DE936620C

DE936620C - Verfahren zur Herstellung von Silikaerzeugnissen

Info

Publication number: DE936620C
Application number: DEK13193A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl-Ing Obst; Gerhard Dr Phil Troemel
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1952-02-14
Filing date: 1952-02-14
Publication date: 1955-12-15

Description

Verfahren zur Herstellung von Silikaerzeugnissen Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von hochwertigen Silikaerzeugnissen aus Quarziten oder anderen kieselsäurehaltigen Stoffen durch Brennen bei hohen Temperaturen zwecks Umwandlung der Kieselsäure in Cristobalit bzw. Tridymit.
Nach einem früheren, jedoch nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag sollen aus tonerdehaltigen Quarziten durch Zusatz von Phosphorsäure selbstbindende Silikamassen hergestellt «=erden, d. h. solche Massen, die auch ohne Zusatz von Kalk oder einem anderen Bindemittel abbinden.
Die Phosphorsäure bildet mit der als Begleiter in den Quarziten anwesenden Tonerde Aluminiumorthophosphat, das einen besonders hohen Schmelzpunkt hat und dessen Kristallstruktur und Eigenschaften in vieler Hinsicht denen der verschiedenen Modifikationen von -Kieselsäure verwandt ist.
Demgegenüber wurde gefunden, daß man eine noch weitergehende Verbesserung der Silikaerzeugnisse, die ohne Kalkbindung hergestellt werden, dadurch erreichen kann, daß man den die Ausgangsmasse bildenden Quarziten od. dgl. sowohl Tonerde als auch Phosphorsäure zusetzt, -und zwar in solchem Mengenverhältnis, daß im gebrannten Erzeugnis die Gesamt-Tonerde und Phosphorsäure in dem für Orthophosphat kennzeichnenden Mengenverhältnis enthalten sind.
Die nach dem Leitgedanken der Erfindung hergestellten Silikaerzeugnisse zeichnen sich durch eine wesentliche Erhöhung des Schmelz- bzw. Tropfpunktes aus. Diese unerwartete Wirkung dürfte damit zusammenhängen, daß Aluminiumphosphat isomorph mit Kieselsäure, und zwar in sämtlichen Modifikationen, nämlich _ Quarz, Tridymit und Cristobalit, kristallisiert und daß dadurch die in normalen Silikasteinen sich schädlich auswirkende Tonerde beim Brand von der Kieselsäure mit in ihr Kristallgitter aufgenommen wird: Es tritt also tatsächlich durch den Zusatz von Phosphorsäure und Tonerde zu der aus Quarziten bestehenden Ausgangsmasse nicht eine eigentlich zu erwartende Herabsetzung des Schmelzpunktes ein. Daher unterscheiden sich die erfindungsgemäßen Silikasteine auch wesentlich von den an sich bekannten Silikaerzeugnissen mit Tonbindung (sogenannte tongebundene Silikasteine), in denen die Tonerde in Bindung an Kieselsäure vorliegt und bei welchen das Tonerde-Kieselsäure Eutektikum von 154o° zur Auswirkung kommt.
Es ist auch möglich, solche kieselsäurehaltigen Stoffe zu verwenden, die durch vorheriges Brennen in Cristobalit bzw. Tridymit umgewandelt worden sind. Bei dieser Arbeitsweise wird dann durch den Zusatz von Kaolin +. Phosphorsäure bzw. A1 P 04 als Amblygonitrückstand von der Lithiumgewinnung eine ausreichende Festigkeit bereits nach dem Trocknen erzielt, so daß eine sofortige Verwendung möglich ist. Weiteres Brennen unmittelbar nach dem Einbau in einen Ofen, z. B. Siemens-Martin-Ofen, führt dann zu einer weiteren Verfestigung.
Die Größe des Zusatzes an Tonerde und Phosphorsäure gemäß der Erfindung hängt naturgemäß an sich von der Zusammensetzung der Ausgangsrohstoffe ab. In den meisten Fällen wird ein Zusatz bis zu 5 Gewichtsprozent, bezogen auf Orthophosphat im fertigen Erzeugnis, genügen, wobei in bezug auf den Phosphorsäurezusatz dem Gehalt der Ausgangsrohstoffe an Tonerde Rechnung zu tragen ist.
Der erfindungsgemäße Zusatz kann entweder in Form eines Gemenges von Tonerde bzw. Tonerdehydrat und Phosphorsäure vorgenommen werden; es kann aber auch die Tonerde in Form von Aluminiumsilikatenbzw. Kaolin angewandtwerden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ausgangsmasse einen Zusatz von Aluminiumphosphat, gegebenenfalls unter Beifügung einer gewissen Menge Phosphorsäure, erhält.
Als Aluminiumphosphat können dabei vorzugsweise die praktisch alkali- und erdalkalifreien Rückstände verwandt werden, die bei der Aufbereitung von Amblygonit zwecks Gewinnung von Lithiumverbindungen anfallen. Durch die Verwendung eines, derartigen Abfallproduktes wird die Herstellung der hochwertigen Silikaerzeugnisse gemäß der Erfindung besonders wirtschaftlich.
Die Phosphorsäure kann entweder in freier Form oder, `wie an sich bekannt, in Form von Phosphorverbindungen angewendet werden, die beim nachfolgenden Brand keinen alkali- bzw. erdalkalihaltigen Rückstand ergeben und mit der Tonerde Orthophosphat bilden, z. B. Ammoriiumphosphat.
Man kann der Ausgangsmasse außer dem erwähnten Zusatz von Tonerde bzw. Phosphorsäure zusätzlich noch ein geeignetes Bindemittel zur Erhöhung der Trockenfestigkeit der hergestellten Formkörper zusetzen, beispielsweise ein organisches Bindemittel, wie Zellpech.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Herstellen von hochwertigen Silikaerzeugnissen, wobei der Rohmasse vor dem Brand Phosphorsäure bzw. phosphorsaure Salze zugemischt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse einen sowohl Tonerde als auch Phosphorsäure, und zwar in solchem Verhältnis zueinander enthaltenden Zusatz erhält, daß im gebrannten Erzeugnis Tonerde und Phosphorsäure in dem für Orthophosphat kennzeichnenden Mengenverhältnis enthalten sind.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse einen Zusatz von Tonerde bzw. Tonerdehydrat und Phosphorsäure erhält.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerde in Form von Aluminiumsilikaten bzw. Käoliri angewandt wird.
4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse einen Zusatz von Aluminiumphosphat erhält.
5. Verfahren nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß der Masse der aluminiumphosphathaltige, praktisch alkali- und erdalkälifreie Rückstand zugesetzt wird, der aus der Aufbereitung von Amblygonit zwecks Gewinnung von Lithiumverbindungen stammt.
6. Verfahren- nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Masse außerdem ein Bindemittel zur Erhöhung der Trockenfestigkeit der hergestellten Formkörper zugesetzt wird. -7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß solche kieselsäurehaltige Stoffe verwendet werden, die durch - vorheriges Brennen in Cristobalit bzw. Tridymit umgewandelt Worden sind. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 445 722, 52,1350; Sonderdruck aus Tonindustrie-Zeitung, 74, 1950, S. 171 bis 177, 198 bis 201, 223 bis 235, 262 bis 265 (S. 33, 34).