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Kalk & Zement

Kalk

Kalk ist einer der bedeutendsten Rohstoffe des Menschen. Bereits vor 14.000 Jahren wurde Kalk als Mörtel eingesetzt. Bis heute hat seine Bedeutung stetig zugenommen. In der Eisen- und Stahlindustrie, in der Bau- oder Landwirtschaft, im Umweltschutz oder in unzähligen chemischen Herstellungsprozessen ist Kalk ein unverzichtbarer Wirkstoff.

Rund 500.000 Tonnen Kalkstein aus dem Steinbruch Dürnbach werden jährlich im Kalkwerk in Wopfing verarbeitet. Vor der Verarbeitung wird der Kalkstein zuerst in der Waschanlage von Lehm befreit, sortiert und nachgebrochen. Im nächsten Schritt wird er im Kalkwerk in großen Kalköfen gebrannt. Calciumcarbonat (CaCO3, Kalkstein) gibt bei Temperaturen zwischen 900 und 1.200 °C Kohlenstoffdioxid (CO2) ab und geht in Calciumoxid (CaO, Branntkalk) über, man spricht dabei vom Entsäuern des Kalksteins.

Chemischer Umwandlungsprozess von Kalkstein

1. Brennen: Zuerst wird Calciumcarbonat (CaCO3), der Hauptbestandteil des Kalksteins, stark erhitzt (gebrannt), dabei entweicht Kohlenstoffdioxid und es entsteht Calciumoxid, Branntkalk (CaO).

2. Löschen: Versetzt man Branntkalk mit Wasser, bildet sich Calciumhydroxid, Kalkhydrat (CaOH2).

3. Abbinden: Löschkalk reagiert durch Wasserabgabe und Kohlenstoffdioxidaufnahme wieder zurück zu Calciumcarbonat, also Kalkstein (CaCO3).

Für das Brennen von Kalk wird der Kalkstein im Schachtofen auf 900 - 1.200 °C erhitzt. Dabei wird der Ofen von oben fortlaufend mit Kalkstein beschickt. Der Kalkstein durchläuft, langsam nach unten rutschend, die verschiedenen Temperaturzonen des Ofens. Im mittleren Bereich des Schachtofens wird Brennstoff (in der Regel Erdgas) zugeführt und erzeugt die für die chemische Umsetzung des Kalksteins zu Branntkalk erforderliche Temperatur. Unten wird der gebrannte Kalk ausgebracht. In Wopfing sind derzeit zwei 3-Schacht-GGR-Öfen (Gleich-Gegenstrom-Regenerativ-Öfen) in Betrieb. Diese Ofentechnologie ist die weltweit Energieeffizienteste und wurde in den 50er Jahren in Wopfing erfunden.

Die Weiterverarbeitung des gebrannten Kalks erfolgt in der Stückkalkanlage, die mit der automatischen Verladeanlage ebenfalls zu den modernsten dieser ihrer Art zählt.

In zwei Kalkmühlen wird der Stückkalk zu Feinkalk vermahlen.

Löschkalk (Kalkhydrat, Ca(OH)2) wird in der Hydratanlage aus dem gebrannten Kalk durch Zugabe von Wasser erzeugt. Diese Anlage wurde bereits Anfang der 90er Jahre mit einem Gewebefilter ausgestatten, was bei diesen Anlagen zum damaligen Zeitpunkt ein absolutes Novum war.

Produkte

Ein Teil des Kalksteins wird ungebrannt direkt als Industriestein verkauft oder vermahlen und kommt als Kalksplitt oder Kalksteinmehl zum Einsatz. Verwendung finden die ungebrannten Produkte als Streusplitt, zur Rauchgasreinigung, als Dünge- oder Futterkalk sowie als hochwertige Füller für die Glas-, Asphalt- und Trockenmörtelindustrie.

Der Hauptteil der Kalksteine wird in Wopfing jedoch zu Stückkalk und Feinkalk verarbeitet, der Rest zu Kalkhydrat veredelt. Haupteinsatzgebiete für Stückkalk sind die Eisen- und Stahlindustrie, wo Stückkalk als Schlackenbildungsmittel eingesetzt wird. Stückkalk ist aber auch ein unverzichtbares Produkt in der Landwirtschaft oder bei der Papierherstellung.

Wird der Stückkalk vermahlen, so spricht man von Feinkalk. Dieser Feinkalk findet Anwendung im Umweltschutz, im Tiefbau und in der Bodenverbesserung und -stabilisierung.

Wird der Feinkalk anschließend mit Wasser gelöscht, so spricht man von Kalkhydrat (Löschkalk). Kalkhydrat findet hauptsächlich in der Baustoffindustrie für Putz- und Mörtelanwendungen, im Umweltschutz, zur Wasser- und Abwasseraufbereitung, sowie in der Luftreinhaltung Verwendung. In den letzten Jahren wird Kalkhydrat auch immer häufiger als Füller im Asphalt und in Kunststoffen eingesetzt.

Wegen ihrer besonderen physikalischen und chemischen Eigenschaften, sowie modernster Verarbeitung sind die Wopfinger Industriekalke marktführend. Sie entsprechen sämtlichen österreichweiten und internationalen Normen.

Zement

Zement ist der wichtigste Bestandteil, um Beton zu erzeugen. Dabei dient Zement als Bindemittel, um die übrigen Bestandteile von Beton - Kies, Wasser und Zuschlagstoffe - dauerhaft zu verbinden.

Zement wird aus überwiegend natürlichen Rohstoffen - Hauptbestandteile: Kalkstein, Mergel, Sand, Zuschlagstoffe - hergestellt. Dabei wird das Rohstoffgemisch in der Mühle zu Rohmehl gemahlen und gleichzeitig getrocknet. Das entstehende Rohmehl muss dann im nächsten Schritt zum sogenannten Klinker gebrannt werden.

Um die hohen Temperaturen, die beim Brennen von Zementklinker nötig sind, zu erreichen, kommt das Rohmehl zuerst in einen Wärmetauscher. Der wird mit heißen Abgasen aus dem Drehrohrofen betrieben und erwärmt das Rohmehl auf 800 - 900 °C. Ab ca. 850°C beginnt sich Kalkstein in Calciumoxid und Kohlendioxid zu zerlegen. Dieser Vorgang, bei dem das CO2 entweicht, wird als Entsäuerung bezeichnet.

Im Anschluss wandert das weiß glühende Rohmehl in den Drehrohrofen, wo es bei 1.450 °C gebrannt wird. Die Energieversorgung des Drehrohrofens erfolgt über den Hauptbrenner. Brennstoffe sind Kohle, Kunststoffe und biogene Brennstoffe. Sämtliche Abgase werden über Schlauchfilter und die thermische Nachverbrennung gereinigt - dieses Verfahren ist weltweit einzigartig und macht das Werk in Wopfing mit anderen Umweltmaßnahmen zum saubersten Baustoffwerk der Welt. Die anfallende Abwärme wird in anderen Teilen des Werkes eingesetzt. Der gebrannte Klinker verlässt mit ca. 100 °C den Kühler. Klinker dient als Rohprodukt für die Zementerzeugung.

Der Zementklinker kommt im letzten Schritt in die Kugelmühle und wird dort gemeinsam mit Zumahlstoffen - Gips, Hochofenschlacke, Flugasche, Kalkstein, etc. - mit Hilfe von Stahlkugeln gemahlen. Für unterschiedliche Verwendungszwecke gibt es unterschiedliche Arten von Zement. Die beigefügten Zumahlstoffe und die Mahlfeinheit bestimmen die Eigenschaften des Zements und damit die Zementsorte.

Nach dem Mahlvorgang wird der fertige Zement, getrennt nach Sorten, in Silos zwischengelagert. Von dort aus wird er entweder lose im Silo oder als Sackware verkauft. Neben einer herkömmlichen Zementmühle steht in Wopfing auch die erste Zementmühle für Ökozemente und Spezialzemente. Sie mahlt mikrofein - eine notwendige Grundvoraussetzung für Spezialzemente – und ist um 30 Prozent energieeffizienter als herkömmlichen Zementmühlen. Die Vermahlung findet dabei in einer Kombination aus Rollenpresse und Kugelmühle statt.