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3 Charakterisierung des Aufgabematerials und angewandet Verfahren 3.3 Chemische Analyse - 31 22,5 SM ==2,8 5,5 +2,3 Al O 5,5TM =23 =1,822,8 TM ==2,4Fe2O3 2,3 •Berechnung der Klinkerphasenzusammensetzung nach BOGUE [23] CaOeff = CaOges – CaOfrei – 0,7 SO3 = 62,39 % C3S = 4,071 CaOeff – 7,602 SiO2 – 6,719 Al2O3 – 1,430 Fe2O3 = 42,7 % C2S = 2,867 SiO2 – 0,754 C3S = 32,3 % C3A = 2,650 Al2O3 – 1,692 Fe2O3 = 10,7 % C4AF = 3,043 Fe2O3 = 7,0 % Die berechneten Werte der Hauptklinkerphasen sind nur Anhaltswerte, da die Formeln nach BOGUE die Alkalien, den MgO-Anteil bzw. die in den Klinkermineralien enthaltenen Fremdoxide nicht berücksichtigen.
Tabelle 7: Anteile und Reindichten der Klinkerphasen im PZ-Klinker [20, 23] Zur quantitativen Bewertung der Hauptklinkerphasen sind in Tabelle 7 neben den Reindichten der Klinkerphasenanteile die Grenzwerte und die errechneten Klinkerphasenanteile aufgeführt. Der verwendete Klinker besitzt einen relativ geringen Alitanteil von etwa 43 %, während das Belit mit 32 % das aus der Literatur entnommene Maximum knapp übersteigt. Die berechneten Anteile der Aluminat- und Aluminatferritphase bewegen sich im Bereich der Mittelwerte und zeigen keine markanten Tendenzen. Der geringe C3S-Gehalt und der sehr hohe C2S-Gehalt lassen nach SCHILLER einen Zementklinker vermuten, der im Verhältnis zu anderen schwerer mahlbar ist. Infolge des hohen Anteils an Belit ist, mit steigender Mahlfeinheit, mit Agglomeratbildung zu rechnen. Weiterhin ist es wahrscheinlich, dass die relativ hohe Reindichte des Zementklinkers (3,23 g/cm³) aus einem größeren Anteil dichterer Belit-Modifikationen resultiert. 3 Charakterisierung des Aufgabematerials und angewandet Verfahren 3.4 Bestimmung der Mahlbarkeit nach Bond - 32 3.4 Bestimmung der Mahlbarkeit nach Bond Die Mahlbarkeit eines Stoffes ist eine komplexe Stoffkenngröße. Die Ergebnisse einer Zerkleinerung sind von den Beanspruchungsbedingungen und vom Widerstand, den das Material einer zerkleinernden Beanspruchung entgegensetzt, abhängig. Unter definierten Bedingungen erhält man aus Versuchen materialspezifische zerkleinerungstechnische Stoffeigenschaften bzw. Kennwerte für die Mahlbarkeit des betreffenden Produkts. Die Mahlbarkeit beeinflusst den zum Mahlen auf eine bestimmte Feinheit erforderlichen Energiebedarf und die Korngrößenverteilung des produzierten Gutes. Untersuchungen von SCHILLER [15] u.a. haben gezeigt, dass bei gleicher massenbezogener Oberfläche die Korngrößenverteilung um so breiter ist, je leichter ein Stoff mahlbar ist. Ursache dafür ist die Anreicherung der leichter mahlbaren Bestandteile im unteren Korngrößenbereich und der schwerer mahlbaren Bestandteile im oberen Korngrößenbereich. RITTINGER und KICK erarbeiteten Hypothesen für die maschinelle Zerkleinerung. Diese Ansätze der Einzelkorn-Modelle sind jedoch im Prinzip für die Beschreibung der maschinellen Zerkleinerung von Körnerkollektiven nicht geeignet [26]. Im Ansatz von BOND wird speziell auf die Kollektivzerkleinerung in Kugelmühlen eingegangen. Diese Beziehung ermöglicht es, für mittlere Aufgabegut-Korngrößen den mittleren massebezogenen Arbeitsbedarf für die Zerkleinerung eines Produktes vorauszuberechnen. Abbildung 14: KARSDORFER Kugelmühle 3 Charakterisierung des Aufgabematerials und angewandet Verfahren 3.4 Bestimmung der Mahlbarkeit nach Bond - 33 Unter Verwendung von Mahlbarkeitstestern (Labor-Zerkleinerungsmaschinen) wurden Messungen der massebezogenen Zerkleinerungsarbeit und der erzielten Produktfeinheit vorgenommen. Die verwendete Laborkugelmühle (KARSDORFER Kugelmühle Abb. 14) weicht in ihren Parametern von der BOND-Mühle ab. Aufgrund dessen sind in der Berechnung des Arbeits-Index Korrekturen nötig. 3.4.1 Mühlenparameter KARSDORFER Kugelmühle BOND-Mühle Di :Di = 260 mm Di = 305 mm
7,5 ·(1-0,4) ·0,02 7,5 ·(1-0,4) ·0,022 ?K = 0,23 ?K = 0,20 Mahlkörper : 5,6 kg Ø 28 mm 285 Kugeln Ø 15,2…38,1 mm 8,45 kg Ø 22…24 mm (120 Kugeln Ø > 25,39 mm) 7,0 kg Ø 12,5 mm mKF = 20,125 kg Auskleidung : glatte und gerundete Innenkanten am Verschlussdeckel, Mahlraum glatt, Stahl, ohne Hubbalken •Größen und Maßeinheiten in den Gleichungen: Di
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Innendurchmesser der Mühle [m] ?KF =mKF ?K ·(1-eKF ) ·VM ?KF – Mahlkörperfüllungsgrad F=n =n F– relative Drehzahl n
krit
42,3
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