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Research unit
FOEN
Project number
UTF 559.17.17
Project title
Kieswaschschlamm für die Klinkerproduktion (Das Verwertungspotenzial von Kieswaschschlämmen in der Klinkerproduktion)

Texts for this project

 GermanFrenchItalianEnglish
Key words
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Short description
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Results according to contract
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Project aims
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Inserted texts


CategoryText
Key words
(German)
Kieswaschschlamm, Klinker, Sekundärrohstoff, Zementproduktion, Verwertungskonzept
Short description
(German)

Pro Jahr fallen in der Schweiz beim Kiesabbau mindestens 3.3 Mio t TS Kieswaschschlamm (KWS) an. Dieser wird heute zu ca. 95% deponiert. Dabei könnte er als wertvoller sekundärer Rohstoff in der Produktion von z. B. Zementklinker oder in der Grobkeramik eingesetzt werden. Um das Material für Verwertungen sichtbar zu machen wurde vom Netzwerk mineralische Rohstoffe NEROS, der Fachstelle für Sekundärrohstoffe der Uni Bern und dem Fachverband der Schweizerischen Kies- und Betonindustrie FSKB das „Inventar der Schweizerischen Kieswaschschlämme“ erstellt. Es gibt eine Übersicht über die anfallenden Mengen, den Anfallsort sowie die Zusammensetzung und Variabilität der KWS. Das Verwertungspotential wird auf ca. 1 Mio t TS/ Jahr geschätzt.

Für einen grossen Absatz bietet sich die Zementindustrie an. Damit die KWS in der Zementproduktion verwendet werden können, darf die Beimischung von KWS die Qualität des Endproduktes und die Prozessführung im Zementwerk nicht negativ beeinflussen und der Transport muss ökologisch vertretbar und wirtschaftlich sein. Für die Beibehaltung oder gar Verbesserungen der Eigenschaften der im Zementwerk vorhandenen Rohmaterialien muss der KWS zudem genau charakterisiert sein und auf das lokale Rohmaterial abgestimmt werden können.

Im vorliegenden Projekt soll am Beispiel des Zementwerkes Cornaux der Jura-Cement-Fabriken AG ein Konzept für die KWS-Verwertung erstellt, geprüft und auf die erwähnten Fragen hin untersucht werden.

Die gewonnenen Erkenntnisse sollen auf andere Standorte und andere mineralische Sekundärrohstoffe wie z. B. Tunnelausbruchmaterial übertragen werden können und so zur Erschliessung neuer Verwertungswege für mineralische Sekundärrohstoffe beitragen.

Results according to contract
(German)

 

    1. Auf der Basis der erweiterten Standortaufnahme von KWS-Produzenten (ca.15-25) sind die Eigenschaften der KWS (chemisch, mineralogisch, Partikelgrössenverteilung, Feuchtegehalt) und die Betriebsbedingungen der Werke (z. B. Materialtransport, Verfügbarkeit der KWS, Preisstruktur) erfasst. Es sind 5 Rohmaterialmischungen für die Versuche definiert. Sie wurden mit Hilfe des neu entwickelten Mischungsrechners ermittelt und sind bezüglich Herkunft und Materialeigenschaften optimiert.

       

    2. Im Labor wurden aus den Rohmaterialmischungen Klinkergranalien produziert und mit Klinkergranalien ohne KWS verglichen. Veränderungen im Verhalten des Rohmaterials (z.B. Pelletierverhalten, Wasserbedarf) und die Qualität der Klinkergranalien (Mikrostruktur, Bruchverhalten, Festigkeit, Dichte und Porosität) wurden untersucht. Meilenstein 1

    3. Die Vorarbeiten für die Werkversuche sind geleistet: Die Vorortanalytik zur Bestimmung der Mineralanteile ist eingerichtet, prozesstechnische Anpassungen sind vorgenommen und die benötigten 120 t KWS stehen auf dem Zementwerk Cornaux bereit.

       

    4. Auf dem Zementwerk Cornaux wurden in zwei kurz aufeinanderfolgenden Werkversuchen zuerst Klinkergranalien mit konservativem Gehalt an KWS und danach optimiertem Anteil an KWS hergestellt. Die einzelnen Prozessschritte sind beschrieben, die nötigen Prozessanpassungen bekannt und mit dem Zementwerk diskutiert. Die Qualität der produzierten Klinkergranalien ist untersucht. Meilenstein 2

       

    5. Darstellung der Ergebnisse aus 1. bis 4. in Form eines zweiteiligen Schlussberichtes: ein interner Bericht mit Rohmaterial- und produktspezifischen Ergebnissen für den Standort Cornaux und ein externer öffentlicher Bericht mit Ergebnissen zur Machbarkeit der Verwertung von Kieswaschschlämmen in der Zementindustrie und Angaben zur Wirtschaftlichkeit, der für andere Standorte nutzbar ist.

       

    6. Bereitstellung von Textbausteinen, Illustrationen und mindestens 3 Fotografien (genauere Angaben s. Beilage 3) für die Verwendung in öffentlichen Publikationen

       

    7. Präsentation der Ergebnisse an einem wissenschaftlichen Kolloquium beim BAFU mit entsprechender Power-Point Darstellung

Project aims
(German)

 

Das Konzept für die Verwertung von Kieswaschschlämmen in der Grössenordnung von 800 t produzierten Klinkergranalien pro Werkversuch ist auf dem Zementwerk der Jura Cement in Cornaux in der Praxis getestet. Es lässt sich auf das Gesamtpotential von mehreren 100'000 Tonnen Kieswaschschlamm als Rohmaterialersatz für die Schweizer Zementwerke übertragen.