DE2016766C3

DE2016766C3 - Kunststein und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE2016766C3
Application number: DE19702016766
Authority: DE
Inventors: Imre Dr.; Kapolyi Laszlo Dr.; Budapest; Kaszanitzky Ferenc Tatabanya; Szabo Attila Dunaharaszti; Kubovics (Ungarn)
Original assignee: Tatabanyai Szenbanyak, Tatabanya (Ungarn)
Priority date: 1969-04-17
Filing date: 1970-04-08
Publication date: 1977-10-06

Description

Die Erfindung betrifft harte, abriebfeste, säure- und basenfeste Kunststeine auf der Basis von SiO2-haltigen Abfallprodukten und ein Verfahren zu deren Herstellung

In den verschiedensten Industriezweigen, besonders im Baugewerbe und in der chemischen Industrie, werden in großen Mengen als Grundstoffe eruptive Gesteine im Hoch und Tiefbau und zu Verkleidungszwecken usw. verwendet. Ein Nachteil der Verarbeitung von eruptiven Gesteinen besteht darin, daß sie nur durch Sägen und Schneiden bearbeitet werden können.

Die hochgradig harten, abriebfesten, säure- und basenfesten eruptiven Gesteine behalten diese vorteilhaften physikalischen und chemischen Eigenschaften nach dem Schmelzen und Gießen bzw. nach ihrer Rekristallisation und sind deswegen zur Herstellung von Formkorpern, Rohren und anderen Gußformen geeig-

net. Das bekannte Verfahren zur Verarbeitung von eruptiven Gesteinen besteht darin das Materia! bei einer entsprechend hohen Temperatur zu schmelzen, in Formen .a gießen und kristallisieren zu lassen, anschließend abzukühlen. Zu diesem Zweck wurden in

ίο erster Linie Basaltarten verwendet. Die so hergestellten Produkte sind in der Industrie unter dem Handelsnamen »geschmolzener Basalt« bekannt.

Die aus solchen Basaltarten hergestellten Produkte werden in vielen Gebieten verwendet. Bei der

'5 Verarbeitung werden die eruptiven C»steine nach ihrer Gewinnung (Basalt. Diabas. Basanit, Phonolith usw.) zu Korngrößen von 20—60 mm zerkleinert und — in Abhängigkeit von ihrer chemischen Zusammensetzung

— bei einer Temperatur /wischen 1200 und 1400⁰C geschmolzen. Die Schmelze läßt man dann abstellen und

gießt es in Formen. Nach dem Formguß wird da Material in einem Temperaturbereich von 1000— 700⁰C

— in der Regel in einem Tunnelofen — einer Wärmebehandlung unterworfen und danach langsam —

im allgemeinen innerhalb von 20—22 Stunden — abgekühlt. Ein gemeinsames Merkmal dieser Kunststeine ist. daß ihre Textur mikro-kryptokristallin. gegebenenfalls teilweise glasartig ist. Letzterer Umstand wirkt sich für die im übrigen gunstigen physisch-chemischen Eigenschaften nachteilig aus.

Es wurden Versuche zur Benutzung der bei Kraftwerken in großen Massen anfallenden Berghalden. Kraftwerksschlacke. Flugasche, Asche usw. durchgeführt. Diese Versuche führten jedoch zu keinen bedeutenden Ergebnissen. Der niedrige Preis der Kraftwerksschlacke, der Flugasche usw. berechnet auf das Gewicht dieser Abfallstoffe ermöglichte nur die Verwendung bei der Herstellung von Zement, als Zuschlagstoff für Beton, als Füllstoff zu vorgefertigten

Bauteilen oder als Krotze. deshalb werden diese Stoffe entweder gar nicht, ader nur in beschränktem Maße verwendet.

in der DT-PS 8 73 074 wird ein Verfahren zur Herstellung vor Formstücken aus Calciummetasilicat

bestehender Phosphorofenschlacke beschrieben, das mit einem Zusatz von 20 bis ^0Gew.-% Flußspat durchgeführt wird, und wobei der Flußspat zur schmelzflüssigen Schlacke zugesetzt und die Schmelze auf eine Temperatur abgekühlt wird, die wesentlich

tiefer liegt als die Schmelztemperatur der Ph^sphorofenschlacke, und wobei bei dieser verhältnismäßig niedrigen Temperatur vergossen wird.

In der DT-PS 12 14 589 wird die Herstellung von feinkristallinen, homogenen Formkörpern aus Rohkupferschlacke beschrieben. Diese Schlacke wird bei mindestens 1250⁰C wieder aufgeschmolzen, sodann vorzugsweise mit mindestens 4% Kohlenstoff versetzt, die sulfidische Metallphase in reduzierender Atmosphäre abgetrennt, dann die bei 750 bis 820⁰C in Formen

gegossene Schmelze 1,2 bis 10 Stunden bei 800 bis 1200⁰C oxidierend getempert und anschließend im Verlauf von 2 bis 10 Stunden abgekühlt. Ein wichtiger Verfahreiisschritt bei diesem Verfahren ist die Reduktion der sulfidischen Metallphasen. Eine wichtige Komponente bei diesem Verfahren ist die Eisenmenge mit einem Anteil von 20% in Form von Magnetit und Titanmagnetit (Spinell).

Ein Verfahren zur Herstellung kristallinporiger

Schlackensteine wird in der DT-AS 10 91 027 beschrieben. Diese;, Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man der flüssigen Schmelze Gesteine mit einem hohen Grad an Hydratmineralien in einer Menge von ungefähr 10 Gew.-% zusetzt. Die Wirkung dieses Zusatzstoffes zeigt sich darin, daß das Verdampfen des aus den Hydratsmineralien entstandenen Wasserdampfes das Endprodukt porig macht. Das nach diesem Verfahren herstellbare Produkt ist daher als Zuschlagssfofr für die Herstellung von zementgebundenen Leichtbetonsteine geeignet. Bei diesem Verfahren wird die Schrne ·<.· vorzugsweise unter mechanischer Bewegung langsam abgekühlt.

Ein Verfahren zu.· Herstellung dichter, raumbeständiger Schamotte aus kohlenstoffhaltigem Schieferton und die Herstellung feuerfester Steine daraus wird in der DT-PS 8 49 669 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein kohlenstoff',. Itiger Schieferton mit 1 bis 5% Kohlenstoff verwendet, wobei die Ausgangsstoffe auf eine Körnung von etwa 2 bis 25 mm gemahlen und bei steigender Temper itur auf 900 bis 1100⁰C in oxidierender Atmosphäre ausgebrannt werden. Bei diesem Brennvorgang Vennt der gesamte, mindestens jedoch der größte Teil des Kohlenstoffes aus. Nach dem Erhitzen wird bei diesem Verfahren das Produkt abgekühlt und wiederum auf etwa 1400⁰C erhitzt, wobei ein Sintern des Schamotte (feuerfeste Ziegel) erfolgt.

Die Zielsetzuig der vorliegenden Erfindung besteht darin. Kunststein aus bisher als Abfall betrachteten Rohstoffen herzustellen. Die ai, den Bergen der Halden, aus KraftwerksschLcke oder aus Flugasche hergestellten Kunststeine können sovohl im Baugewerbe als auch in der chemischen Industrie als wertvolle Rohstoffe verwendet werden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein harter, abriebfester, säure- und basenfester Kunststein auf der Basis von SiO₂-haItigen Abfallprodukten, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er solche Kristallgemische mit überwiegend 2 bis 20 μπι großen Kristallen, enthält, di° zwischen 1200 und 900⁰C kristallisieren und aus 45 bis 60Gew.-^ö/b S1Ö2, i5 bis 40 Gew.-% dreiwertigen (Ai, Fe^{3 +} ) Metalloxiden, die mindestens 40 Gew.-% Fe₂Oj enthalten, ferner aus 10 bis 20Gew.-°/o zweiwertigen Oxiden und 1 bis 5 Gew.-% Alkalioxiden bestehen, wobei das Kristallgemisch 55 bis 75 Gew.-°/o Labradorit-Feldspat, bestehend aus Aibit3o_4o-Anorthit6o-7o, 5 bis 15Gew.-°/o monoklinen Pyroxen, 1 bis 10Gew.-% magnesiumhaltigen, rhombischen Pyroxen (Hypers then), 5 bis 25 Gew.-% Oxid, vorteilhaft Spinell-Oxid und Fe₂O3-Modifikationen enthält.

Das erfind·ingigpmäßp Verfahren zur Herstellung eines harten, abriebfesten, säure- und basenfesten Kunststeins durch Schmelzen von SiO2-haltigen Abfallprodukten mit einer Schmelztemperatur unter 1500° C ist dadurch gekennzeichnet, daß frisch anfallende Schlacke und/oder Flugasche und/oder Waschberge, die eine Schmelztemperatur unter 1500⁰C besitzen, geschmolzen, und die Zusammensetzung der Schmelze durch Zugabe von Zuschlagstoffen derart eingestellt vird, daß diese 45 bis 60Gew.-% SiO₂, 15 bir, 4CGew.-% dreiwertige (AI, Fe^{3 +} ) Metalloxide, mindestens 40 Gew.-o/o Fe₂O₅ und 10 bis 20 Gew.-% zweiwertige Oxide und 1 bis 5% Alkalioxide enthält, daß die Schmelze in einem Temperaturbereich von !500 bis 1350°C abgestellt, vorzugsweise bis die darin gelösten Gase entweichen, und in einem Temperaturbereich von 1350 bis 1200° C in die Form gegossen wird, und in einem Temperaturbereich zwischen 1200 bis 900°C 0,5 bis 4 Stunden lang derart kristallisiert, daß sie in Form von Kristallgemischen hauptsächlich 55 bis 75 Gew.-% Labradorit-Feldspat, bestehend aus AI-bit3o-40-Anorthitbo-7o, 5 bis 15 Gew.-% monoklinen Pyroxen, 1 bis 10Gew.-% magnesiumhaltigen rhombischen Pyroxen (Hypersthen), 5 bis 25 Gew.-% Oxide, vorzugsweise Spinell-Oxide und Fe₂Oj-Modifikationen enthält, wobei die kristallisierende Wärmebehandlung unter Beibehaltung eines konstanten oder sich stufenweise senkenden Temperaturgradienten ausgeführt wird und die auskristallisierte Schmelze mit einer Geschwindigkeit von 80 bis 20°C/h abgekühlt wird.

Der zur Herstellung des Kunststeines verwendete Rohstoff wird mit Wärmezufuhr von außen und/oder unter Verwertung der Eigenwärme, die sich bei der Verbrennung des brennbaren Materialteiis des Rohstoffes bildet, geschmolzen. Die Steinkohle wird zweckmäßig in einem Zyklc-kessel verbrannt. Um die Zusammensetzung des Kunststeines entsprechend einzustellen, werden die notwendigen Zuschlagstoffe der Steinkohle zugegeben, oder nach der Beschickung des Brennraumes. Das sich i?us der Schlacke bildende Schmelzgut wird dann aus dem Ofen unmittelbar dem Vorgang der Kunststeinproduktion zugeführt.

Die notwendigen Zuschlagstoffe werden vorzugsweise in fein zerkleinerter Form zugegeben. Die Zuschlagstoffe können Gesteine, Mineralien und in gewissen Fällen auch anorganische Verbindungen in Oxidforni sein.

Wird ein Rohstoff mit hohem Gehalt an Aluminiumoxid verwendet, werden als Zuschlagstoffe fluor- und karbonathaltige Stoffe, z. B. Fluorit (Kryolth). außerdem K-. Mg-, Na- oder Ca-Krabonat, außerdem Ankerit. Siderit, bei der Herstellung von Tonerde anfallender Rotschlamm, oder Karbonat-Manganerz beigegeben. Als 'f ischlagstofie bewährte sicr von den eruptiven Gesteine oder Sedimenten Wehrlit, Phonolith. Granit, Aplith, Tuff, außerdem Dolomit, Kalkslein. Mergel. Sandstein. Außerdem können auch karbonatische und oxydische Manganerze eingesetzt werden.

Der Krisiäl'isations-Ternpcraiürgradieni wird so eingestellt, daß das Schmelzgut in einem Temperaturbereich von 1200—900°C auf einer sich konstant senkenden Temperatur oder einer sich stufenweise senkenden Temperatur gehalten wird, um die Teile des Kristallgemisches, die bei einer gegebenen Temperatur auskristallisieren, diesen Vorgang praktisch vollziehen zu lassen.

Die physikalischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften des hergestellten Kunststeines können zwischen breiten Grenzen variiert werden. Das Schmelzgut läßt sich leicht gießen und formen und so können Steinplat α und andere zweckentsprechenden Formen, gegossen werden. Es erübrigt sich daher das bisher notwendige Zerschneiden der Steinblöcke. Die durch Gießen hergestellten Steinplatten haben eine glatte Oberfläche, die polierbar ist; sie brauchen daher nicht vorgeschliffen werden. Auch ohne Polieren eignet sich der Kunststein zu Verkleidungszwecken. Ein Vorteil ist, daß als Rohstoff hauptsächlich wertlose oder geringwertige Stoffe verwendet werden. Es bedeutet einen großen wirtschaftlichen Vorteil, daß derart die Baugründe, auf denen die Schlacken-, Flugasche und Berghalden sich anhäuften, freigesetzt werden.

Bei der Ausarbeitung der Erfindung ging man einerseits von der Erkenntnis aus, daß die bei Wärmekraftwerken mit Kohlenverbrennung anfallenden Schlacken, Flugasche und Asche, aber auch die

Berge der Bergwerkshalden eine chemische Zusammensetzung haben, die in mancher Hinsicht der chemischen Zusammensetzung gewisser ultrabasischer-basischer eruptiver Gesteine ähnlich ist. Die andere Erkenntnis war, daß bei entsprechender Einstellung der chemischen Zusammensetzung und der Viskosität der Schmelze und durch -iie entsprechende Wahl der Kristailisationsbedingungen Kunststeine hergestellt werden können, die hinsichtlich ihrer Merkmale den Vulkangesteinen ähnlich sind.

Das Verfahren zur Herstellung J·' Kunststeins nach der Erfindung wird im folgenden näh- . läutert:

Am Anfang werden die c'»:>p.-v.hend gewählten Rohstoffe und ZuschUfsiofit; _:^(Js sie nicht in geschmolzenem Zustand »-■». negen, geschmolzen. Enthäli der Rohstoff kein >" crnbares Material mehr, so erfolgt das Schmelz. ·■ r~H Hilfe von äußerer Wärmezufuhr. Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform wird der Rohstoff und die Zuschlag: toTe unter Ausnutzung der Eigenwärme, die freigesetzt vird. wenn die brennbaren Substanzen des Rohstoffes verbrennen, geschmolzen.

Der Schmelzprozeß kann von der Temperatur und vom physikalischen Zustand des Gemisches abhängig, welches nach der Verbrennung der in der Steinkohle vorhandenen brennbaren Substanzen zurückbleibt, mit Hilfe verschiedener technologischer Methoden durchgeführt werden.

Verbrennt man die Steinkohle in einem Kessel, wo die Schlacke geschmolzen wird, tritt die Schlacke die laut der Erfindung als Rohstoff betrachtet wird, bereits im geschmolzenen Zustand aus dem Kessel. In diesem Falle ist für den Schmelzprozeß e^;ne weitere Wärmezufuhr nicht notwendig. Abhängig von ihren korrosiven Eigenschaften werden die Zuschlagstoffe der Steinkohle beigemischt, entweder vor der Beschickung des Brennraumes des Kessels oder unmittelbar in den Brennraum, bzw. dann, wenn die Schlacke aus dem Kesse¹ herausfließt. Es wird vorgeschlagen die Zuschlagstoffe, die nicht korrosiv sind mit der Steinkohle zusammen in den Brennraum zu beschicken, da auf diese Weise ihre gleichmäßige Verteilung gewährleistet wird. Dadu^rch kommen die Zuschlagstoffe mit Kohlenstaub homogenisiert in den Kessel.

Nach einer anderen Ausführungsform werden die Zuschlagstoffe, nur teilweise der Steinkohle in den Feuerraum beigegeben. Cs ist vorteilhaft die korrosiven Zuichlagsstoffe der Schmelze beizumischen, wenn es den Kessel verläßt.

Wird zur Verbrennung der Steinkohle ein Kessel benützt, bei dem die Schlacke, die Flugasche bzw. die Asche bei emci niedrigeren Temperatur ausiiiii, muß dieses Material mit Hilfe einer äußeren Wärmezufuhr geschmolzen werden, Während die Zuschlagstoffe entweder dem Rohstoff odei der Schmelze beigegeben werden.

Es kommt oft.vor, daß die als Rohstoff verwendete Schlacke bei einer verhältnismäßig hohen Temperatur, aber in festem Zustand den Kessel verläßt. Dies ist der Fall, z. B. beim Ofen mit rCettenrost, bei dem die Schlacke bd einer Temperatur von 800—1000⁰C austritt. Diese Schlacke wird unter Ausnutzung des in der Schlacke anwesenden Wärmeinhalts geschmolzen, in dem man sie durch weitere Wärmezufuhr im Schmelzraum er hitzt. Eine ähnliche Lage besteht, wenn als Rohstoff Flugasche von einer Temperatur von ungefähr 100°C verwendet wird. Bei den zweckmäßigen Verfahrensvarianten wild danach zum Schmelzen des Rohstoffes möglichst wenig Wärmeeneigie benötigt. Als Rohstoff oder Zuschlagsstoff können auch teilweise oder vollständig die Berge der Kohlengrubenhalden verwendet werden. Dieses Material wird durch Wärmezufuhr von außen so erhitzt, daß das Verbrennen des brennbaren Kohiengehaltes der Berghalden der zum Schmelzen nötigen Wärmeenergie beiträgt. Das Verbrennen kann in diesem Falle durch Einblasen von Luft gefördert werden.

Die Zuschlagstoffe spielen eine wichtige Rolle, da sie ermöglichen die Schmelztemperatur, die Viskosität der Schmelze und die Kristallisationstemperatur herabzusetzen. Zu Herabsei/ mg der Viskosität der Schmelze ist der Fluor- und Karbonatgehall der Schmelze wichtig, da dadurch die Viskosität derselben noch in jenem Temperaturbereich entsprechend cv gestellt werden kann, wo das Erstarren der Schmel/e nachteilig ist. Es erübrigt sich näher zu e. läutern, daß abhängig von der ursprünglichen Zusammen· zung des Rohstoffes in der Praxis die Zusammensetzung und die Menge des Zuschlagstoffes innerhalb von breite Gren/en variiert werden können. Wenn /.. B. der Aluminiumgehalt des Rohstoffes verhältnismäßig hoch ist, läuft der Kristalliaationsprozeß — in Abwesenheit von Zuschhi loffen — ungünstig ab oder aber solche Kristalle ausscheiden, die die Eigenschaften des Kunststeines, z. B. seine Härte, oder seine SaurebestandigLeit nachteilig beeinflussen, bzw. es bildet sich eine· ungünstige Textur. In solchen Fällen ist die Zugabe von Ca- und Na-haltigen Stoffen von Wichiigkeit, da so das Ausscheiden des neutralen Plagioklas gewährleistet wird, wodurch die Bildung des Mullits eliminiert werden kann. Die fehlende Menge von SiO₂ kann durch Zugabe des leicht schmelzbaren Rhyolith-Tuffs vorteilhaft erhöhl werden. Durch Zugabe von Phonolith kann der Alkuli-Gehalt, durch Zugabe von Kalkstein der Ca-Gehalt, mit Hilfe 'on Dolomit der Ca-Mg-Gehalt geregell bzw. e -höht werden.

Gegebenenfalls wird der Ansatz, nach dem Schmelzen in einem Ofen gebracht, und bei einer Temperatur von 1500—1350 C abstellen gelassen. Zweck dieses Abstellenlassens ist in erster Linie, die in der Schmelze anwesenden gasförmigen Produkte zu entfernen, also die Schmelze zu »reinigen«. Die dünnflüssige Schmelze wird nun geformt. Die Gußformerei kann nach den im Hüttenwesen üblichen Methoden, 7. B. Gießen, Walzen und Ziehen, erfolgen. Nach der Formung wird das Material, vorzugsweise in einem Tunnelofen kristallisiert, wöbe, der Temperaturgradient eingehalten wer den muß. Dai kristallisierte Produkt wird sodann stufenweise abgekühlt.

Die Zusammensetzung des erfindungsgemäßen

kann aus lici cneuiiv-iicii

zung des Rohstoffes und aus der Behandlungsart im voraus berechnet werden. Die kristal'ine Zusammensetzung des Kunststeines stimmt mit den berechneten Werten gut überein. Die Textur des Kunststeines ist der Textur von eruptiven Gesteinen identischer chemischer Zusammensetzung sehr ähnlich.

Die physikalischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen K'inststeines sind folgende:

Spezifisches Gewicht	2,998 g/cm³
R lumgewicht	2,85-2,864 g/cm³
Gewicht der Wasser
aufnahme (Gew. %)	0.1864
Sulfatische
Kristallisation	0,0321%
Säurefestigkeit	0,2125%

Druckfestigkeit nach

Wärmebehandlung

Druckfestigkeit

(lufttrocken)

Druckfestigkeit

(mit Wasser saturiert)

Druckfestigkeit (nach

25maligem Frieren)

Biegefestigkeit

Berechneter

Elastizitätsmodul

Thermischer

Ausdehnungskoeffizient

Wärmeleitungsfaktor

3,900 kp/cm²
5,000-6,300 kp/cm²
4,500-6,200 kp/cm²
5.400 kp 'cm*

490.000 - 600.000 kp/cm²

12,1 χ 10 °mm/'C
l,12kcal/h/°C

Die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Kunststeines können zwischen breiten Grenzen variiert werden. Die Schmelze kann leicht geformt werden, es können darau> Steinplatte gegossen werden, die sich zur unmittelbaren Verwertung eignen. Die Gießbarkeit bedeutet einen außerordentlichen Vorteil gegenüber den Gesteinen, die zunächst bergbaulich erschlossen und sodann geformt und poliert werden müssen. Die eTindungsgemäß hergestellten Steinplatten besitzen ein.: glatte, polierbare Oberfläche, die nicht vorgeschlifien we.denmuß.

Anhand der folgenden Beispiele wird das Verfahren näher erläutert:

Beispiel 1

Zu Flugasche, enthaltend: 49,0 Gew.-% SiO₂, 17,5Gew.-% Al₂O₃, 193Gew.-% Fe₂O₃, 2.2Gew.-% MgO, 7.7 Gew.-% CaO, 2.0Gew.-% Na₂O und 2.7 Gew.-% SO₃, wird 5 Gew.-% Bauxit beigemischt. Das Gemisch wird bei 1300⁰C geschmolzen und bei 1350—1360"C abstellen gelassen. Nach Formguß kristallisiert man 3 Stunden lang bei 1150⁰C, dann läßt mit einer Geschwindigkeit von 80—60°C/h abkühlen.

Die Kristallkorngröße des vollständig kristallinischen Kunststeines liegt überwiegend zwischen 5 und 20 μπι.

Beispiel 2

Die Flugasche, nach Beispiel 1, wird 5 Gew.-% Bauxit und 5 Gew.-% toniges mangankarbonatisches Sediment beigenrlischti Das Gemisch wird bei 1320⁰C geschmolzen bei 1350° C abstellen gelassen und nach Formgießen 3 Stunden lang bei 1150"C kristallisiert. Die kristallinisehe Masse wird mit einer Geschwindigkeit von 100 —50"C/h .lbgekühit. Die vorherrschende Korngröße der Kristalle im Kunststein beträgt 2—20 μηι.

Beispiel 3

Zur Flugasche, nach Beispiel 1, wird 5 Gew.-°/o tonigmangankarbonatisches Gestein beigemischt. Das Gemisch wird bei 1250-1300"C geschmolzen, bei 1320- 1350⁰C abstellen gelassen und bei 1150-1120⁰C 3 Stunden lang kristallisiert, schließlich 18 Stunden lang

μ abgekühlt.

Die vorherrschende Korngröße der Kristalle im Kunststein liegt zwischen 2 und 15 μπι.

Beispiel 4

Zu lugasche, enthaltend 55,8Gew.-% SiO₂, 303 Gew.-% Al₂O₁. 7.2 Gew.-% Fe₂O₃. 2,1 Gew.-% MgO, 3.1 Gew.-o/o CaO. l,0Gew.-% Na₂O und 0,8Gew.-% SOs, wird WGewAl Limonit-Kalkstein, 3 Gew.-% Natriumkarbonat und 2 Gew.-% tonigmangankarbonatisches Sediment beigemischt. Das Gemisch wird bei 1400⁰C geschmolzen, bei 1440°C abstellen gelassen, nach Formguß 1 Stunde lang bei 1200⁰C kristallisiert und von 1200° C bis 1000⁰C mit einer Geschwindigkeit von 100°C/h, unter 1000°C jedoch mit einer Geschwindigkeit von 80—50°C/h abgekühlt Der hergestellte Kunststein weist eine mikrokristalline Textur auf.

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Claims

Patentansprüche:

!. Harter, abriebfester, säure- und basenfester Kunststein auf der Basis von SiO₂-haItigen Abfallprodukten, dadurch gekennzeichnet, daß er solche Kristallgemische mit überwiegend 2 bis 20 μπι großen Kristallen enthält, die zwischen 1200 bis 900⁰C kristallisieren und aus 45 bis 60Gew.-% SiO₂. Ί5 bis 40 Gew.% dreiwertigen (Al. Fe'*) Metalloxiden, die mindestens 40 Gew.-% Fe₂Oj enthalten, ferner aus 10 bis 20 Gew.-% zweiwertigen Oxiden und 1 bis 5 Gew.-% Alkalioxiden bestehen, wobei das Kristallgemisch 55 bis 75Gew.-% Labradorit-Feldspat, bestehend aus Albit_J0 «-Anonhitbo ?o 5 bis 15 Gew.Λ» monukiinen Pyroxen. i bis lOGew.·''«! magnesiumhaltigen. rhombischen Poyroxen (Hvpersthen). 5 bis 25 Gew.-% Oxid, vorteilhaft Spinell-Oxid und Fe₂Oj-Modifikationen enthält.
2. Verfahre:! /ur Herstellung eines harten, abriebfesten, säure- und basenfesten Kunststeins durch Schmelzen von SiOj-haltigcn Abfallprodukten mit einer Schmelztemperatur unter 1500 C, dadurch gekennzeichnet, daß frisch anfallende Schlacke und/oder Flugasche und/oder Waschberge, die eine Schmelztemperatur unter 1500 C besitzen, geschmolzen und die Zusammensetzung der Schmelze durch Zugabc von Zuschlagstoffen derart eingestellt wird, daß diese 45 bis 60 Gew.-% SiO₂, 15 bis 40 Gew.% dreiwertige (Al, Fe³⁺) Metalloxide, mindestens 40Gew.-% Fe₂O₃ und 10 bis 20 Gew.% zweiwertige Oxide und 1 bis 5% Alkalioxide enthält, daß die Schmelze in einem Temperaturbereich von 1500 bis 1350 C abgestellt, vorzugsweise bis die darin gelösten Gase entweichen und in einem Temperaturbereich von 1350 bis 1200' C in die Form gegossen wird, und 'n einem Temperaturbereich zwischen 1200 und 900⁰C 0,5 bis 4 Stunden lang derart kristallisiert, daß sie in Form von Kristallgemischen hauptsächlich 55 bis 75 Gew.-% Labradorit-Feldspat, bestehend aus Albitj<Mo-Anorthit6o-7o, 5 bis 15 Gew.-% monoklinen Pyroxen, 1 bis 10 Gew.-% magnesiumhaltigen rhombischen Pyroxen (Hypersthen), 5 bis 25 Gew.-% Oxide, vorzugsweise Spinell-Oxide und Fe₂0₃-Modifikationen enthält, wobei die kristallisierende Wärmebehandlung unter Beibehaltung eines konstanten oder sich stufenweise senkenden Temperaturgradienten ausgeführt wird und die auskristallisierte Schmelze mit einer Geschwindigkeit von 80 bis 20"C/h abgekühlt wird.