Metselwerkpuin kan zonder scheiding worden ingezet in baksteen proces

Test Limburgse Mineraalbrekerij en Steenfabriek Vogelensangh

Ook voor de baksteenindustrie zijn zowel het energieverbruik (en CO2 emissie) en de circulariteit van haar producten van groot belang. In dit artikel wordt ingegaan op de resultaten van een grootschalige test, waarbij metselwerk bouwpuin wordt ingezet als kleivervanger en waarmee de twee voornoemde doelen in één keer kunnen worden gerealiseerd.

Door inzet van het metselwerkpuin wordt niet alleen de circulariteit gediend, maar blijkt ook een significante energiebesparing mogelijk te zijn. Bij het inzetten van metselwerkpuin in het baksteen proces was het tot recent noodzakelijk om de mortel te scheiden van de baksteen. Dit omdat de mortel negatieve effecten op het proces dan wel de baksteenkwaliteit heeft. In een recent onderzoek, dat is uitgevoerd door een samenwerking tussen Limburgse Mineraalbrekerij (LMB) en Steenfabriek Vogelensangh, is gebleken dat baksteen metselwerkpuin (bmp) direct inzetbaar is in het baksteenproces (dus zonder verwijdering van de mortel). Mits het in de juiste gradering wordt gemalen en het bestaande baksteenproces wordt aangepast aan deze nieuwe grondstof.

Positieve resultaten

Hierbij is gebleken dat de aanpassingen bij zowel breken als bij het produceren van de nieuwe baksteen binnen de setting van de bestaande installatie kan gebeuren. Hierdoor zijn er geen (dure) aanpassingen en/of nieuwe/andere installaties nodig. Wél is de juiste korrel-gradering, in combinatie met de keuze en dosering van de klei, van belang. Hierbij is in een eerdere fase gebleken dat toevoeging van het gemalen bmp tot 60% (m/m) aan de klei goed mogelijk is voor het produceren van een kwalitatief hoogwaardige baksteen. Op basis van deze positieve resultaten is besloten om een grootschaliger test uit te voeren met als tweeledig doel het nagaan of er nog aanpassingen nodig zijn bij het opschalen van de productie en het verkrijgen van betrouwbare procesinformatie. Dit laatste is ook van belang om vast te kunnen stellen wat de besparing op het energie verbruik en de CO2 emissie is. Het onderzoek is deels uitgevoerd bij de beide bedrijven en deels bij het ingenieursbureau IBR, dat ook de coördinatie van het onderzoek heeft uitgevoerd. De procesmetingen zijn uitgevoerd door TCKI in Velp.

Breken en zeven

Het hele proces begint uiteraard bij het slopen van de gebouwen. Het is hierbij van belang dat de muren van baksteen metselwerk selectief gesloopt worden, om vermenging (vervuiling) met niet-baksteenmetselwerk zoveel mogelijk te voorkomen. Voor het verkrijgen van het benodigde bmp is met de firma Bloem contact geweest, die vervolgens zo’n 200 ton materiaal aan LMB heeft geleverd voor het inzetten van de eerste testen bij zowel LMB als Vogelensangh. Gebaseerd op zijn ervaringen met het voorgaande onderzoek, heeft LMB tijdens deze test zijn proces aangepast. Hierdoor kunnen nu brokstukken tot 40 cm direct in zijn installatie worden verwerkt, zonder dat voorbreken noodzakelijk is. Het breken heeft niet alleen tot doel het metselwerkpuin hanteerbaar te maken in het baksteenproces, maar ook om via de gewenste korrelgradering te zorgen voor de juiste verwerkbaarheid van het mengsel van gemalen bmp en de toegevoegde klei.

Optimaliseren

Bij LMB is het door het verwerken van deze grotere hoeveelheden bmp mogelijk geweest om zijn maal- en zeefproces onder volle productie omstandigheden (verder) te optimaliseren en goed inzicht te krijgen in de gewenst werkwijze bij het naar volle schaal verhogen van de productie.

Nadat deze (en andere partijen bmp) gemalen zijn, zijn ze per vrachtauto naar Steenfabriek Vogelensangh getransporteerd. Hierbij blijken ook de logistieke afstemming van zowel transport, opslag capaciteit bij de baksteenfabriek, als het inzetten van shovels en kranen, belangrijke aspecten in het opzetten van de gehele keten te zijn.

Baksteenproductie

Nadat het op specificatie aangeleverde gemalen bmp in de daartoe bestemde opslag is getransporteerd, heeft er een aantal grootschaliger testen plaatsgevonden (zo’n 40.000 stenen), als voorbereiding op een grote productie. Doelstelling van deze testen is om tijdens graduele opschaling het proces stapsgewijs te optimaliseren, dan wel problemen die tijdens het opschalen optreden adequaat aan te pakken.

Twee types getest

Omdat de baksteenindustrie onder meer wordt gekenmerkt door een grote variëteit aan kleuren van haar producten, is er voor gekozen om twee typen baksteen in de testen te betrekken: een baksteen vervaardigd met roodbakkende klei en een variant vervaardigd met geelbakkende klei. Van belang hierbij is dat het verschil tussen de klei niet alleen de kleur van het eindproduct betreft. Het betreft ook twee type klei die andere proceseigenschappen hebben en daarom ook een andere instelling van het proces vragen. Met deze keuze wordt dan ook een breder zicht in de toepasbaarheid van gemalen bmp in de baksteenindustrie gegeven. Het baksteenproces bestaat uit een aantal stappen: doseren en mengen van de grondstoffen (klei en toevoegingen), het daarna vormgeven tot de ongebakken steen. Deze wordt vervolgens in een daartoe bestemde drogerij gedroogd tot een vochtpercentage beneden de 1%. Hierna worden de gedroogde stenen gebakken in een oven, waarbij afhankelijk van het type steen en klei de baktemperaturen veelal tussen de 1.050 en 1.100 °C liggen.

Langdurige test

Om een goed inzicht in zowel de benodigde proces condities, de potentiële besparing op energieverbruik en de verkregen product kwaliteit te verkrijgen, is er een langduriger test uitgevoerd. Gedurende deze testproductie zijn door TCKI (Technisch Centrum Keramische Industrie), in samenwerking met Vogelensangh, diverse metingen uitgevoerd. Die zijn nodig om een energie-balans uit te voeren. Tevens zijn diverse metingen aan het eindproduct uitgevoerd. Uit de test blijkt dat het goed mogelijk is om het op specificatie ‘gemalen granulaat’ in het baksteenproces in te zetten. Hierbij wordt er een baksteen verkregen, die voldoet aan alle technische en esthetische vereisten. Ook is gebleken dat, dankzij het inzetten van het granulaat, er een overall energie (en daarmee CO2 emissie) besparing van zo’n tien procent mogelijk is. Hierbij is gebleken dat het extra energieverbruik, ten opzichte van het gebruik van klei (ten gevolge van het noodzakelijke malen van het bouwpuin) hier slechts een marginale invloed op heeft. En dus energetisch geen rol speelt in het concept.

Significante energiebesparing

Door het uitvoeren van deze test is dus gebleken dat (mits op specificatie ‘gemalen baksteen’) metselwerkpuin zonder verdere scheiding is in te zetten in het baksteenproces. Hierbij kan ook nog eens een significante energiebesparing worden gerealiseerd. Uiteraard is hiermee nog niet het einde van deze ontwikkeling bereikt. Uit de test en het analyseren van de resultaten kan worden afgeleid dat verdere optimalisatie in zowel de inzet als de energiebesparing tot de mogelijkheid behoort. Ook moet verdere ervaring worden opgedaan met allerhande verschillende soorten metselwerkpuin, alsmede de interactie met de verschillende soorten klei die in de baksteenindustrie worden gebruikt. Belangrijk is vast te stellen dat de mogelijkheid van toepassing is aangetoond, als basis voor individuele fabrieken om na te gaan op welke wijze zij van deze nieuwe ontwikkeling gebruik kunnen maken.

Nieuw product op de markt

Voor Vogelensangh zijn de resultaten dusdanig bemoedigend dat het bedrijf het nieuwe product met de naam Ecofir al op de markt brengt en bezig is met de eerste concrete projecten op te leveren.