Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Im Rahmen der ersten Phase dieses DBU Projektes wurde die Umwandlung der unterschiedlichen Gips- und Gipsfaserabfallprodukte der Lindner GFT mit dem Suspensions- und Sattdampfverfahren zu -HH untersucht. Das f\u00fcr die Einarbeitung in die Produktion hochwertigste -HH ergab sich beim Suspensi-onsverfahren mit Mischungen aus diesen Abfallstoffen und REA-Gipsen. Solche Suspensionen lassen sich mit vergleichsweise geringem Energieaufwand als alleiniger Gipsrohstoff f\u00fcr die Gipsfaserplattenproduktion einsetzen, daraus lassen sich hochwertige Platten erzeugen. Mit dem Sattdampfverfahren aus reinen Staubpresslingen hergestelltes -HH war hochwertiger, als das mit dem Suspensionsverfahren hergestellte -HH aus reinem Staub. Bei der Zerkleinerung wurde jedoch zu viel Feinkorn erzeugt. Gelingt die Vermeidung der Feinanteile bei der Herstellung und Zerkleinerung, h\u00e4tte das Sattdampfverfahren den Vorteil, dass der Gipsfaserstaub zu 100% als Rohstoff eingesetzt werden kann und dass gleichzeitig ein lagerstabiles Produkt erzeugt wird. Damit w\u00e4re nicht nur die Einarbeitung aller jetzigen Produktionsabf\u00e4lle m\u00f6glich, sondern auch ohne Erg\u00e4nzung von REA-Gips ein sp\u00e4teres Recycling der Platten nach Nutzungsende oder die Verwendung von sonstigen Gips- und Gipsfaserabfallstoffen von Baustellen. In der 2. Phase des DBU-Projektes soll mit erg\u00e4nzenden Untersuchungen gepr\u00fcft werden, ob das Suspensionsverfahren oder das Sattdampfverfahren vorteilhafter eingesetzt werden kann.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenF\u00fcr das Suspensionsverfahren wird das Verhalten der Staubsuspension und der Staub REA-Suspension die Stabilit\u00e4t der zu -HH umgewandelten Suspension und die mit dem Brauch- und Frischwasser versetzte nicht umgewandelte Staubsuspension abh\u00e4ngig von Temperatur und Haltezeit vor und nach Umwandlung ermittelt. Weiterhin werden der Einfluss von Brauchwasser auf die Kristallisation im Vergleich zur Verwendung von Frischwasser und die f\u00fcr eine gew\u00fcnschte Kristallausbildung erforderlichen Additive und deren Einfluss auf die Festigkeit und Filtrationseigenschaften der daraus hergestellten Gipsfasermischung untersucht. Abschlie\u00dfend soll unter realistischen Bedingungen der Abfallmix entsprechend den anfallenden Abf\u00e4llen zu -HH umgewandelt und in die Mischung eingearbeitet werden. Beim Sattdampfverfahren wird eine schonende Zerkleinerung der zu -HH umgewandelten Gipsfaserstaubpresslinge mit verschiedenen M\u00fchlen im Laborma\u00dfstab gepr\u00fcft. In einem 200 Liter Sattdampfreaktor wird untersucht, ob die Umwandlung einer losen Staubsch\u00fcttung und pelletierter St\u00e4ube mit Sattdampf und deren Verwendung ohne Mahlung m\u00f6glich ist. Die Proben werden mit REM, RBA, DSC, BET und Kalorimetrie in Weimar charakterisiert. Die Pr\u00fcfung der Produktivit\u00e4t und Produkteigenschaften erfolgt in Dettelbach.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Mit unterschiedlichen M\u00fchlen und Mahlparametern wurde versucht, die mit dem Sattdampfverfahren zu -HH umgewandelten Schleifstaubpresslinge f\u00fcr die Verwendung im nassen Gipsfaserverfahren optimiert zu mahlen. Die Festigkeiten der mit den gemahlenen Proben im Labor hergestellten Gipsfaserproben waren umso besser, je h\u00f6her die Mahlfeinheit ist. Die Entwicklung der Reaktivit\u00e4t l\u00e4uft ebenso, die Entwicklung der Entw\u00e4sserungsgeschwindigkeit gegenl\u00e4ufig. Die besten Ergebnisse wurden bei x ?10\u00b5m und gr\u00f6\u00dfer 8000 cm\u00b2\/g nach Blaine erzielt, bei x50 von ?50\u00b5m und <6000cm\u00b2\/g nach Blaine erga-ben sich deutlich schlechtere Festigkeiten, aber eine schnellere Entw\u00e4sserbarkeit. Mit dem Staub ist eine echte Umkristallisation nur m\u00f6glich, wenn ausreichend Feuchte mit dem Produkt eingetragen wird, was im Fall der Granulierung durch den Wassereintrag zur Bildung stabiler Granulate gegeben ist. Die mit Dampfinjektion umgewandelten trockenen Staubsch\u00fcttungen sind nicht zur R\u00fcckf\u00fchrung in den Produktionsprozess geeignet. Mit den im Laborma\u00dfstab aus den umgewandelten Granulaten hergestellten Gipsfaserproben konnte gezeigt werden, dass auch bei 50% und 100% Anteil in der Trockenmischung ein gutes Verh\u00e4ltnis der Biegefestigkeit zur Dichte wie mit den am feinsten gemahlenen Presslingen gegeben ist. Unter Produktionsbedingungen brachte der 20%ige Anteil an Granulat im Vergleich zur Referenzmischung ohne Recyclingzusatz eine geringe Verlangsamung der Entw\u00e4sserungszeit, was bei 35% signifikant ausgepr\u00e4gt war. Die Minderung der Dichte und Festigkeit ist bei 20% und 35% Anteil nur ge-ringf\u00fcgig. Im Vergleich zur R\u00fcckf\u00fchrung der Proben aus reinem Staub, die im Suspensionsverfahren hergestellt wurden, fallen die Ergebnisse deutlich schlechter aus. \nF\u00fcr die stabile Lagerung einer zu -HH umgewandelten Suspension sind Temperaturen zwischen 85 und 95\u00b0C vorzusehen, wobei eine 3-t\u00e4gige Lagerung ohne DH-Bildung und Ansteifen der Suspension funktioniert. Bei geringeren Temperaturen steift die Suspension an. Die Suspension \u00fcbersteht damit in heizbaren Vorratsbeh\u00e4ltern auch l\u00e4ngere Stillst\u00e4nde. St\u00f6rungsbedingte Produktionsstillst\u00e4nde sollten damit bei entsprechender Prozessf\u00fchrung sicher zu \u00fcberbr\u00fccken sein. Kommt der Schleifstaub mit dem Suspensionswasser in Ber\u00fchrung, so stellt sich ein spontaner Kornzerfall ein. Mit zunehmender Lagerungsdauer in der Suspension baut sich die BET-Oberfl\u00e4che ab, auch noch bis zur l\u00e4ngsten gepr\u00fcften Lagerungsdauer von 2 Stunden. Die Verwendung von Frisch- oder Brauchwasser und die Wassertemperatur zwischen 20\u00b0C und 80\u00b0C wirken sich nicht signifikant aus. \nDie Verwendung des Brauchwassers aus dem Wasserkreislauf der Gipsfaserplatten zur Herstellung der Suspensionen wirkt sich im Vergleich zur Verwendung von Frischwasser grunds\u00e4tzlich so aus, dass das L\/D der -HH Kristalle deutlich reduziert wird. Abh\u00e4ngig von dem f\u00fcr die GFP-Produktion verwendeten Altpapier wurden deutliche Unterschiede in der Reduzierung des L\/D festgestellt. F\u00fcr die Optimierung der Eigenschaften sollte zus\u00e4tzlich ein L\/D reduzierendes Additiv wie BS zugegeben werden. Von den sulfatischen Zus\u00e4tzen hat sich das KS bei 0,3% Zusatz in Kombination mit BS am positivsten ausgewirkt. Von den gepr\u00fcften Temperaturen von 115\u00b0C bis 135\u00b0C wirkt sich die niedrigste Temperatur am positivsten auf die Kristallisation aus, bewirkt aber die l\u00e4ngsten Umwandlungszeiten. Der beste Kompromiss aus schneller Umwandlung zu -HH und geringer spezifischer Oberfl\u00e4che ist eine Umwandlungstemperatur von 125\u00b0C. Der bei der Produktion der Gipsfaserplatten anfallende Abfallmix wurde entsprechend den anfallenden Abf\u00e4llen (55% Schleifstaub, 25% Sedimentationsschlamm und 20% gemahlene Gipsfaserplattenabf\u00e4lle) im Reaktor zu -HH umgewandelt. Im Vergleich zu den Untersuchungen der 1. Phase des Projektes, bei denen der Schleifstaub ohne Zusatz von REA-Gips als nicht verwendbar eingestuft wurde, kann der Abfallmix durch optimierte Prozessbedingungen entsprechend den anfallenden Relationen und entsprechend den anfallenden Mengen ohne Produktivit\u00e4tseinbu\u00dfen in Mischung eingearbeitet werden. Die Suspensionen sind mit 40% Feststoffanteil produzierbar. Ein Verschnitt mit REA-Gips bringt eine deutlich gesteigerte Produktivit\u00e4t, so dass auch mindestens 50% Gipsfaserabfallstoffe eingesetzt werden k\u00f6nnen. Bei gemeinsamer thermischer Behandlung von Pulpe und Abfallstoffen zu -HH ergibt sich im Vergleich zu vorhergehenden Untersuchungen ohne Verwendung der Pulpe beim Autoklavieren eine deutliche Einbu\u00dfe der Festigkeiten der damit erzeugten Gipsfaserplatten, wobei immer noch die Eigenschaften der aktuellen Produktionsplatten erreicht werden. \nAuf Basis der Ergebnisse kann man davon ausgehen, dass mit dem in Dettelbach bestehenden Verfahren die Einarbeitung der mit dem Suspensionsverfahren umgewandelten Gipsfaserabf\u00e4lle vorteilhafter ist.\n\n\n\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation\n\nAusgew\u00e4hlte Ergebnisse wurden als Vortrag auf Weimarer Gipstagung am 30.3.\/ 31.3.2011 pr\u00e4sentiert und sind zugeh\u00f6rigen im Tagungsband ver\u00f6ffentlicht.\n\n\nFazit\n\nUnter Laborbedingungen kann der im Sattdampfverfahren zu -HH umgewandelte Staub als feingemahlener Pressling oder als Granulat zu einem hohen Anteil als Rohstoff zur Herstellung von Gipsfaserplatten eingesetzt werden. Der Abfallmix kann mit dem Suspensionsverfahren entsprechend den anfallenden Relationen und entsprechend den anfallenden Mengen ohne Produktivit\u00e4tseinbu\u00dfen in die Produktion eingearbeitet werden. Der Zusatz von REA-Gips macht es m\u00f6glich, dass mindestens 50% Gipsfaserabfallstoffe in die Mischung eingesetzt werden k\u00f6nnen. \nUnter den in Dettelbach vorhandenen Produktionsbedingungen ist das Suspensionsverfahren besser zur Umwandlung der Abfallstoffe und deren R\u00fcckf\u00fchrung einsetzbar als das Sattdampfverfahren. Das Verfahren wird mit der geplanten Variante der direkten R\u00fcckf\u00fchrung der Suspension als umsetzbar eingestuft.\n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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