DE1810633A1 - Verfahren zur Herstellung eines festen,feuerfesten Materials auf Tonerdebasis - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ή et-ζ uel eines festen, feuerfesten Materials auf Tcaerdebasio.

Um komplexe, feuerfeste Oxictmaterialien herzustellen, wie sie beispielsweise für die Erzeugung von feuerfesten Formen, Granulaten, Zementen und ähnlichen Produkten verwendet werden, ist es im allgemeinen notwendig, die komplexen Oxide aus einfacheren Oxiden fcerzustellen. So wird Spinell (MgO.Al^O,) gewöhnlich in der Weise gewonnen, daß ein Gemisch aus Magnesia (MgO) oder einem F^gnesia liefernden Material und Tonerde (Al₂Q*) oder einem Tonerde liefernden Material gebrannt wird. Um die Umsetzung zwischen diesen festen, anorganischen Materialien zu beschleunigen, war es erforderlich, sie auf verhältnismäßig hohe Temperaturen zu erhitzen, beispielsweise auf 1 800 bis 2 000 0 oder mehr. Ferner war es üblich, Geschwindigkeit und Grad

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eier Umsetzung durch Anwendung verhältnismäßig feinverteil-■ter Materialien, zu steigern, aöer hierzu ist gewöhnlich eis. Vermählen der einfachen Oxide notwendige ü?rotz der ho~ hen !Temperaturen -und, des feinen Mahlens, wie es bisher bei der ©eriiiMing you komplexen₈ feuerfesten Oxiden durch Umset«i-".,ig von Ginraoaeren Oxiden angewandt wurde/ ist es häufig noch unmöglich, ein Produkt voa genügend hoher Dichte odöTj umgekehrt ausgedrückt, genügend niedriger Porosität au gewinne».»

Daher ist die Industrie der feuerfesten Materialien immer noch ;«xs.f der Suche nach einem "besseren Verfahren zur Herstellung von komplezen, feuerfesten Oxiden aus einfache·» rsn Oxiclenj einem ?erfahre?'i_: das ein Produkt von hoher Dichte und geringer Porosität bei praktisch brauchbaren Brenntemperaturen liefert und einen langen und kostspieligen Mahlprozeß überflüssig macht. Dar Erfindung liegt die Aufgab© zugrunde, ein solches besseres Verfahren anzugeben.

Die erfindungsgemäßs Lösung 'dieser Aufgabe besteht darin, daß (a) eine lösung von Tonerde in einem flüssigen lösungsmittel hergestellt, (b) au der in Stufe (a) hergestellten Tonerdelb's'ung mindestens ein feinzerteiltes, in festem Zustand' vorliegendes feuerfestes OxId₉ das in der Aluminiumoxidlösung praktisch unlöslich ist, zugesetzt,, (c) sofort danach aus der Lösung eine Aluminiumoxidver-

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bindung in innigem Gemisch mit dem feuerfesten Oxid ausgefällt, (d) die in innigem Semisch vorliegende Aluminiumoxidverbindung und das feuerfeste Oxid abgetrennt und (e) das Gemisch zur Gewinnung eines festen, feuerfesten Materials gebrannt wird.

Die Tonerdelösung kann nach einem beliebigen, dem Fachmann geläufigen Verfahren, hergestellt werden. Beispielsweise kann sie durch Auflösen von Tonerde oder Aluminiumhydroxid gewonnen werden, aber es erweist sich im allgemeinen als wirtschaftlicher, sie durch Auflösen eines weniger reinen und daher gewöhnlich weniger teuren Materials wie natürlichem Bauxit herzustellen. Die Tonerde enthaltende Lauge, die wie bei dem bekannten Bayer-Verfahren zur Herstellung von Tonerde durch Auflösen von Bauxit in Natriumhydroxid gewonnen wird, erwies sich für die erfindungsgemäße Verwendung geeignet. Bekanntlich enthalten solche bei dem Bayer-Verfahren verwendete Lösungen gewöhnlich 100 bis 180 g/l Tonerde (A) und HO bis 240 g/l kaustische Soda (0), wobei C NaOH plus NaAlOpt ausgedrückt als Natriumcarbonat (Na₂OO,), ist,und das Verhältnis (A/C) von Tonerde zu Soda 0,b bis 0,7 beträgt. Selbstverständlich können auch andere Lösungsmittel benutzt werden, und das Verhältnis A/0 kann auch höher, beispielsweise bei 0,9 liegen.

Das feinverteilte, feuerfeste Oxid, das zu der Ton-

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erdelösung zugesetzt wird, soll eine spezifische Oberflä-

p Ο

ehe von mindestens 10.000 cm /g (1 m /g) und vorzugswei-

P
se 10 m /g oder mehr besitzen. Es ist in der angewandten Tonerdelösung unter den Verfahrensbedingungen praktisch unlöslich. Das im einzelnen zugesetzte Material hängt von der Art des feuerfesten Tonerdeoxids ab, das hergestellt werden soll. fgftin das Endprodukt sum Beispiel Spi-

™ nell (MgAIpO^) sein soll, so wird als Fremdmaterial Magnesia oder Magnesiumhydroxid oder ein anderes Material wie Magnesiumoarbonat oder wasserhaltiges Magnesiuiicarbonat, das beim Brennen Magnesia liefert, verwendet. Wexm Mullit hergestellt werden soll, so wird in entsprechender Weise KaoLinit, ein natürlich vorkommendes Aluminiumsilikat oder Kieselerde, beispielsweise abgedampfte Kieselerde oder feiner Sand oder ein anderes Material, das beim Brennen Kieselerde oder Kieselerde und Tonerde liefert,, als Fremd-

* material zugesetzt. Selbstverständlich können aber nach diesem Verfahren Gemische von Tonerde und Kieselerde, die 10$ bis 90 Gew.96 des Gesamtgemisches an Tonerde enthalten $ hergestellt werden.

Wenn ein feuerfester Calcium-Aluminat-Zement,, der z. B. ein Molverhältnis Al₂O,fCaO von lil bis 9«! besitzt, hergestellt werden soll, so wird entsprechend ein calciumhaltiges Material wie Calciumoxid (CaO) selbst, Galcium-

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hydroxid oder irgendein anderes Galoium lieferndes Material oder auch ein Galoiumaluminat als Fremdmaterial zugesetzt. Unter der Bezeichnung "feuerfestes Oxid" ist nicht

nur ein einfaches Oxid selbst (z. B. Magnesia_f Kieselerde) zu verstehen, sondern auch Materialien, die solche einfachen Oxide beim Brennen liefern wie z. B. Magnesiumhydroxid, Kaolin und andere.

Selbstverständlich können nach diesem "Verfahren auch feuerfeste Granulate mit hohem Gehalt an Tonerde hergestellt werden, die nur geringe Mengen, beispielsweise 0,1 bis 1 Gew.^ andere feuerfeste Oxide enthalten. Zum Beispiel kann das zugesetzte Fremdmaterial ein Additiv wie Titanerde (TiOp) oder Zirkonerde (ZrO₂) oder eine Manganverbindung wie z. B. MnO₂ sein, und das erhaltene Gemisoh kann zur Herstellung von Tonerdekörnern benutzt werden, wobei diese zugesetzten Stoffe bekanntlich den Sintervorgang der Tonerdekörner unterstützen. Natürlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch dazu benutzt werden, größere Mengen Titanerde zu der Tonerde zuzusetzen, z. B. genügende Mengen, um Aluminiumtitanat zu gewinnen.

Die Menge des zugesetzten Fremdmaterials hängt von der Zusammensetzung des herzustellenden komplexen feuerfesten Oxids ab sowie von der Menge an Tonerdeverbindung, die bei der Ausfällung gebildet wird. Bekanntlich hängt

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die Menge Aluminiumhydroxid, die aus einer EFatriumaluminatlöaung ausfällt, von den Reaktionsbedingungen ab, der

•φ

Temperatur, der Temperaturänderung, wenn eine solohe erfolgt, dem Verdünnungsgrad, der Menge des angewandten Impfmaterials sowie auch von der Zeit, während der die Ausfällung vor dem Abgießen der überstehenden Flüssigkeit stehengelassen wird. Wenn zum Beispiel Spinellgranulat herge-

stellt werden soll, so wird die Menge Magnesia oder Magnesia liefernder Materialien beim Zusatz so gewählt, daß zusammen mit der ausgefällten Tonerdeverbindung ein Gemisch gebildet wird, dessen chemische Zusammensetzung so ist, daß das molare Verhältnis von MgO zu AIpO, lsi beträgt. Ist es größer oder kleiner, so bilden natürlich sowohl überschuss siges MgO als auch überschüssiges AIpO, mit dem Spinell feste Lösungen. Es können aber naoh dem Verfahren auch Gemische von Magnesia und Tonerde hergestellt werden, die 10

) bis 90 Gew.% bezogen auf das Gesamtgemisch an MgO enthalten.

Die Ausfällung erfolgt sofort im Anschluß an die Zugader

be des Fremdmaterials und kann mit Hilfe einer dem Fachmann geläufigen Methoden vollendet werden. So fällt z, B. aus einer lösung von Tonerde in Natriumhydroxid beim Siedepunkt oder in dessen Nähe Aluminiumhydroxid aus, wenn mit einer großen Menge Wasser, etwa mit 55 Teilen Wasser auf 1 Teil der Natriumaluminätlauge auf Vo'lumenbasis, verdünnt wird. Es kann aber auch, wie bei dem Bayer-Verfahren

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Üblich, die Ausfällung durch Zugabe von "Impfmaterial erfolgen, wozu gewöhnlich Tonerde-trihydrat Al(OH), selbst in sehr fsiniverteilter Form verwendet wird, ein Material, bei dem z. B. praktisch alle Teilchen eine Größe von weniger als 50 Mikron aufweisen. Aluminiumhydroxid kann auch durch Abkühlen der Lösung oder durch Zugabe von Säure oder Zusatz von CO₂ zur Ausfällung gebracht werden.

Es wurde gefunden, daß bei Anwendung des Impfverfahrene zur Ausfällung eine Beziehung festzustellen ist zwischen dem A/C-Verhältnis der Tonerdelösung und der spezifischen Oberfläche des Impfmaterials, das zu einer erfolgreichen Ausfällung von Aluminiumhydroxid erforderlich ißt. Wenn das A/C-Verhältnis der Tonerdelösung größer als 0,8 iet, ist eine erfolgreiche Ausfällung mit einem Aluminiumhydroxid-Impfmaterial zu erreichen, dessen spezifische Ofoerfläche weniger als 1 m /g beträgt. Andererseits erfolgte bei einem A/C-Verhältnis der Tonerdelösung von etwa 0,7 keine Ausfällung, wenn Impfmaterial mit einer spezifischen Ober-

fläche von etwa 1 m /g benutzt wurde} die Ausfällung trat aber bei Verwendung eines Aluminiumhydroxids mit einer spezifisehen Oberfläche von etwa 16 m/g als Impfmaterial ein.

Es wurde gefunden, daß das innige Gemisch von Tonerdeverbindung und fremdem Zusatzstoff, das nach diesem Verfahren erhalten wird, als Impfmaterial bei einer späteren Aus-

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fällung benutzt werden kann.

Nach der Ausfällung durch Impfung hat die Ablauge im allgemeinen eine Tonerdekonzentration von etwa¹30 bis etwa 150 g/l, eine Konzentration an kaustischer Soda, ausgedrückt als Natriumcarbonat, von etwa 150 bis etwa 260 g/l und ein A/C-Verhältnis von etwa 0,2 bis etwa 0,5.

Wenn auch die Vorgänge bei dem erfindungsgemäßen Verfahren noch nicht ganz zu erklären sind und auch keine Fest- , legung auf eine bestimmte Theorie erfolgen soll, kann doch angenommen werden, daß das zugesetzte Fremdmaterial als Grundmasse wirkt * auf. der Aluminiumhydroxid in innigem Kontakt mit dem Fremdmaterial zur Ausfällung gelangen kann. In dem Falle, daß die Fremdmaterialien in Form von Flocken vorliegen, wie z. B. bei Magnesiumhydroxid od«r eine Kristallstruktur mit Austauschplätzen, wie z. B. bei Kaolinit aufweisen, wird angenommen, daß das ausgefällte Aluminiumhydroxid sich innerhalb der Flocken oder auf den Austauschplätzen des Fremdmaterials befindet und daher in sehr innigem Gemisch mit dem Fremdstoff vorliegt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann daher auch als ^Hokkludierte Ausfällung¹¹ bezeichnet werden. Es wird ferner angenommen, daß als Folge dieses sehr innigen Gemisches Geschwindigkeit und Ausmaß der Umsetzung zwischen dem Aluminiumhydroxid und dem Fremdmaterial erheblich beschleunigt werden und dadurch beim Brennen des Gemisches ein sehr festes,feuerfestes Oxid er-

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halten wird.

Das wie oben beschrieben erhaltene Material wird gebrannt, beispielsweise bei einer Temperatur von etwa 1 60O⁰O oder darüber, gewünschtenfalls nach vorherigem Zusammenpressen, um dichte, feuerfeste Körner zu erhalten. Daß gewonnene feuerfeste Oxid kann auf dem Fachmann bekannte Weise wei-

terverarbeitet werden. Wenn beispielsweise ein Oaloiumalu- ^ minat-Zement gewünscht wird, kann das gebrannte Calciumaluminat, das bei einer Temperatur bis hinunter zu 1 300°0 gebrannt werden kann, zermahlen werden, so daß es eine spezifisohe Oberfläche von mindestens 3 000 cm /g hat und einen · hydraulischen Zement bildet. Entsprechend kann das gebrannte Material zerstoßen oder zermahlen und zur Gewinnung von feuerfesten Formen benutzt werden, oder es kann zur Herstellung von feuerfesten Massen dienen, beispielsweise für Mischungen zum Spritzen (gunning), Gießen oder Stampfen. . |

Einer der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es die Notwendigkeit zur Oaloinierung und zum Mahlen ausschaltet, die gewöhnlich bei der Herstellung von Mullit, Spinell und anderen feuerfesten Materialien angewandt werden. Es scheint tatsächlich so, daß diese Schritte bei der Durchführung der Erfindung überflüssig sind. Die Ausschaltung dieser Schritte hat offensichtlich wirtschaftliche Vorteile.

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- ίο -

Beispiel 1

Als Beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren wurden 70 g Gibbsit,- Al(OH),, in 50 ml eines Reagens von 50 Gew.?£ wässriger NaOH in der Nähe des Siedepunktes gelöst. Die Tonerdelösung wurde' bei 21⁰C zu 3,8 liter Ή«0 zugesetzt. Die verdünnte Lösung wurde 20 Stunden gerührt und der Niederschlag, Aluminiumtrihydrat in Bayerit-Form, durch Filtration abgetrennt. Der Filterkuchen wurde mit Wasser gewaschen und bei 120⁰C getrocknet. Dieser ganze Prozeß wurde zweimal wiederholt, einmal mit 16 g Mg(0H)₂» die vor der Zugabe der konzentrierten Tonerdelösung in den 3,8 litern HgO dispergiert wurden, und einmal mit 30 g Kaolin. Das Mg(OH)₂ hatte eine wirksame Oberfläche von 20 m /g und das Kaolin eine wirksame Oberfläche von

25 m /g. Nach dem Trocknen wurden die Filterkuchen mit den Additiven durch ein Tyler-Sieb von 100 mesh geschickt, mit

ρ p

10 Gew.# Wasser versetzt und bei 1,4 t/cm (10 tons/in ) zu Preßlingen geformt. Die getrockneten Preßlinge wurden bei 175O⁰C 60 Minuten gesintert. Die Spinall-Preßlinge enthielten 62 Gew.^ AlgO, und 36,6 Gew.$ MgO und die Masse hatte eine Porosität von 3,7 Volumenprozent. Die Mullit-Körner, deren Analyse 70,2$ AlgO., und 28,1$ SiO₂ ergab, besaßen eine Porosität von 5,7 Volumenprozent.

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Beispiel 2

Als weiteres Beispiel für das Verfahren gemäß der Erfindung wurden 136 g des in Beispiel 1 verwendeten Gibbsits in 1 000 ml Ablauge aus einer Bayer-Verfahren-Anlage in einer hydrothermischen Bombe bei 25O⁰O und einem Gesamtdruck von etwa 35 kg/cm (500 psig) gelöst. Die Ablauge hatte einen Tonerdegehalt (A) von 38,6 g/l und einen Gehalt an kaustischer Soda (0) von 159|O g/1» ausgedrückt als Natriumcarbonat, und ein A/C-Verhältnis von 0,24. Nach dem Auflösen des Gibbsits bei 25O⁰O enthielt die Lösung 113,4 g/l Tonerde, 141*7 g/l kaustische Soda, ausgedrückt als Na^OO», und hatte ein A/O-Verhältnis von 0,80. Nach dem lösen wurde die konzentrierte lauge auf etwa 21⁰C abgekühlt, mit 2,5 g Al(OH), als Impfsubstanz und 29 g Mg(OH)₂ versetzt und der Schlamm dann 22 Stunden gerührt. Die Impfsubstanz wurde dem in der ersten Ausfällung des Beispiels 1 erhaltenen Bayerit entnommen. Die Impfsubstanz hatte eine wirksame Oberfläche von 3,98 m /g. Der gerührte Schlamm wurde abfiltriert, mit Wasser gewäsehen und bei 120⁰C getrocknet. Das unverdünnte Piltrat, die Ablauge, hatte ein A/O-Verhältnis von 0,59- In einem zweiten Ausfällversuch wurde eine konzentrierte lauge in der gleichen Weise und mit den gleichen Konzentrationen und Volumina wie bei dem ersten Versuch dieses Beispiels

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hergestellt. Eu der konzentrierten Lauge wurden 2,5 g der gleichen Impf subs tanz Al(OH)*und ?4 g Kaolin zugesetzt , das 60 Minuten bei 9OO°Ö kalziniert war. Der Schlamm wurde 22 Stunden "bei 21⁰G -gerührt, abfiltriiBrt, mit Wasser gewaschen und "bei 12O⁰O getrocknet. Das unverdünnte" liltrat, die- Ablauge-,-- hatte ein A/ö-ferhältnis von 0,30. Bie getrockneten Kuchen aus beiden-fällimgen wurden durch ein 2!yler-Sieb von IOD mesh geschickt-;, mit 10· &ew*$ Wasser versetzt und bei 1,4 t/cm (10 tons/in ) gepreßt»" lach dem Trocknen wurden die-Prellinge "SQ-."Minuten bei 175O⁰O gebrannt,, Bie-Spinell-Körner,- lie 62 „6$ AIg⁰* und 36f0^-MgO enthielten_r. hatten eine Porosität" von 3_tl ToImmenproeent* Die lasse der Mullit-Kö-rner, die 64 »-6^ AIgO- . und 35j»8^ SiOo enthielten, besaB eine -Porosität von 11,6 VoluBienprossent· ■ " - " ■

Bie vorhergehenden Beispiele,'bei denen die Substanzen gemiß- der Erfindung hsrgeateilt -wurden,- sollen mit ähnlichen Versuchen verglichen werdenn "bei denen das Aluminiumhydroxid wie in Beispiel 1 ausgefällt,- aber - vorher . kein fremdes, feuerfestes Oxid zugesetzt'wurde· Stattdessen wurden die gleichen -Mengen Magnesiumhydroxid (Vergleichsversuoh A) und Kaolin (Yergleichaversuch B) zu dem Aluminiumhydroxid nach der Ausfällung-zugesetzt und damit durch Umwälzen als Schlamm innerhalb von 18 Stunden ver mischt. Diese Mischungen wurden in der gleichen Weise wie

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die innigen Gemische des Beispiels 1 geisrannt. Sie Porosität des nach dem Brennen gebildeten Spinells betrug 16,0ji, im Vergleioh zu der Porosität von 3»7# für den in Beispiel 1 gemäß der Erfindung gebildeten Spinell, und der erhaltene Mullit hatte eine Porosität von 11,4$, verglichen mit einer Porosität von 5,7$ für den in Beispiel 1 erfindungsgemäß erhaltenen Mullit,

In entsprechender Weise wurde Aluminiumhydroxid wie in Beispiel 2 zur Ausfällung gebracht, aber es fand kein Zusatz von fremden feuerfesten Oxiden vor der Ausfällung statt. Zu diesem ausgefällten Aluminiumhydroxid wurden das gleiche Magnesiumhydroxid (Vergleiohsversuch 0) und Kaolin (Vergleichsversuch D) wie in Beispiel 2 zugesetzt, und diese Mischungen wurden als Schlamm 18 Stunden durch Umwälzen durchmischt· Nachdem die gepressten Mischungen die gleiche Zeit und bei der gleichen Temperatur wie in Beispiel 2 gebrannt waren, hatte der gebildete Spinell eine Porosität von H₉IJi verglichen mit einer Porosität von 3-,lj< für den in Beispiel 2 gemäß der Erfindung gebildeten Spinell, und der Mullit hatte eine Porosität von 29,7# verglichen mit einer Porosität von 11,6$ für den in Beispiel 2 erfindungsgemäß gebildeten Mullit.

Beispiel 3

Endlich wurde als weiteres Beispiel für die Durch-909828/U12 -H-

führung der Erfindung die Ablauge aus dem Bayer-Verfahren duroh Zugabe von Gibbslt angereichert, um ein Anfangsverhältnis A/C von 0,80 zu erreiohen und die lauge dann in einer hydrothermischen Bombe bei 25O⁰O und 35 kg/om (500 umgewälzt· Zu Anteilen von 250 ml der angereicherten Lauge wurden die verschiedenen, in Spalte 1 der Tabelle 1 aufgeführten Additive zugesetzt, wobei die spezifischen Oberflächen der Additive in Spalte 2 und die Mengen der Additive in Spalte 3 wiedergegeben sind. Gleichzeitig wurden auch die in Spalte 4 aufgeführten Mengen an Bayerit als Impf-Bubstanz zugesetzt. Das Bayerit-Impfmaterial wurde wie bei der ersten Ausfällung von Beispiel 1 hergestellt« lach dem Zusatz des Impfmaterials erfolgte die Ausfällung in Bomben bei normalen Bedingungen von Temperatur und Druck unter Umwälzen innerhalb der in Spalte 5 angegebenen Zeit. Die erhaltenen festen Stoffe wurden abfiltriert und getrocknet, die Gesamtmengen der gewonnenen Produkte sind in Spalte 6 aufgeführt. Die spezifischen Oberflächen der Produkte sind in Spalte 7 aufgeführt. Die getrockneten Produkte wurden zusammengepreßt und eine Stunde bei 175O⁰O gebrannt, wonach sie die in Spalte 8 wiedergegebenen Dichten und die in Spal te 9 aufgeführten Porositäten besaßen. Die chemischen Analysen des gebrannten Materials sind in Spalten 10, 11 und 12 wiedergegeben. Spalten 13 und 14 zeigen das tatsächli-

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t ehe Molverhältnis des gebrannten Materials, Diese Werte sollen mit einem theoretischen Molverhältnis von 1,00 für einen idealen Magnesiumaluminat-Spinell und von etwa 0,67 für eine ideale Mullit-Zusammensetzung verglichen werden.

In Vergleichsversuchen wurden gewisse Zusatzstoffe, die in Beispiel 3 benutzt wurden und in Spalte 1 der Tabelle II aufgeführt sind, in den in Spalte 2 aufgeftihr- % ten Mengen zu den in Spalte 3 angegebenen Mengen des Bayer! t-Impf materials zugesetzt und die vereinigten Stoffe als Schlamm miteinander vermischt. Nach dem Durchmischen wurden diese Chargen in genau der gleichen Weise weiterverarbeitet wie das in den Bombenversuchen des Beispiele 3 hergestellte Material, d. h., die Chargen wurden abfiltriert, getrocknet, zusammengepreßt und eine Stunde bei 175O⁰C gebrannt. Die spezifischen Oberflächen der Vergleichsmaterialien vor dem Brennen sind in Spalte 4 der Tabelle II wieder- j gegeben und die Dichten und Porositäten nach dem Brennen in den Spalten 5 und 6 aufgeführt. Spalten 7, 8 und 9 zeigen die chemischen Zusammensetzungen der gebrannten Vergleichsmaterialien.

Der Vergleich der Zahlen in Spalte 9 von Tabelle 1 mit denen in Spalte 6 von Tabelle II zeigt, daß die gebrannten Materialien, die erfindungsgemäß hergestellt waren, Porositäten besaßen, die bis zu einer Größenordnung niedriger

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lagen als die der entepreohenden Materialien, die nach den bisher übliohen Misch- und Brennverfahren hergestellt waren.

In der Beschreibung und in den Ansprüchen sind Wozentsätae und !Feile gewichtsmäßig angegeben« wenn nichts anderes vermerkt ist, die Porositäten sind in Voltimenprozent ausgedrückt. BIe Analysen der mineralischen Komponenten sind in der übliohen Welse aufgeführt, ausgedrückt alβ einfache Oxide» ζ. B. MgO, SiO₂, wenn die Komponenten in Wirklichkeit auch in verschiedenen Kombinationen, β· B* als Magneeiumsilikat vorliegen können.

- ... — 17"* 909828/1412

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Tabelle I

(D	A	Art	(2)	(3)	ι B	Menge	(4)	(5)	•	(6)	(7)	Spezif.	(8)	(9)	(10)	Poro	SiO2	(11)	(12)	Analyse	MgO	(13)	(H)	SiO9
			.dditiv		(g)	mpf-	Ä.US-	Std.)	Produkt	Ober	gebranntes Produkt	sität				Molve
			9,83	enge	zeit	18		fläche					29,0
j	Mg(OH)2	Spezif.	6,93			18	Men		Dichte	(Vol.*)	—		29,0	hältnie
	MgO *	Ober	10,34-		18	ge	(m2/g)		3,8	-	Al2O3	-		-
Abgedampfte Kieselerde	fläche	11,54	(g) (	21	(g)	9,68	(g/cm3)	5,0	26,3		-		—
C«lit		3,54	1,42	! 21	33,3	8,55	3,4	11,0	23,5	(Gew.*)	-	MgO	0,62
^ Ca(OH)2	(m2/g)	2,61	1,42	5 21	24,ί	9,89	3,4 ,	6,6	-	71,0	-	Al2O,	0,53
03 1 CaO	18,73	3,37	49,"ι	9,09	2,8	-	-	70,1		- oo
14,20	3,37	53,£	9,55	3,0	-	72,4		O CO CO
1 25,85	1,42	9,7	10,53	-		75,2	1,03
19,84	1,43	7,1	-		-	1,05
20,08		-	- ■
3,58 Il	—
-

Tabellen

(D

(2) (3)

(4)

(5) (6)

Additiv Art Menge

Bayerit- Spezif« gebranntes Produkt menge Oberfläche Analyse Dichte Porosität SiO₂ Al₃O₅ MgO

O CD OO Ki OO

(g) (g) (m^Z/g) (g/cm⁵) (Yol.%)

- Mg(OH)₂

6,05

Abgedampfte

Kieselerde 3,83

Oelit

3,78

6,44

12,43

5,48

4,34

2,40 32,4-

2,51 29,6-

70,4 28,5

73,0 27,0

1,98 37,5- 26,7 . 71,9

1,97 37,7- 23,5 75,2 * -

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zur Herstellung eines festen, feuerfesten Materials auf Tonerdebaeis, dadurch gekennzeichnet, daß (a) eine Lösung von Tonerde in einem flüssigen lösungsmittel hergestellt, (b) zu der in Stufe (a) hergestellten Tonerdelöeung mindestens * ein feinzerteiltes, in festem Zustand vorliegendes feuerfestes Oxid, das in der Aluminiumoxidlösung praktisch unlöslich ist, zugesetzt, (o) sofort danach aus der Lösung eine Aluminiumoxidverbindung in innigem Gemisch mit dem feuerfesten Oxid auegefällt, (d) die in innigem Gemisch vorliegende Aluraini-

   umoxidVerbindung und das feuerfeste Oxid abgetrennt und ! (e) das Gemisch zur Gewinnung eines festen, feuerfesten ■ Materials gebrannt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, J daß als Lösungsmittel für die Tonerde eine wässrige Lösung von Natriumhydroxid verwendet wird·

   3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Tonerde in der Lösung von Stufe (a) etwa 100 bis etwa 180 g/l, die Konzentration der kaustischen Soda, ausgedrückt als Natriumcarbonat, etwa 140 bis etwa 240 g/l und das Verhältnis von Tonerde zu

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   ORIGINAL INSPECTED

   kaustischer Soda etwa 0,6 bis etwa 0,9 beträgt und daß naoh der Ausfällung in Stufe (c) die Tonerdekonzentration der Ablauge etwa 30 bis etwa 150 g/l, die Konzentration der kaustischen Soda, ausgedrückt als Natriumcarbonat, etwa 150 bis etwa 260 g/l und das Verhältnis von Tonerde zu kaustischer Soda etwa 0,2 bis etwa 0,5 beträgt.

   4· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfällung in Stufe (c) durch Zugabe von feinverteiltem Tonerdehydrat als Impfmaterial zu der Lösung erfolgt»

   5c Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das ale Impfmaterial zugesetzte Aluminiumhydroxid praktisch vollständig In einer Teilchengröße von weniger als 50 Mikron vorliegt.

   6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des als Impfmaterial zugesetzten Tonerdehydrats 5 bis 80 g/l beträgt.

   7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfällung in Stufe (c) durch Verdünnen der in

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   - 21 Stufe (a) gebildeten lösung mit Wasser erfolgt.

   8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet,

   daß die Verdünnung durch Zugabe von etwa 55 Volumina Wasser zu einem Volumen der Tonerdelösung erfolgt.

   9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feste, feuerfeste Oxid eine wirksame Oberflä-

   ehe von mindestens 1 m /g besitzt.

   10. Verfahren nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem festen, feuerfesten Oxid um mindestens ein Material aus der Gruppe handelt, die aus Kaolin, MgO-liefernden Stoffen, MgO, CaO-liefernden Stoffen, CaO, Calciumhydroxid, einer Manganverbindung, TiOp und ZrOp besteht.

   11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zugesetzte feuerfeste Oxid Kaolin ist.

   12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zugesetzte Menge Kaolin und die ausgefällte Menge Aluminiumhydroxid in einem solchen Verhältnis vorliegen, daß ein Gemisch mit 10 bis 90 Gew.^ Tonerde bezogen

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   auf das Gesamtgemisch auf Basis der gebrannten Materialien erhalten wird.

   13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erhaltene Gemisch ein Molverhältniä AIpO^sSiOo ^ von ungefähr 3s2 besitzt.

   14» Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch bei einer Temperatur von mindestens etwa 160O⁰C gebrannt wird.

   15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das. Gemisch vor dem Brennen zusammengepreßt wird.

   16. Verfahren nach Anspruch 10» dadurch gekennzeichnet, W daß das zugesetzte feiierfeste Oxid Magnesiumhydroxid

   ist.

   17· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zugesetzte Menge Magnesiumhydroxid und die ausgefällte Menge Aluminiumhydroxid in einem solchen Verhältnis vorliegen, daß ein Gemisch mit 10 bis 90 Gew. ^aß> MgO bezogen auf das Gesamtgemisch auf der Basis der ge-

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   brannten Materialien erhalten wird.

   18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch ein Molverhältnis MgO:AIpO, von ungefähr lsi besitzt.

   19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch bei einer Temperatur von mindestens etwa 160O⁰C gebrannt wird.

   20. Verfahren nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch vor dem Brennen zusammengepreßt wird.

   21. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zugesetzte feuerfeste Oxid TiO₂ iet.

   22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die zugesetzte Menge TiOp und die ausgefällte Menge Aluminiumhydroxid in einem solchen Verhältnis vorliegen, daß ein Produkt erhalten wird, daß auf Basis der gebrannten Materialien einen TiOp-Gehalt von 0,1 bis 1 Gew.% besitzt.

   23. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

   - 24 -

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   "* 24 '"

   daß das zugesetzte feuerfeste Oxid ein OaO lieferndes Material ist.

   24. Verfahren nach Anspruch 23» dadurch gekennzeichnet, daß die zugesetzte Menge des CaO liefernden Materials und die ausgefällte Menge Aluminiumhydroxid in einem solchen Verhältnis vorliegen, daß ein Produkt mit einem Molverhältnis CaOsAIpO, von 1:1 bis Is9 erhalten wird,

   25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch bei einer Temperatur von mindestens et-

   O '

   wa 1300 C gebrannt und das gebrannte Produkt so fein zermahlen wird, daß es eine wirksame Oberfläche von min-

   destens 3 000 cm /g besitzt.

   26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch vor dem Brennen zusammengepreßt wird.

   •.SL/sr

   909828/U12