Kalk ist nicht gleich Kalk

Industriell hergestellter Branntkalk wird nach zwei Produkteigenschaften bewertet: zum einen nach dem sogenannten Rest-CO₂-Gehalt, das ist das nach dem Brennen im Produkt verbliebene Kohlendioxid_, und zum anderen nach der Reaktivität, das ist die Geschwindigkeit, mit der das CaO mit anderen Komponenten bei seiner Verwendung reagiert. So ist zum Beispiel in der Stahlindustrie  eine sehr hohe Reaktivität des Branntkalks erwünscht, damit dieser möglichst rasch mit den Verunreinigungen des geschmolzenen Eisens reagieren und Schlacken bilden kann.

Ein tiefer Rest-CO₂-Gehalt ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal und kann durch die Ausgestaltung des Brennprozesses direkt beeinflusst werden. Ein gutes Ofendesign stellt sicher, dass eine gleichmässige Wärmeverteilung im gesamten Ofenraum herrscht, damit der chemische Prozess des Kalzinierens im aufgegebenen Rohmaterial gleichmässig ablaufen kann.

Bei der Reaktivität gibt es zwei Einflussfaktoren: zum einen verbinden sich Verunreinigungen im Rohmaterial (zum Beispiel Silikate oder Aluminiumverbindungen) mit dem während des Kalzinierens entstandenen CaO und vermindern damit den für die Reaktivität wichtigen Anteil an frei verfügbarem CaO. Dies lässt sich durch den Brennprozess nicht oder nur in geringem Ausmass beeinflussen.

Zum anderen spielt die Brenntemperatur eine wesentliche Rolle: wenn die Wärmezufuhr während des Brennens so dosiert wird, dass lediglich das CO₂ aus dem Kalkstein ausgetrieben wird, bleibt ein poröses Stück Kalziumoxid, das aufgrund seiner hohen spezifischen Oberfläche auch eine sehr hohe Reaktivität aufweist. Diese Brennbedingungen werden optimal durch den Maerz GGR-Ofen erfüllt.

Erhitzt man ein bereits vollständig kalziniertes Stück Kalziumoxid weiter, wird die zugeführte Wärme für die Verschmelzung der Mikrokristalle und damit zur Bildung grösserer Kristallite verbraucht. Damit sinkt die spezifische Oberfläche des Stückes Kalziumoxid und dessen Reaktivität geht zurück. Mit dem Maerz HPS-Ofen kann dieser Prozess fein ausgesteuert werden.

Die obenstehenden Rasterelektronenmikroskop-Aufnahmen zeigen die Struktur eines hochreaktiven Kalkes auf der linken Seite, eines mittelreaktiven Kalkes in der Mitte und die eines geringreaktiven Kalkes auf der rechten Seite. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von weich-, mittel- oder hartgebranntem Kalk.