26 PRAXIS LIEFERUNG VON FILTERKUCHEN aus einer Dolomitwäsche in Nordrhein-Westfalen. Foto: Krakow, 2021 Vom einstigen Rest zum keramischen Rohstoff Seit über 6000 Jahren werden Ziegel aus Ton, Lehm und Sand hergestellt. Das Grundprinzip ist bis heute immer dasselbe. Es basiert auf der plastischen Verformbarkeit der Tonminerale im wässrigen System. Seit einiger Zeit zeichnen sich jedoch Veränderungen an der Rohstoffbasis ab. Im zunehmenden Maße werden den primären Ziegeltonen feinteilige Überschussminerale aus der Gesteinsindustrie zugesetzt. Dabei handelt es sich vor allem um tonigen Abraum sowie um Filterkuchen, aber auch Gesteinsfüller. Ein wichtiges Motiv für die Erweiterung der Rohstoffbasis liegt in der Laufzeit-Streckung der werkseigenen Rohstoffreserven der Ziegelproduzenten. Schließlich werden auch Genehmigungsverfahren für die Tongewinnung NEUE PRODUKTZUKUNFT: Auf Ofenwagen gestapelte Klinker. Rohstoffzulieferungen dafür kommen auch aus der Gesteinsindustrie. Foto: Krakow, 2017 seit Jahren immer schwieriger bis unmöglich. Zum anderen fordert der mittlerweile fortschreitend grüne Markt eine ressourceneffiziente und CO 2 -arme Baustoffproduktion. Ein starkes Verkaufsargument, das moderne Ziegelproduzenten inzwischen nicht mehr auf die leichte Schulter nehmen können. Ziegel werden aus einer exakt abgestimmten Betriebsmischung hergestellt. Der erste Schritt besteht in der Homogenisierung der Rohstoffe. Dabei werden diese über Kastenbeschicker dosiert und anschließend zu einer homogen-plastischen Masse verknetet. Die Rohstoffe passieren dafür zunächst einen Kollergang, in dem rotierende Stahlwalzen das Material vorzerkleinern. Über nachgeschaltete Grob- und Feinwalzwerke werden die Rohstoffe dann auf Korngrößen von 0,5 bis 1 mm zermahlen. Das Korngrößenspektrum auf- bereiteter Betriebsmassen erstreckt sich von der Tonkorn- bis zur Grobsandfraktion. Mit Pressfeuchten zwischen 15 bis 18 Masse-% wird die plastische Masse dann mit einer Vakuumstrangpresse extrudiert, anschließend in die Form ihrer Produktkategorie gebracht, getrocknet und letztlich gebrannt. Feinteilige Überschussminerale für moderne Ziegel Für den Einsatz von Zusatzstoffen in der Ziegelindustrie ergeben sich Anforderungen hinsichtlich der Liefersicherheit. Die Jahresmenge sollte mindestens 5000 t betragen, und das über eine Laufzeit von fünf bis zehn Jahren. Hieraus resultieren wöchentliche Liefermengen ab etwa 100 t, zum Teil auch deutlich darüber. Das Material muss kontinuierlich verfügbar sein, auch während der Wintermonate. Frachtentfernungen zum Ziegelwerk sollten möglichst kurz sein. Hier gilt: je kürzer, desto besser. Geeignete Zusatzstoffe für Ziegel müssen frei von Verunreinigungen sein. Dazu zählen vor allem grobstückige Karbonate (Calcit, Dolomit) sowie höhere Gehalte an Sulfiden (Pyrit, Markasit) und Sulfaten (Gips, Anhydrit, Schwerspat). GESTEINS Perspektiven 4 | 2022
Keinesfalls dürfen Kalkstücke, Betonreste oder Metallteile in den Rohstoff gelangen. Ferner muss das Material frei von Pflanzenwurzeln und Holzresten sein. Auch hohe Gehalte an fein verteiltem organischem Kohlenstoff können zu Einschränkungen führen. Einsatz von Ton als Begleitrohstoff Schon seit Jahren wird toniger Abraum in der Ziegelindustrie verwendet. Hierzu zählt geeignetes Material aus Überlagerungshorizonten und Zwischenmitteln von Tagebauen ebenso wie Tunnel- und unkontaminierter Bodenaushub aus größeren Baumaßnahmen. Vorreiter war hier die DDR. Die Erkundung(!) und Gewinnung von Begleitrohstoffen im Zuge der Förderung von Braunkohle war gesetzlich vorgeschrieben. Unzählige gelbe Klinkerbauten, etwa im Großraum Halle-Leipzig, wurden aus Braunkohletonen errichtet. Und noch heute profitieren wir von diesen Rohstoffen: Die derzeit größte Tonhalde Mitteleuropas mit etwa 8 Mio. t Vorrat stammt aus dem ehemaligen Braunkohletagebau Haselbach im Leipziger Revier. Aktuell werden begleitende Tonhorizonte vor allem im Raum Osnabrück gefördert. Hier treten geologisch verfestigte Tonhorizonte/Schiefertone als Überlagerung und Zwischenmittel in Sandsteinbrüchen des Oberkarbon und Malm auf. Über 250.000 t begleitender Schieferton wird hier jährlich an verschiedene Klinkerwerke geliefert. Einsatz von Filterkuchen Filterkuchen aus Werken der Gesteinsindustrie sind aufgeschlämmte und druckentwässerte Mineralprodukte mit geogenem Tonmineralgehalt. Aufgrund ihrer Plastizität werden Filterkuchen auch als Tonersatzstoffe oder Recycling- Ton bezeichnet. Die Hauptmasse der Filterkuchen aus Natursteinbetrieben stammt aus der Mineralwäsche von mesozoischen und insbesondere paläozoischen Festgesteinen. Bislang eher untergeordnet fallen Filterkuchen bei der Wäsche quartärer Kiese und Sande an. In Deutschland gibt es derzeit rund 25 Standorte mit Membran-/Kammerfilterpressen. Die einzelnen Standorte produzieren zwischen 10.000 und 200.000 t Filterkuchen pro Jahr. Eine typische Größenordnung liegt bei etwa 30.000 Jahrestonnen. Die mineralogische Zusammensetzung der Filterkuchen wird maßgeblich vom Ausgangsgestein bestimmt. Vereinfacht kann zwischen kaolinitischen, illitisch-smektitischen und karbonatischen Filterkuchen differenziert werden. Die Korngrößenverteilung von Filterkuchen koinzidiert weitgehend mit dem Korngrößenspektrum aufbereiteter Betriebsmassen in der Ziegelindustrie. Daraus resultiert, dass Filterkuchen nicht mehr energieintensiv zerkleinert, sondern nur noch homogen in die Masse eingemischt werden müssen. Dadurch reduziert sich der Verschleiß an Aufbereitungsmaschinen deutlich und der Zu- MAG’Impact ® BRECHEN SIE ALLE REKORDE! UNSERE LETZTEN VERSCHLEISS— FESTEN INNOVATIONEN HELFEN IHNEN DABEI Steinbrüche · Kieswerke · Baustoffrecycling Schlackeaufbereitung · Sandprodutkion MAG’Impact ® Prallbrecher mit vertikaler Welle ODER GENERELLE EIGNUNG feinkörniger Reststoffe oder Koppelprodukte. Passende Betriebsmassen im Körnungsband und Winkler-Diagramm. Grafik: Krakow Rohstoffe, 2022 Process optimization products and services for high abrasion extracting industries. KONTAKT : +33 324 41 36 40 AGGREGATES@MAGOTTEAUX.COM WWW.MAGOTTEAUX.COM
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