eine Wiederverwertung nicht in Frage, so hat ein Einsatz von Blähmittel keinen Sinn, da das Endprodukt so kompakt wie möglich sein sollte, um Deponieplatz zu sparen.

Im Aufbereitungsprozess des Rohgranulates ist es möglich, spezielle Reaktionshilfsstoffe zuzumischen, die nicht nur eine physikalische Inertisierung im keramischen Endgranulat, sondern auch eine chemische Inertisierung, zusätzlich zur physikalischen ermöglicht. Je nach Abfallstoff und Grundmaterial ist dieser Effekt auch ohne Reaktionshilfsstoff bereits aus den Grundmaterialien gegeben. Zusätzlich können im Durchlaufofen mit kontrollierter Ofenatmosphäre gewisse Reaktionen unterstützt werden (z.B. erhöhter O 2 -Gehalt o.a.).

Die Rohmaterialien für das erfindungsgemässe Verfahren teilen sich auf in keramikfähiges Grundmaterial, in Abfallstoff, in Reaktionshilfsstoffe, in Blähmittel und in Bindemittel.

Grundmaterial: als Grundmaterial dient normalerweise ein keramikfahiger mineralischer Schlamm, wie er in Kiesgruben als Waschschlamm, als Fluss- und Seeablagerung usw. anfällt. Es kann als Grundmaterial auch Flugasche aus Steinkohle- oder Braunkohlekraftwerken oder Müllverbrennungsanlagen eingesetzt werden. Das Grundmaterial sollte in möglichst feiner Form (Komgrösse unter 60 μm) zur Verfügung stehen, um genügend Reaktionsoberfläche aufzuweisen. Die chemische und mineralogische Zusammensetzung des Grundmaterials ist genauer zu untersuchen, vor allem in Bezug auf den Gehalt an glasbildenden Komponenten und auf die chemische Reaktionsfähigkeit mit dem Abfallstoff. Auch ist die Konstanz der Zusammensetzung des Grundmaterials über die Lieferdauer zu überwachen. Die Verträglichkeit des Rohmaterials und der Zuschlagstoffe mit der Ofenausmauerung und dem Unterlagematerial ist zu untersuchen.

Abfallstoff: Als Abfallstoff wird das zu inertisierende Material bezeichnet. Es sind dies vor allem schwermetallhaltige Pulver und Schlämme, es können aber auch andere zu entsorgende chemische Verbindungen sein, die durch eine Temperaturbehandlung umgewandelt oder durch Einkeramisieren inertisiert werden. Die genauere Zusammensetzung und die zu erwartenden Reaktionen müssen bekannt sein. Auch hier besteht die Forderung nach möglichst feinem Material, welches eventuell, wenn nicht fein genug, noch vorgängig aufgemahlen werden muss (Mahlfeinheit 10-20 μm). Die Abfallstoffe sind in einem je nach Konzentration noch zu bestimmenden Verhältnis, dem Grundstoff beizumischen. Es kann im Fertigmaterial von einem Gehalt an reinen Abfallstoffverbindungen von 10-30 Gew.% oder mehr des Grundmaterials ausgegangen werden. Der Abfallstoff muss im Gegensatz zum Grundmaterial geschlossen gelagert werden (Silos) und mit geeigneten Dosiermethoden dem Grundmaterial zudosiert und mit diesem homogen gemischt werden. Durch Absaugen muss jeglicher Staubaustritt in die Umgebung verhindert werden.

Reaktionshilfsstoffe: Wenn notwendig, können dem Grundmaterial zusätzliche Komponenten zugemischt werden, um eine bestimmte chemische Reaktion mit dem Abfallstoff zu erreichen oder den Keramisierungsvorgang zu verbessern. Es kommen je nach Grund- und

Abfallmaterial verschiedenste Reaktionshilfsstoffe in Frage. Aus Kostengründen wird der Einsatz von Reaktionshilfsstoffen möglichst beschränkt. Auch hier besteht die Forderung der Feinheit.

Blähmittel: Wenn das Endprodukt auf dem Baumarkt wiederverwertet werden soll, kann das Endprodukt mit einem Blähmittel aufgebläht und damit mit einem leichteren Raum- und Schüttgewicht versehen werden. Es sind dies vor allem wirtschafltliche und anwendungstechnische Gründe, die zu dieser Forderung führen. Naturgemäss werden die mechanischen Festigkeitseigenschaften dieses Leichtzuschlages schlechter sein als bei einem Kompakt-Aggregat. Die jeweiligen Vor- und Nachteile sind genau zu ermitteln und gegeneinander abzuwägen. Als Blähmittel kommen anorganische oder organische Verbindungen in Frage, welche bei der Keramisiertemperatur Gase abspalten oder zu Gasen reagieren und so zu einem porösen Keramikaufbau führen. Auch hier besteht wiederum die Forderung nach Feinheit. Im allgemeinen werden dem Rohmaterial zwischen 0,05 und 5 Gewichtsprozent Blähmittel beigemischt. Bei höheren Blähmittelkonzentrationen ergibt sich zwar eine grössere Volumenzunahme. Die erhaltenen Partikel haben jedoch nur eine geringe Festigkeit.

Bindemittel: Bei schlechter Granulations- und Bindefähigkeit des Grundmaterial/ Abfallstoffgemisches (z.B. bei Einsatz von Steinkohleflugasche als Grundmaterial möglich) muss mit einem Bindemittel die Rohgranulatfestigkeit verbessert werden. Als Bindemittel kommen chemische Binder, aber mit Vorteil physikalische Bindemittel in Frage. Ein solches ist z.B. das Zumischen von tonartigen Substanzen (ähnlich der schlammartigen Grundmaterialien), die zu Kapillarkraftbindungen führen.

Zu den Rohmaterialien ist noch festzuhalten, dass für die Herstellung von Leichtsand drei Anforderungen erfüllt sein müssen:

durch entsprechende Tonanteile oder andere Bindemittel soll sichergestellt werden, dass sie granulierfähig sind;

wegen des spezifischen Energiebedarfes im Ofen sollen sie einen möglichst geringen Carbonatgehalt aufweisen; und

ihre chemische Zusammensetzung soll derart sein, dass ein Schmelzen und anschliessendes Verglasen erfolgt.

Alle obigen Materialien werden, abgesehen vom Grundmaterial, geschlossen in Silos oder Tanks gelagert. Sie werden über geeignete Dosiervorrichtung abgemessen und einem Mischer oder einem Misch-Granulator zugeführt. Dort werden die Stoffe innig gemischt und anschliessend in der gleichen, oder auf einer nachgeschaltenen Maschine granuliert. Je nach Feuchtgehalt der Materialien wird zusätzlich Wasser zugegeben oder unter Zufuhr von Warmluft Wasser weggeführt (getrocknet) bzw. ein Teilstrom des Rohmaterials getrocknet und mit Feuchtmaterial gemischt, um die optimale Granulierfeuchte zu erhalten.

Mischen der Komponenten:

Eine absolut homogene Mischung ist unbedingt erforderlich und durch die Wahl des Mischverfahrens sicherzustellen. Handelt es sich bei dem Rohmaterial und den Zuschlagsstoffen ausschliesslich um trockene Pulver, kann trocken gemischt werden. Bei feuchtem Rohprodukt, wie Kiesschlamm sollte der Weg des Wiederanmaischens und des Mischens in der Suspension, die anschliessend auf einem geeigneten Filtrationsgerät (z.B. Filterpresse) auf Restfeuchten von 15-20 % filtriert wird. Idealerweise mischt man die Zuschlagsstoffe bereits an der Quelle des Kieselschlammes in der Waschwasser- Reinigungsanlage des Kieswerkes zu.

Zugleich mit den obigen Materialien wird aller Staub aus der Anlage (aus Filter, Zyklone, Sieb etc.) zurückgeführt und dem anderen Material beigemischt. Für den Granulationsprozess ist es von Vorteil, wenn ein gewisser Staubanteil zugesetzt werden kann (raschere Granulatbildung). Das so gebildete Rohgranulat sollte ungefähr in der Komgrösse von 1-20 mm Durchmesser liegen und vorteilhaft von kugeliger Gestalt sein.

Der Granulierprozess kann in ein oder zwei Stufen erfolgen, letztere um durch kontinuierliche Beimischung von trockenem Rohgemisch und Flüssigkeit grössere Pellets aufzubauen.

Nach der Granulation, die im Chargenbetrieb oder kontinuierlich geführt wird, wird das Rohgranulat über eine geeignete Puffereinrichtung und einem Grobsieb dem Trockner zugeführt, ab dem der Prozess kontinuierlich geführt wird. Im Grobsieb werden alle grösseren Knollen, Anklebungen etc., die nicht feingranuliert sind, ausgesiebt und können über das Grundmaterial dem Prozess wieder zugeführt werden.

Im Trockner, entweder einem Trommeltrockner, einem Schwebebetttrockner oder einem Bandtrockner, wird das Rohgranulat mit heisser Abluft aus der Anlage weitgehend getrocknet. Das ausgetriebene Wasser wird mit der Trocknungsluft über die Filteranlage der Umwelt zugeführt. Sollte es notwendig sein, so kann der Trockner im Falle eines Trommeltrockners auch indirekt beheizt werden, die ausgetriebene Feuchtigkeit kondensiert und von eventuellen Schadstoffen gereinigt werden.

Nach dem Trockneraustrag kann das trockene Rohgranulat über einen kleinen Walzenbrecher geführt werden, in dem das gewünschte Maximalkorn begrenzt wird, d.h. eventuelles Ueberkorn wird im Brecher zerkleinert und belastet den Prozess nicht. Vorteilhaft wird jedoch bereits durch einen optimalen Granulierprozess ein enges Granulatspektrum der gewünschten Grössenklasse hergestellt. Nach dem Brecher wird das Granulat mit einem pneumatischen Lift, einem Brecherwerk oder einer anderen geeigneten Fördereinrichtung dem Feinsieb zugeführt und dort vor allem das Unterkorn (Staub) ausgesiebt, das wie alle anderen Prozessstäube im Mischer wieder dem Rohmaterial zugeführt wird. Bei einem direkt beheizten Vorerhitzer wird der Staub mit dem Rauchgas ausgetragen, so dass eine Absiebung wegfällt.

Nach dem Sieb wird das verbleibende Gutkom in den Vorerhitzer dosiert und dort wie oben beschrieben vorgeheizt. Je nach zu behandelndem Abfallstoff muss die Tempertur im Vorerhitzer reduziert werden, um eine Schadstoffbelastung der Heissluft zu vermeiden.

Gegebenenfalls kann auch auf die Vorheizstufe verzichtet werden. Hierdurch verlängert sich die Verweilzeit im Durchlaufofen entsprechend.

Die zum Vorerhitzen und gegebenenfalls Entcarbonatisieren zuzuführende Wärme richtet sich nach Produkt, Abfallstoff und zulässige Vorheiztemperatur. Diese wird in der Regel zwischen 400-1100"C liegen. Nach dem Vorerhitzer wird das Granulat in den Durchlaufofen dosiert.

In den Durchlaufofen wird das vorgeheizte Granulat hineindosiert und durchläuft diesen. Während des Durchlaufens nimmt das Granulat durch die sehr intensive Strahlungs- oder Konvektionshitze des Ofens Wärme auf und erreicht die Keramisiertemperatur des Grundmaterials. Diese liegt je nach dessen Zusammensetzung im Bereich von 1150-1350 * 0. Je nach Temperatur der Vorerhitzung liegt die so keramisierbare maximale Grosse des Granulats im Bereich von ca. 1-20 mm Durchmesser oder grösser. Der Durchlauf ofen kann elektrisch oder mit fossilen Brennstoffen beheizt werden.

Die Erhitzung im Granulatkorn erfolgt von aussen nach innen, d.h. die Oberfläche des Korns erreicht sehr rasch die Keramisiertemperatur und überschreitet diese, sie erreicht einen pastösen bis flüssigen Zustand. Mit fortschreitender Durchlaufzeit wandert dieser Zustand nach Innen, so dass bis das Korn den Ofen verlässt, das Korn bis innen in diesen Zustand gelangt. Auf Grund der Oberflächenspannungen wird das keramisierte Korn kugel- oder ellipsoidförmig. Durch die einschichtige Verteilung des Granulates auf der Unterlage wird ein gegenseitiges Berühren der Körner verhindert. Das Korn hat nach Ende des Ofenprozesses eine gleichmässig durchkeramisierte Struktur, in die die eventuellen Abfallstoffe gleichmässig verteilt eingebaut sind.

Je nach Grundmaterial und Art der Abfallstoffe, sind diese nicht nur in die Keramikstruktur fest und unlöslich eingebaut, sondern es bilden sich auch chemische Verbindungen zwischen dem Grundmaterial (ev. mit Reaktionshilfsstoff) und dem Abfallstoff. Diese können den Abfallstoff zusätzlich zur physikalischen Inertisierung (Einbinden in die Keramikstruktur) auch chemisch inertisieren. Durch die hohe Oberflächentemperatur des Kornes bildet sich über das Korn ein Flüssigkeitsfilm, der ein Verdampfen der Abfallstoffe ausserhalb des Korns zumindest teilweise verhindert.

Im Gegensatz zu allen im Drehrohrofen stattfindenden Prozesse, haben die Körner im Durchlaufofen keine gegenseitige Berührung. Dadurch und durch die kurze Heissbe-

handlungszeit, ist die Gefahr von austretenden Gasen aus dem Korn und die dadurch bewirkte Offenporigkeit, ebenso wie die Verletzung der Oberfläche des Korns durch das Rollen aufeinander, nur sehr beschränkt und die Umweltbeständigkeit des Endproduktes wesentlich verbessert.

Sind dem Materialgemisch auch Blähmittel zugegeben, so bilden diese bei den obigen Temperaturen ihrerseits Gase, die zu einem feinporigen Aufblähen des Korns auf das 1 bis 10- fache des Volumens führen. Durch die obigen, sehr rasch ablaufenden Prozesse bedingt, ist es sehr wichtig, dass alle zu reagierenden Materialien möglichst grosse Feinheit aufweisen (grosse Reaktionsoberfläche = schnelle Reaktion). Durch die Ofennutzraum- Atmosphäre, die in der Anlage teilweise angepasst werden kann, können diese Reaktionen noch gefördert werden. Selbstverständlich werden an der Kornoberfläche und auch durch aus dem Korn austretende Gase, gewisse Reaktionen mit der Ofenatmosphäre stattfinden (Verbrennungen etc.), die ein fortlaufendes Ersetzen der Ofenatmosphäre notwendig machen. Diese Ofen¬ atmosphäre kann vorne oder hinten im Ofen abgesaugt werden und entsprechender Ersatz zugeführt werden.

Bei der Herstellung poröser Keramikkügelchen (Einsatz in Leichtmörtel oder -beton) ist eine feinporige Struktur mit gleichmässiger Rohdichte für die Festigkeit von grosser Bedeutung. Da kleine Partikel weniger Wärme im Ofen benötigen, besteht die Gefahr, das diese "überhitzt" werden und dabei Hohlkugeln bilden, die weniger stabil sind, oder bereits zu massiven Partikeln kollabieren. Bei hohen Ansprüchen an das Produkt bietet es sich daher an, das Granulat durch Siebung zu fraktionieren und nur jeweils eine Partikelgrössenklasse (z.B. 1 ,0 - 1,5 mm oder 1,5 - 2 mm usw.) dem Ofen aufzugeben, so dass die Prozessbedingungen, wie die Temperatur, das Temperaturprofil über die Ofenlänge und die Verweilzeit an die Partikelgrösse optimal angepasst werden können. Es ist weiterhin denkbar, die unterschiedlichen Fraktionen an verschiedenen Stellen des Ofens aufzugeben oder mehrere Öfen mit verschiedener Verweilzeit zu betreiben.

Das heissflüssige Produkt kann in einer Abkühlstufe im Durchlaufofen unter die Erstarrungstemperatur oder in einem Schwebebett-Kühler mit kalter Luft abgekühlt werden. Durch Kühlung wird innert Sekundenbruchteilen die Oberfläche des Korns soweit abgekühlt,

dass sich diese verfestigt. Durch die Kaltluft wird das Korn in einem Schwebebett innerhalb weniger Sekunden weitgehend abgekühlt und der Wärmeinhalt an die Kühlluft übergeben. Diese wiederum wird als Heiss- und Trocknungsluft im Vorerhitzer und Trockner eingesetzt.

Im Gegensatz zu herkömmlicher, grossstückiger Keramik ist das sehr rasche Abkühlen der keramischen Struktur des erfindungsgemässen Produktes möglich, da einerseits durch die runde Form des Korns eine gleich-massige Wärmeabgabe gegeben ist und andererseits durch die geringe Grosse des Korns die Wärmeabgabe sehr rasch erfolgt.

Das abgekühlte, keramisierte Granulat wird aus dem Kühler ausgetragen und in ein Silo geblasen. In diesem Stand ist der ganze Prozess abgeschlossen und das Abfallmaterial inert in das keramische Korn eingebunden. Dieses kann anschliessend verbaut oder deponiert werden.

Wie bereits angedeutet, kann das keramisierte Granulat als Leichtsand in Baumaterialien wie Beton, Mörtel, usw. verwendet werden und dient als Ersatz von herkömmlichen, schwereren Materialien. Insbesondere kann daraus ein Leichtmörtel oder Leichtbeton für die Sanierung von Bauwerken oder ein Konstruktionsbeton hergestellt werden.