DE2329382A1

DE2329382A1 - Verfahren zur herstellung von weissen oder gefaerbten, saeure- und laugenfesten, kristallinen und hochfesten kunststeinen

Info

Publication number: DE2329382A1
Application number: DE2329382A
Authority: DE
Inventors: Ferenc Kaszanitzky; Imre Dr Kubovits; Imre Meszaros; Peter Dipl Ing Ottlik; Laszlone Dipl Ing Szabo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-06-12
Filing date: 1973-06-08
Publication date: 1974-01-03
Also published as: DE2329382C3; HU166781B; CH583150A5; US4173484A; DE2329382B2

Description

DR. STEPHAN G. BESZEDES 80b DACHAU bei MÖNCHEN PATENTANWALT 2329382 AM HEIDEWEG 2 TELEPHON: DACHAU 4371 Postscheckkonto München 1388 71 Bankkonto Nr. K· 637 bei der Kreis- und Stadt- Sparkasse Dachau-Indersdorf

P 617

Beschreibung zur Patentanmeldung

TATABANYAI SZENBiIUYAK

Ta t ab änya, Urigarn

betreffend

Verfahren zur Herstellung von weißen oder, gefärbten, säure- und laugenfesten, kristallinen und hochfesten Kunststeinen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von weißen oder im Material gefärbten farbbeständigen, säure- und laugenfesten, für Effektverkleidungen geeigneten, polierbaren und kristallinen Kunststeinen.

Die moderne Bauindustrie fordert zur Erreichung ästhetischer Wirkungen in steigendem Maße Verkleidungselemente, die sich zur farbigen Gestaltung von großen, zusammenhängenden und eintönigen Flächen eignen. Dementsprechend wurden in letzter Zeit zahlreiche Verfahren zur Herstellung von gefärbten

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Belagplatten entwickelt, zum Beispiel solche, bei welchen die Bauplattenelemente beziehungsweise Paneelelemente mit farbigem Steinsplitt oder Glasbruch bedeckt oder die einzelnen Bauelemente mit farbiger Glasur überzogen werden? Diese Verfahren brachten zahlreiche Nachteile mit sich, beispielsweise, daß die auf der Oberfläche mit Steinsplitt oder Glasbruch überzogenen Platten nicht beständig waren, weil sich die als Überzug dienenden farbigen liaterialteilchen nicht organisch in die Oberfläche des Bauelementes einfügten. Weiterhin war die Farbskala sehr beschränkt. Andererseits ist die Erzeugung einer chemischen Glasur ein schwieriger und schwer zu handhabender Vorgang und außerdem auch sehr aufwendig.

Es sind zwar Verfahren, nach, denen die Gestaltung farbiger Oberflächen auf Mehrkomponer_;tensilikatp_tystemen, zum Beispiel aui aus Kohlenden] ecke gewonnenem küriiitlichem Magmastein, in wirtschaftlicherer Weise durchgeführt wird, als es bei den üblichen Verfahren der keramischen Industrie der Fall ist, bekannt, aber auch nach diesen Verfahren worden Produkte, bei welchen die färbende Substanz nur an der Oberfläche haftet, während die Hauptmasse der Belagplatte selbst im ganzen schwarz beziehungsweise dunkelfarbig bleibt, gewonnen. Dabei kann es natürlich auch bei den nach diesem Verfahren hergestellten oberflächlich farbigen Produkten vorkommen, daß der farbige Überzug zugrunde pent.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren, nach welchem als Bauelemente oder Wandplatten verwendbare, durch das gesamte Material hindurch farbige odor weiße, kristalline, säure- und laugenbeständige und r;ut polierbare Kunststeine mit der erforderlichen mechanischen Festigkeit hergestellt werden können, vorzusehen.

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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von weißen oder gefärbten, säure- und laugenfesten, kristallinen und hochfesten Kunststeinen unter Verwendung von Sand, Dolomit und/oder Kalkstein, welchee dadurch gekennzeichnet ist, daß die aus Sand mit hohem Quarzgehalt, Dolomit und/oder Kalkstein und Natriumcarbonat und/oder Kryolith hergestellte Ausgangsmischung, welche aus 30 bis 60%, vorzugsweise 45 bis 60%, SiO₂ , 0 bis 5%, vorzugsweise 0 bis 0,5%, Al₂O₅ , 0 bis 2% FeO + Fe₂O₅ , 5 bis 30% MgO, 20 bis 40% CaO und 2 bis 10% Na₂O + K₉O zusammengesetzt ist, gegebenenfalls in Gegenwart färbender Metalle und/oder Metallverbindungen, bei Temperaturen von oberhalb 1 000°C, vorzugsweise bei 1 250 bis 1 35O°C, geschmolzen und zweckmäßigerweise entgast wird und nach dem Gießen in entsprechende Formen, zweckmäßigerweise bei sinkender Temperatur, spontan kristallisiert wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können säurefeste Produkte in einer sehr abwechslungsreichen Farbskala hergestellt werden, die das natürliche Tiefenmagmagestein im Kristallisationsgrad und auch in der ästhetischen Wirkung übertreffen und gut polierbare, aber auch ohne Politur natürlich kristalline Oberflächen aufweisen und auf Grund dieser Vorteile für Innen- und Außenverkleidungen in gleicher Weise geeignet sind.

Die spontane Kristallisation der Schmelze ist durch ihre Zusammensetzung steuerbar, indem bei kleinen Verhältnissen von SiO₂ zu (MgO + CaO) die Kristallisation bei verhältnismäßig hohen Temperaturen beginnt und im Falle eines vorgegebenen Verhältnisses von SiO₂ zu (MgO + CaO) durch Vergrößerung des Verhältnisses von (MgO + CaO) zu (Na_?0 + K₂O) eine verhältnismäßig größere Kristallwachstumsgeschwindigkeit erreicht werden kann. Nach einer zweck-

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mäßigen Ausfuhrungsform der Erfindung wird daher der mit der Verkleinerung des Verhältnisses von SiOp zu (MgO + CaO) proportional nach höheren Temperaturen sich verschiebende Beginn der spontanen Kristallisation durch Änderung dieses Verhältnisses und bei gegebenem Verhältnis von SiOp zu (MgO + CaO) durch Vergrößerung des Verhältnisses von (MgO + CaO) zu (NapO + KpO) die damit proportional zunehmende Kristallwachstumsgeschwiridigkeit gesteuert.

Der Schmelzpunkt und der Kristallisationsvorgang können über die Änderung der eingesetzten Natriumcarbonat- oder Kryolithmenge beeinflußt werden.

Wenn als Ausgangsmischung eine solche mit einem Verhältnis von SiOp au CaO von 2,0 bis 2,2, einem Verhältnis von zu MgO von 2,9 bis 3,1, einem Verhältnis von zu (RO + R₂O) ["RO + RpO" bedeutet die "Oxyde der 2-wertigen Metalle + Oxyde der 1-wertigen Metalle"] von 1,2 bis 1,3 und einem Verhältnis von CaO zu MgO von 1,35 bis 1,45 verwendet wird, was bevorzugt ist, bilden sich bei der Kristallisation im Temperaturbereich von 1 150 bis 1 220°C fast ausschließlich raonokline Pyroxenkristalle. Wenn in der Ausgangsmischung das Verhältnis von SiOp zu CaO beziehungsweise SiOp zu (RO + RpO) niedriger ist, dann entstehen verschiedene ungesättigte Silikate, beispielsweise Monticellit (CaMgAlSiO^) beziehungsweise Akermanit [Ca(MgSiO„)] , deren Zusammensetzung und Menge unter gegebenen Kristallisationsbedingungen in erster Linie vom Verhältnis von CaO zu MgO abhängen. Im Falle einer Mischung aus Dolomit und Quarzsand scheidet sich bei Verringerung des SiOp-Anteiles unabhängig vom Grad der Ungesättigtheit als ungesättigter Gemengebestandteil hauptsächlich Monticellit ab. Bei einer aus Dolomit, Kalkstein und Sand bestehenden Grundmischung mit einem Verhältnis von

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zu (RO + RpO) von 1,0 bis 1,25 bilden sich neben dem monoklinen Pyroxen als ungesättigte Gemengebestandteilo auch Akermanit und Merv/init [Ca^Mg(SiO. )p] , während im Falle des Überwiegens des Kalksteines Rankinit (Ca^Si₀Or₇) und Wollastonit (CaSiO^) entstehen. Mit der Vergrößerung des CaCO^-Gehaltes steigt aber auch der Schmelzpunkt stark an und diese Schmelzpunktserhöhung ist durch erhöhten Zusatz von Natriumcarbonat nicht beziehungsweise kaum zu kompensieren. Der Schmelzpunkt hängt stark von den Verhältnissen von SiOp zu (MgO + CaO) beziehungsweise SiOp zu (MgO + CaO + Na_?0) ab, weil mit der Verringerung der Schmelzpunkt annähernd linear, also proportional ansteigt. Bei Verhältnissen von SiOp zu (MgO + CaO) von etwa 0,75 beziehungsweise SiOp zu (MgO + CaO + Na₀O) von etwa 0,65 liegt dez* Schmelzpunkt des Materiales bei etwa 1 400⁰C, was die technische Ausführung praktisch schon verhindert.

Die Menge des Natriumcarbonates beziehungsweise die des NapO hat einen starken Einfluß auf die spontane Kristallisation. Mit der Verringerung der Konzentration dieser Stoffe steigt die Kristal] isationstern.peratur und die Wachstumsgeschwindigkeit der Kristalle, das heißt deren Größe.

In Abhängigkeit von den Zuschlagstoffen ändert sich auch die Form der Gemengeteile etwas. Bei wenig Zuschlagstoffen scheiden sich hauptsächlich tafelförmige, durch die Wirkung des Natriumcarbonates überwiegend tafel- und stäbchenförmige Kristalle ab. Durch Zusatz von Kryolith kann die Bildung eines zähen, hauptsächlich aus fasez'igen Kristallen bestehenden Produktes begünstigt werden.

Eine Mischung, die aus Quarzsand, Dolomit (oder Kalkstein) und Natriumcarbonat besteht, schmilzt im Temperatur-

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bereich von 1 150 bis 1 420°C in Abhängigkeit von den Bedingungen und wird in einem Temperaturintervall von 5 bis 20⁰C dünnflüssig. Daraus folgt, daß bei Temperaturen von 1 300 bis 1 450⁰C die Gase (hauptsächlich CO₂) schnell entweichen. Die entgaste Schmelze ist bei 1 250 bis 1· 35O°C gießbar und im Temperaturbereich von 1 I50 bis 1 3CO⁰C in Abhängigkeit von ihrer Zusammensetzung gut kristallisierbar. Die Größe der Kristalle kann nach Wunsch von einigen um bis 4 bis 5 cm variiert werden. Die Schmelze ist bei konstanter Temperatur von 1 000 bis 1 35O⁰C innerhalb 10 bis 90, vorzugsweise 12 bis 30 Minuten und bei mit einer Geschwindigkeit von 30 bis 80°C/Stunde, beispielsweise ausgehend von 1 25O C, sinkender -Temperatur in gleicher Weise gut kristallisierbar. Die Kristallisationstemperatur, die Kristallisationsdauer und die Abkühlungsgeschwindigkeit sind bei gegebener chemischer Zusammensetzung durch den gewünschten Krictallisationsgrad bestimmt.

Wie oben dargelegt wurde, verschiebt sich also der Beginn der spontanen Kristallisation mit der Verringerung des Verhältnisses von SiO₂ zu (MgO + CaO) proportional in Richtung höherer Temperaturen, während im Falle, daß das Verhältnis vorgegeben ist, die Wachstumsgeschwindigkeit der Kristalle mit der Erhöhung des Verhältnisses von (MgO + CaO) zu Na₂O stark ansteigt. Somit kann die Kristallzusammensetzung des Produktes und der Kristallisationsgrad (Größe der Geinengeteile) mittels der chemischen Zusammensetzung des Ausgarigsmateriales und der Behandlungsart vorausbestimmt v/erden. Im Hinblick auf die Kristallisation muß bei der Ausbildung der gev/ünschtcn Kristallstruktur weiteiniin in Betracht gezogen werden, daß sich in Gegenwart von Kryolith ein zähes, faseriges und hochfestes kristallines Produkt bildet, während sich

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aus kryolithfreien Schmelzen im allgemeinen stäbchen- und tafelförmige oder annähernd isometrische Gemengeteile ausscheiden. Demnach wird die Form der Kristalle von Kryolith stark beeinflußt. Kalium verringert im allgemeinen die Kristallisationsneigung stark; die Verringerung des Natriuinanteiles führt zu einem schwachen Ansteigen der ICristallisationstemperatur und zu einem starken Ansteigen der Kristallicationsneigung. Demgegenüber wächst mit der Verringerung des SiO^-Gehaltes der Schmelzpunkt der Schmelze sowie ihre Kristallisationstemperatur, die Kristallisationsneigung nimmt aber ab.

Als färbende Metalle und/oder Metallverbindungen werden vorteilhafterweise 0,01 bis 0,05% metallisches Kupfer, 0,1 bis 1,0%· kristallines Kupfersulfat, 0,2 bis 2,0% Mangancarbonat, 0,1 bis 0,3% Mangandioxid, 0,05 bis 0,3% Chromtrioxid, 0,05 bis 0,2% Kobaltoxyd [[beziehungsweise Kobalt(II)-oxyd], 0,1 bis 0,2% Eisen(Il)-verbindungen, 0,1 bis 0,5% Titandioxyd, 0,1 bis 0,5% Vanadiumpentoxyd , oder Mischungen dieser Stoffe verwendet. Der Farbgebungsvorgang kann unter oxydierenden oder reduzierenden Bedingungen vorgenommen werden.

Aus einer Schmelze, die als färbenden Stoff Chromtrioxyd enthält, können mit der gewöhnlichen Verfahrenstechnik keine grobkristallinen Produkte hergestellt werden, woraus hervorgeht, daß das Chromtrioxyd die VJachstumsp;eschwindigkeit der Kristalle senkt. In ähnlicher Weise senkt im allgemeinen das Kobalt die Kristallisationsneigung, während Kupfer und zum Teil auch Mangan sie steigern. Die spontane Kristallisation, die Kristallkeimbildung und die Wachstuinsgeschwindigkeit der Kristalle können also auch über die als färbende Substanz zugesetzten

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Kationen verschiedener Wertigkeit beeinflußt werden. Diese Wirkung ändert sich auch in Abhängigkeit von der Temperatur.

Die färbenden Kationen werden als Austauschelemente in das Kristallgitter eingebaut, was die beständige Farbe des Produktes sicherstellt. Der Einbau ist mikroskopischen Beobachtungen zufolge häufig rhythmisch. Diese Uti.ythiaik verursacht oft so starke Konzentra-tionsänderungen, daß diese mit dem bloßen Auge in Form von Farbzonen wahrgenommen werden können.

Aus Materialmischungen, die weniger als y±f/o Gesaint eisen enthalten, können auch hellfarbige Produkte hergestellt werden. Mit dem Ansteigen des Gesamteisengehaltes ändert sich in Abhängigkeit von den Redoxbedingungen die Farbe des Produktes nach Grüngelb und Grün. Aus noch stärker eisenhaltigen Grundstoffen können in der Farbintensität zunehmend dunklere grünbraune, braune und rotbraune Produkte gewonnen werden.

Kupfersulfat färbt die Produkte in oxydierendem Medium blaugrün, unter reduzierenden Bedingungen hingegen rot. Wenn metallisches Kupfer Mischungen mit mehreren Zehntelprozenten Gesamteisen zugesetzt wird, reduziert es die Eisen(III)-verbindungen zu Eisen(Il)-verbindungen, welche zusammen mit dem zur 2-wertigen Stufe oxydierten Kupfer den Produkten eine charakteristische Grün- und Braunfleckigkeit verleihen. Mit Manyancarbonat können rosafarbige und mit Mangandioxyd veilchenfarbige beziehungsweise mit einigen Zehntelprozenten FeO + Fe^O₇. zusammen fleischfarbig bis veilchenfarbig-braune Produkte hergestellt werden. Das in Form von Chromtrioxyd zugesetzte 3-wertige Chrom erzeugt grasgrüne und das 2-v:ertige Chrom in einer Konzentration von 0,1% eine intensiv blaue Farbe.

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Die Erfindung wird an Hand der folgenden nicht als Beschränkung aufzufassenden Beispiele näher erläutert.

Die in den Beispielen verwendeten Grundstoffe waren
folgenden Ursprunges:

Material Nr. 1:

Feinkörniger Quarzsand (Fehervärcsurgo, Steinbruch)

Material Nr. 2:

Feinkörniger pannonischer Quarzsand (Bicske, Steinbruch)

Material Nr. 5:

Feinkörniger pannonischer Sand (Gödöllo, Straßenbau)

Material Hr. 4:

Feinkörniger Sand-Aleurit, Quartär (Tatabänya, Schacht XII)

Material Nr. $:

Dolomit, Trias (Tatabänya, 10. III. ?1)

Material Nr. 6:

Dolomit, Trias (Tatab&nya, 8. III. 71)

Material Nr. 7'· Kalkstein, Trias

Die chemische Zusammensetzung der Grundstoffe ist
in der folgenden Tabelle angegeben:

-10 -

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	Bestandteile ;	1 ! 2	- 10 -	4 .	5	6	-	j	7	GJ
	■" !	94,20% j 90,20%	Tabelle			0,25%		3,2%	9382
	SiO₂	0,03% ; 0,14%		0,35%	0,50%			. 0,06%
	TiO₂	0,28% j 1,81%		3,22%	-			1,00%
	Al₂O₃	0,04% ! 0,62%		1,08%	-	0,04%		-
U)	Fe₂O₃	0,02% , 0,18%	Material Nr.	0,65%	0,07%		0,36%
O (O	FeO	C,00% ; 0,02%		0,08%	-	21,15%	-
co co	MnO	0,20% ^: 1,07%	69,50%	3,23%	21,9% •	31,80%	2,9%
ο	MgO	2,52% i 2,10%	0,32%	13,40%	32,40%		^: 49,9%
OO	CaO	0,02% ' 0,38%	6,60%	0,94%	-	^: -
cn	Ka₂O	0,17% j -	2,23%	-		j -
	κ₂ο		0,43%
		^; o,C9%
		: 2,40%
		^; 6,80%
		; 1,33%
	! 1,74%

Bestandteile	■ Material Nr.	1	2	3	4	5	β ] :-₇—	42,0% — I :
	0,11% 0,00% 2,07% 0,00%	0,96% 1,42% 0,32% 0,57%	0,27% 0,00% 8,40% 0,05%	0,00% 1,18% 12,40% 0,18%	0,1% 45,00%	0,11% 46,05%
H₂O- H₂O⁺ co₂ P₂O₅

Anmerkung: Materiel Nr. 1 enthielt außer Quarz 4 bis 5% Calcit und Spuren von Montmorillonit, Material Kr. 2 enthielt Montmorillonit und Goethit, Material Nr. 3 enthielt neben Calcit und Tonmineralien Biotit und Glimmer in wechselnden Mengen und Material 4 enthielt 16% schwach masnesiumhaltigen Calcit und Montmorillonit.

(JD OO

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Beispiel 1

Es wurden zu 39,5% Material Nr. 1 52,5% Kate-rial Nr. 5, 7,0% Natriumcarbonat und 1,0% kristallines Kupfersulfat zugegeben und das Ganze wurde bei 1 240⁰C geschmolzen. Zu Beginn des Schiüelzvorganges schwamr: die feste Phase eisähnlich auf der dünnflüssigen Schmelze. Die Schmelze wurde auf einer Temperatur von 1 300 bis 1 35O⁰C gehalten, wobei sie sich schnell klärte. Die dünnflüssige Schmelze wurde dann auf 1 200 bis 1 150⁰C abgekühlt und bei dieser Temperatur 30 Minuten lang kristallisiert, wobei sich überwiegend ein 0,5 bis 1 cm lange monokline Pyroxenkristalle und in geringem Maße auch Gehlenit enthaltendes Produkt bildete. Das 2-we-rtige Kupfer im Produkt wurde teilweise zu 1-wertigem Kupfer reduziert. Ersteres färbte einzelne Gemengeteile blaugrün und letzteres braun, wegen der größeren Kupfer(Il)-ionenmenge war jedoch die Farbwirkung des Produktes blaugrün.

Beispiel 2

Es wurde ein Gemisch aus 4-0,0% Material Nr. 1, 52,7% Material Nr. 5, 7,0% Natriumcarbonat und 0,3% kristallinem Kupferßulfat bei den im Beispiel 1 angegebenen Temperaturen, aber unter etwas stärker reduzierenden Bedingungen geschmolzen und kristallisiert. Das erhaltene Produkt war ein kristalliner Stoff mit charakteristisch veilchenfarbig-roter Farbe.

Beispiel 3 Ea wurde ein MaterialgemiBch der gleichen Zuearimen-

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setzung wie das im Beispiel 2 angegebene nach dem

Schmelzen 15 Minuten lang auf einer Temperatur von

1 180 bis 1 200⁰G gehalten. Es kristallisierte völlig aus und die einzelnen Gemengeteile waren überwiegend 1 bis 2 mm

Beispiel 4

Es wurde ein Gemisch aus 40,0% Material Nr. 1, 52,8% Material Nr. 5» 7^0% Natriumcarbonat und 0,2% kristallinem Kupfersulfat von 1 300°C, der Temperatur des Klarschmelzens, langsam auf eine Temperatur von 1 200 bis 1 180⁰C abgekühlt. In dieser V/eise waren ohne Kristallisation bei konstanter Temperatur ebenfalls 0,5 bis 1,0 cm große grobkristalline Gemengeteile zu erzielen. Das Produkt war blaugrün und in i'orm von 1 bis 2 cm dicken Platten in charakteristischer Weise durchscheinend.

Beispiel 5

Die Schmelze des im Beispiel 4 beschriebenen Materialgemisches wurde innerhalb 1 Stunde von 1 200 auf 1 15O⁰C abgekühlt. In dieser Weise war ein aus 2 biß 4 cm großen Kristallen bestehendes Produkt zu erhalten.

Beispiel 6

Es wurde ein Gemisch aus 42,0% Material Nr. 1, »9% Material Nr. 5» 2,0% Kryolith und 0,1% Chroatrloxyd

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geschmolzen. Die Schmelze konnte bei Temperaturen von 1 330 bis 1 380 C gut geklärt v/erden. Aus der Schmelze wurde durch verhältnismäßig schnelles Abkühlen (Temperaturrückgang 80°C/Stunde) ein aus gelbgrünen Kristallen bestehendes zähes, faseriges und hochfestes Produkt gewonnen.

Beispiel 7

Es wurde ein Gemisch aus 40,0% Material Nr. 1, 52,8% Material Nr. 5, 7,0% Natriumcarbonat und 0,2% Chromtrioxyd geschmolzen und bei einem Temperaturrückgang von 80°C/Stunde kristallisiert. Das erhaltene Produkt war feinkristallin und von gelbgrüner bis grasgrüner Farbe.

Beispiel 8

Es wurde eine Schmelze der im Beispiel 7 angegebenen Zusammensetzung 90 Minuten lang auf einer Temperatur von 1 150 bis 1 200⁰C gehalten und kristallisiert.- Das Produkt war feinkrxEtallin und mit dem im Beispiel 7 beschriebenen Produkt praktisch identisch. Da das Chromtrioxid die Kristallwachstumsgeschwindigkeit verringerte, konnte nur ein feinkristallines Produkt hergestellt v/erden.

Beispiel 9

Es wurde die Schmelze eines Gemisches aus 4Ο,Ο9ό Material Nr. 1, 52,7% Material Nr. 5, 7,0% Natriumcarbonat und 0,3% Mapgandioxyd durch 15 Minuten langes Halten einer Temperatur von 1 20O⁰C kristallisiert. Des Endprodukt war veilchenfarben und bestand aus 0,3 bis 0,5 cm großen Kristallen.

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Beispiel 10

Es wurde eine Schmelze der im Beispiel 9 angegebenen Zusammensetzung 90 Minuten lang auf einer Temperatur von 1 200°C gehalten. Der unter diesen Bedingungen vonstatten gegangene Kristallisationsvorgang lieferte 1 bis 2 cm lange zum Teil strahlenförmig angeordnete Gemengeteile. Das Produkt war veilchenfarben.

Beispiel 11

Es wurde eine Schmelze eines Gemisches aus 40,0% Material Nr. 1, 57>O% Material Nr. 6 und 3>0% Natriumcarbonat bei einer Temperatur von 1 200 bis 1 25O°C 20 Minuten lang kristallisiert. Das Produkt war weiß und bestand aus 4 bis 5 cm großen Kristallen.

Beispiel 12

Es wurde eine Schmelze eines Gemisches aus 40,0% Material Nr. 1, 53,0% Material Nr. 6 und 7,0% Natriumcarbonat bei einer Temperatur von 1 180 bis 1 230⁰C 20 Minuten lang kristallisiert. Das gebildete Produkt war v.eiß und bestand aus 0,5 bis 1,0 cm großen Kristallen.

Beispiel 13

Es wurde ein Gemisch aus 30,2% Material Nr. 1, 62,9% Material Nr. 6 und 6,9% Natriuricarbonat bei einer Temperatur von 1 35O°C geschmolzen und bei einer Temperatur von 1 230 bis 1 280⁰C 30 Minuten lang kristallisiert. Daß

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Produkt war weiß und feinkristallin,

Beispiel 14

Es wurde eine Schmelze eines Gemisches aus 40,0% Mate- rial Kr. 1, 28,2% Material Nr. 6, 24,3% Material Nr. 7 und 7,5% Natriumcarbonat bei 1 250 bis 1 280°C 30 Minuten lang kristallisiert. Das erhaltene Produkt war weiß, dicht, hochfest.und bestand aus feinkristallinen (1 bis 3 mm großen) Gemengeteilen.

Beispiel 13

Es wurde ein Gemisch aus 40,0% Materiell Nr. 2, 53,0% Material Hr. 6 und 7»0% Natriumcarbonat nach dem Schmelzen 30 Minuten lang bei einer Temperatur von 1 23C bis 1 25O⁰C kristallisiert. Das gebildete Produkt bestand aus Kristallen von unterschiedlichem Kristallisationsgrad (0,1 bis 3 ism) und war hellgelb.

Beispiel 16

Es wurde eine Schmelze eines Gemisches aus 40,0% Material Nr. 2, 52,8% Haterial Nr. G, 7,0% Natriumcarbonat und 0,2% kristallinem Kupfersulfat in der im Beispiel 15 beschriebenen V/eise kristallisiert. Das in charakteristischer Weise bunte Produkt verdankte seinen grün- und braunsprenkeligen Charakter der Totsache, daß einerseits das Kupfer oxydiert und andererseits der Eisen(Iil)-Gehalt teilweise oder vollständig reduziert wurde.

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Beispiel 17

In einem Gemisch aus 40,2% Material Kr. 2, 52,8% Material Nr. 6, 7>0% Natriumcarbonat und 0,2>a Kobaltoxyd setzte sich die färbende Wirkung des vorliegenden Eisens nicht mehr durch. Im in der im Beispiel 15 angegebenen Weise kristall!-- sierten Produkt herrschte die blaue Farbe vor und die Kristalle waren kleiner als die des Produktes nach Beispiel 15i da das Kobalt die Kristallwachstumsgeschwindigkeit herabsetzte.

Beispiel 18

Es v/urde durch Kristallisation einer Schmelze eines Gemisches aus 40,0% Material Nr. 4, 53,0% Material Kr.' 6 und 7,0% Natriumcarbonat ein überwiegend aus ungesättigten Silikaten bestehendes Produkt erhalten. Der vorherrschende Gemengeteil dieses künstlichen Magmatites war tetragonalkristalliner und eine honiggelbe Farbe verleihender Gehlenit, der die Säurebeständigkeit des Produktes verminderte.

Beispiel) 19

Ein Gemisch aus 40,0% Material l.r. 3, 53,0% Material Nr. 6 und 7>G% natriumcarbonat ergab nach dem Schmelzen und Kristallisieren rotbraunen bis dunkelbraunen künstlichen llagraatit, in welchem das Eisen die färbende Wirkung anderer Kationen zurückdrängte. Durch den Gehalt an Al, Ka nrA K schied sich auch Plagioklas aus. Das Produkt war kristallin, feinkörnig und bestand hauptsächlich aus 0,1 bis 2,0 iam großen Gemengeteilen.

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Beispiel 20

Es wurde einem Geraisch aus 40,0% Material Kr. $, 51,0% Material Kr. 6 und 7,0% Natriumcarbonat 2,0% Graphitstaub zugesetzt. Nach dem Schmelzen und Kristallisieren wurde ein grünes kristallines Produkt erhalten, weil der Graphitstaub die Eisen(lll)-verbindungen zu Eisen(ll)-verbindungen reduzierte. Das Produkt .bestand aus Gemengeteilen, deren Kristalle 2 mm groß waren.

Patentansprüche 309881/087b

Claims

Patentansprüche

1.) Verfahren zur Herstellung von weißen oder gefärbten, säure- und laugenfesten, kristallinen und hochfesten Kunststeinen unter Verwendung von Sand, Dolomit und/oder Kalkstein, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus Sand mit hohem Quarzgehalt, Dolomit und/oder Kalkstein und Natriumcarbonat und/oder Kryolith hergestellte Ausgangsmischung, welche aus 30 bis 60%, vorzugsweise 4-5 bis 60%, SiOp , 0 bis 5%, vorzugsweise O bis 0,5%, Al₂O , 0 bis 2% FeO + Fe₃O₅ , ■ 5 bis 30% MgO, 20 bis 40,0 CaO und 2 bis 10% Na₂O + K zusammengesetzt ist, gegebenenfall-s in Gegenwart färbender Metalle und/oder Metallverbindungen, bei Temperaturen von oberhalb 1 OCO⁰C, vorzugsweise bei 1 25Ο bis 1 35O⁰G, schmilzt und zweckmäßigerweise entgast und nach dem Gießen in entsprechende Formen, zweckniäßigerweise bei sinkender Temperatur, spontan kristallisiert.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmischung eine solche mit einem Verhältnis von SiO₂ zu CaO von 2,0 bis 2,2, einem Verhältnis von SiO₂ zu TIgO von 2,9 bis 3»^» einem Verhältnis von SiO₂ zu (RO + R₂O) von 1,2 bis 1,3 und einem Verhältnis von CaO zu MgO von 1,35 bis 1,45 verwendet.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den mit der Verkleinerung des Verhältnisses von SiO₂ zu (MgO + CaO) proportional nach höheren Temperaturen sich verschiebenden Beginn der spontanen Kristallisation durch Änderung dieses Verhältnisses und bei gegebenem Verhältnis von SiO^, zu (MgO + CaO) durch Vergrößerung des Ver-

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.₀ . 7379382

hältnisses von (MgO + CaO) zu (Ka₀O ι- K.-.O) die damit proportional zunehmende Krintallwac;"Ldtumsgeschvindigkeit steuert.

4.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch

zeichnet, daß mar, als färbende Metalle und/oder Metallverbindungen 0,01 bis 0,0% meta] lisches Kupfer, 0,1 bis 1,0> kristallines Kupforsulfat, 0,2 bis 2,(//j hangßncarbonat, 0,1 bis 0,3/^ --ar.frandioxyd, 0,05 bis 0,35c Chrontrio^d, 0,0^c^ bis ü,L% Kobaltoxyd, 0,1 bis 0,2/c- LisenCllO-verbiräun^en, 0,1 bis 0,5% Titandioxyd, 0,1 bir> 0,5/ώ Vanadiurapentoxyd oder Mischungen dieser Stoffe verv:cndet.

5·) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Parbgebungsvor^ang unter oxydierenden oder reduzierenden Bedingungen vornimmt .

6.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5_? dadurch gekennzeichnet, daß man die spontane Kristallisation der Schneize durch 10 bis 90, vorzugsweise 12 bis 30, Minuten langes halten einer konstanten Schmelztemperatur von 1 OCO bis 1 35O⁰C oder durch Senken der Temperatur innerhalb dieses Temperoturbareiches mit einer Geschv/indigkeit von 30 bis 80°C/Stunde durchführt.

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