Es gehört in der Zementindustrie zu einer alten Erfahrung, Portlandzementklinker, der aus Rohmehl mit dem Hauptbestandteil CaCO_3 hergestellt wird, in oxidierender Atmosphäre zu brennen. Sowohl aus Laboruntersuchungen als auch aus dem Betrieb von Zementöfen ist bekannt, dass beim Übergang auf un-terstöchiometrische Sauerstoffzufuhr im Bereich von Ofenflamme und Sinterzone die Klinkerqualität schlechter wird. Als Auslöser für die Qualitätsminderung wurde die Reduktion von Fe_2O_3 im Klinkermineral Calciumaluminatferrit erkannt. Auch die Bildung von Dicalciumsilikat kann in CO-Atmosphäre bei Temperaturen bis 1100℃ behindert werden. Ein Nachteil der oxidierenden Prozessführung besteht darin, dass bei den hohen Temperaturen in der Sinterzone bis zu 2000℃ und in Gegenwart von Sauerstoff Stickstoffoxide entstehen, die im Abgas des Drehofens mit Ammoniak oder Kohlenmonoxid zu Stickstoff reduziert werden müssen, um den Umweltschutzauflagen zu genügen. Dagegen wird beim Gipsschwefelsäureverfahren zur Produktion von Zementklinker und SO_2-haltigen Ofengasen aus Rohmehl mit dem Hauptbestandteil CaSO_4 trotz verfahrensbedingt reduzierenden Brennbedingungen ein Klinker erhalten, der sowohl hinsichtlich seiner chemischen als auch mineralogischen Zusammensetzung mit dem auf CaCO_3-Basis in oxidierender Atmosphäre hergestellten Klinker nahezu identisch ist und auch gleichwertige Zementqualitäten liefert. Im Abgas der Zementöfen des Gipsschwefelsäureverfahrens liegen bei einem Sauerstoffgehalt um 0,5 Vol.-% die spezifischen NO_x-Emissionen bei nur 150 mg/m~3_N.%It has been a long held tradition in the cement industry that Portland cement clinker which is produced from raw meal with CaCO_3 as the main constituent should be burnt in an oxidizing atmosphere. It is known both from laboratory investigations and from the operation of cement kilns that the clinker quality deteriorates on changing to a sub-stoichiometric oxygen supply at the kiln flame and in the sintering zone. The reduction of Fe_2O_3 in the calcium aluminoferrite clinker mineral was recognized as the cause of the reduction in quality. The formation of dicalcium silicate can also be impeded in a CO atmosphere at temperatures up to 1100℃. One disadvantage of the oxidizing process regime is that nitrogen oxides are produced at the high temperatures in the sintering zone of up to 2000℃ and in the presence of oxygen, and then have to be reduced to nitrogen with ammonia or carbon monoxide in the exhaust gas from the rotary kiln in order to satisfy environmental protection requirements. On the other hand, the gypsum sulphuric acid process, which produces cement clinker and SO_2-containing kiln gases from raw meal with CaSO_4 as the main constituent, can provide a clinker which, in spite of the reducing combustion conditions due to the nature of the process, is virtually identical in chemical and mineralogical composition with the clinker produced from CaCO_3 in an oxidizing atmosphere, and also provides equivalent cement qualities. In the exhaust gas from the cement kilns using the gypsum sulphuric acid process the specific NO_x emissions are only 150 mg/m~3_(stp) at an oxygen content around 0.5 vol.%. This article explains the chemical and technical aspects of clinker production in the gypsum sulphuric acid process, and also describes and comments on the current understanding of burning cement clinker under reducing conditions with the aid of selected information from the literature.
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