DE2329382C3

DE2329382C3 - Verfahren zur Herstellung von weißen oder gefärbten, säure- und laugenfesten, kristallinen und hochfesten Kunststeinen

Info

Publication number: DE2329382C3
Application number: DE2329382A
Authority: DE
Inventors: Ference Kaszanitzky; Imre Dr. Kubovits; Imre Meszaros; Peter Dipl.-Ing. Budapest Ottlik; Laszlone Dipl.-Ing. Szabo
Original assignee: TATABANYAI SZENBANYAK TATABANYA (UNGARN)
Current assignee: TATABANYAI SZENBANYAK TATABANYA (UNGARN)
Priority date: 1972-06-12
Filing date: 1973-06-08
Publication date: 1978-10-26
Also published as: HU166781B; DE2329382B2; CH583150A5; US4173484A; DE2329382A1

Description

re, aber auch ohine Politur natürlich kristalline Oberflächen aufweisen und auf Grund dieser Vorteile für Innen- und Außenverkleidungen in gleicher Weise geeignet sind.

Es ist bevorzug!, das Schmelzen bei einer Temperatur von 1250 bis 1350" C durchzuführen,

Zweckmäßigenveiüe wird die Schmelze vor dem Gießen entgast

Vorzugsweise wird die spontane Kristallisation bei sinkender Temperatur durchgeführt.

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 SiO? zu (MgO+ CaO) durch Vergrößerung des Verhältnisses von (MgO+CaO) zu (Na₂O + K₂O) eine verhältnismäßig größere Kristallwachstumsgeschwindigkeit erreicht werden kann. Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung wird daher der mit der Verkleinerung des Verhäitnisses von SiO₂ zu (MgO+ CaO) proportional nach höheren Temperaturen sich verschiebende Beginn der spontanen Kristallisation durch Änderung dieses Verhältnisses und bei gegebenem Verhältnis von SiO₂ zu (MgO+ CaO) durch Vergrößerung des Verhältnisses von (MgO+ CaO) zu (Na₂O+ K₂O) die damit proportional zunehmende Kristallwachstumsgeschwindigkeit 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 SiO₂ iJ CaO von 2,0 bis 2,2, einem Verhältnis von SiO₂ zu MgO yon 2,9 bis 3,1, einem Verhältnis von SiO₂ zu (RO+ R₂O) [»RO + R₂O« bedeutet die »Oxyde der 2wertigen Metal'·:· f Oxyde der !wenigen Metalle«] von 1 ^2 bis 13 und einem Verhältnis von CaO zu MgO von 135 bis 1,45 verwendet wird, was bevorzugt ist, bilden sich bei der Kristallisation im Temperaturbereich von 1150 bis 1220°C fast ausschließlich monokline Pyroxenkristalle. Wenn in der Ausgangsmischung das Verhältnis von SiO₂ zu CaO beziehungsweise SiO₂ zu (RO+ R₂O) niedriger ist, dann entstehen verschiedene ungesättigte Silikate, beispielsweise Monticellit (CaMgAISiO.4) beziehungsweise Akermanit [Ca(MgSiO?)], deren Zusammensetzung und Menge unter gegebenen Kristallisationsbedingungen in ersterer Linie vom Verhältnis von CaO zu MgO abhängen. Im Falle einer Mischung aus Dolomit und Quarzsand scheidet sich bei Verringerung des SiO₂-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 SiO₂ zu (RO +R₂O) von i,0 bis 1,25 bilden sich neben dem monoklinen Pyroxen als ungesättigte Gemengebestandteile auch Akermanit und Merwinit [CajMg(SiO₄)₂], während im Falle: des Überwiegens des Kalksteines Rankinit (CajSi₂O₇) und Wollastonit (CaSiOi) entstehen. Mit der Vergrößerung des CaCOj-Gehaltes steigt aber auch der Schmelzpunkt stark an und diese Schmclzpiinktserhöhung ist durch erhöhten Zusatz von Natriumcarbonat nicht beziehungsweise kaum zu kompensieren. Der Schmelzpunkt hängt stark von den Verhältnissen von SiO₂ zu (MgO + CaO) beziehungsweise SiO₂ zu (MgO + CaO + Na;O) ab, weil mit der Verringerung der Schmelzpunkt annähernd linear, also proportional ansteigt. Bei Verhältnissen von SiO₂ zu (MgO + CaO) von etwa 0,75 beziehungsweise SiOj zu (MgO + CaO + NajO) von etwa 0,65 liegt der Schmelzpunkt des Materials bei etwa I4OO°C, was die technische Ausführung praktisch schon verhindert.
Die Menge des Natriumcarbonates beziehungsweise die des Na₂O hat einen starken Einfluß auf die spontane Kristallisation. Mit der Verringerung der Konzentration dieser Stoffe steigt die Kristallisanionstemperatur und die Wachstumsgeschwindigkeit der Kristalle, das heißt

id 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, hauptsachlich aus faserigen Kristallen bestehenden Produktes begünstigt werden.

Eine Mischung, die aus Quarzsand, Dolomit (oder Kalkstein) und Natriumcarbonat besteht, schmilzt im Temperaturbereich von 1150 bis 1420⁰C in Abhängigkeit von den Bedingungen und wird einem Temperaturintervall von 5 bis 20" C dünnflüssig. Daraus folgt, daß bei Temperaturen von 1300 bis 1450⁰C die Gase (hauptsächlich CO₂) schnell entweichen. Die entgaste Schmelze ist bei 1250 bis 1350°C gießbar und im Temperaturbereich von 1150 bis 1300⁰C in Abhängigkeit von ihrer Zusammensetzung gut kristallisierbar. Die Größe der Kristalle kann nach Wunsch von einigen um

m bis 4 bis 5 cm variiert werden. Die Schmelze ist bei konstanter Temperatur von 1000 bis 1350⁰C innerhalb 10 bis 90, vorzugsweise 12 bis 30 Minuten und bei mit einer Geschwindigkeit von 30 bis 80°C/Stunde. beispielsweise ausgehend von 1250⁰C, sinkender Tem-

r> peratur in gleicher weise gut kristallisierbar. Die Kristallisationstemperatur, die Kristallisationsdauer und die Abkühlungsgeschwindigkeit sind bei gegebener chemischer Zusammensetzung durch den gewünschten Kristallisationsgrad bestimmt.

Wie oben dargelegt wurde, verschiebt sich also der Beginn der spontanen Kristallisation mit de· Verringerung des Verhältnisses von SiO₂ zu (MgO+ CaO) proportional in Richtung höherer Temperaturen. w ährend 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 Gemengeteile) mitteis der chemischen Zusammenset-

j(i zung des Ausgangsmaterials und der Behandlungsart vorausbestimmt werden. Im Hinblick auf die Kristallisation muß bei der Ausbildung der gewünschten Kristallstruktur weiterhin in Betracht gezogen werden, daß sich in Gegenwart von Kryolith ein zähes, faseriges

r> und hochfestes kristallines Produkt bildet, während sich aus kryolithfreien Schmelzen im allgemeinen stäbchen- und tafelförmige oder annähernd isometrische Gemengeteile ausscheiden. Demnach wird die Form der Kristalle vom Kryolith stark beeinflußt. Kalium

W) verringert im allgemeinen die Kristallisationsneigung stark; die Verringerung des Natriumanteiles führt zu einem schwachen Ansteigen der Kristallisationstempcratur und zu einem starken Ansteigen der Kristallisationsneigung. Demgegenüber wächst mit der Verringe-

b'i rung des SiO₂-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 his 1,0% kristallines Kupfersulfat, 0,2 bis 2,0% Mangancarbonat.O.l bis 0,3% Mangandioxyd, 0,05 bis 03% Chromtrioxyd, 0,05 bis 0,2% Kobaltoxyd [beziehungsweise Kobalt(ll)-oxyd], 0,1 bis 0,2% Eisen(II)-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 wenJen.

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 Wachstumsgeschwindigkeit 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 Wachstumsgeschwindigkeit der Kristalle können also auch über die als färbende Substanz zugesetzten 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 Rhythmik verursacht oft so starke Konzenirationsänderungen. daß diese mit dem bloßen Auge in Form von Farbzonen wahrgenommen werden können.

Aus Materialmischungen, die weniger als '/ιο'-ζό Gesamteisen enthalten, können auch hellfarbige Produkte hergestellt werden. Mit dem Ansteigen des Gesamteisengehaltes ändert sich in Abhängigkeit in den Redoxbedingungen die Farbe des Produktes nach Grüngelb und Grün. Aus noch stärker eisenhaltigen Grundstoffen können in der Farbintensitäl zunehmend dunklere grünbraune, braune und rotbraune Produkte gewönne ■ werden.

Kupfersulfat färbi die Produkte in oxydierendem Medium blaugrün, unter reduzierenden Bedingungen hingegen rot. Wenn metallisches Kupfer Mischungen mit mehreren Zehnielprozenien Gesamteisen zugesetzt ι wird, reduziert es die EiseniWJ-verbindungen /u Eisen(ll)verbindungen, welche zusammen mit dem zur 2weriigen Stufe oxydierten Kupfer den Produkten eine charakteristische Grün- und Braunfleckigkeit verleihen. Mit Mangancarbonat können rosafarbige und mit

in Mangandioxyd veilchenfarbige beziehungsweise mit einigen Zehntelprozenten FeO +FeA zusammen fleischfarbig bis veilchenfarbig-braune Produkte hergestellt werden. Das in Form von Chromtrioxyd zugesetzte 3wertige Chrom erzeugt grasgrüne und das

π 2wertige Chrom in einer Konzentration von 0,1% eine intensiv blaue Farbe.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden nicht als

Beschränkung aufzufassenden Beispiele näher erläutert.

Die in den Beispielen verwendeten Grundstoffe

2u waren folgenden Ursprungs:

Material Nr. 1:

Feinkörniger Quarzsand

(Fehervärcsurgo. Steinbruch)
Material Nr. 2:

Feinkörniger pannonischer Quarzsand

;-3icske. Steinbruch)
Material Nr. 3:

Feinkörniger pannonischer Sand

(Gödöllö, Straßenbau)
Material Nr.4:

Feinkörniger Sand-Aleurit, Quartär

(Taiabanya,Schacht XII)
Material Nr. 5:

Dolomit, Triss(Talabanya, 10.111.71)
^!' Material Nr.6:

Dolomit. Trias (Tatabänya, 8.111. 71)
Material Nr. 7:

Kalkstein, Trias

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

Tabelle

Bestandteile	Material Nr.	2	3	4	5	0,50%	6	0,25%	7	3,2%
	1	90,20%	69,50%	63,00%					0,06%
S1O2	94,20%	0,14%	0,32%	0,35%			1,00%
T1O2	0,03%	1,81%	6.60%	3,22%	0,07%	0,04%
AIzOj	0,28%	0,62%	2,23%	1,08%			0,36%
Fe₂Oj	0,04%	0,18%	0,43%	0,65%	21,9%	21,15%
FeO	0,02%	0,02%	0,09%	0,08%	32,40%	31,80%	2,9%
MnO	0,00%	1,07%	2,40%	3,23%			49,9%
MgO	0,20%	2.10%	6,80%	13,40%			—
CaO	2,52%	0,38%	1,38%	0,94%	0,1%	0,11%
Na2O	0,02%	—	1,74%
K2O	0,17%	0,96%	0.27%	0.00%	45,00%	46.05%
H2O-	0,11%	1,42%	0,00%	1,18%			42.0%
Ii 2O⁺	0,00%	0,32%	8,40%	12,40%
CO2	2,07%	0,57%	0,05%	0,18%
P2O5	0.00%

Anmerkung:

Material Nr. I enthielt außer Quarz 4 bis 5% Calcit und Spuren von Montmorillonil. Material Nr. 2 enthielt Montmorillonit und Gocihit, Material Nr. 3 enthielt neben Calcit und Tonmineralien tliotit und Glimmer in wechselnden Mengen, und Material 4 enthielt 16% schwach magnesiumhaltigen Calcit und Montmorillonit.

Beispiel 1

Es wurden zu 39,5% Material Nr. I 52.5% Material Nr. 5, 7,0% Natriumcarbonat und 1,0% kristallines Kupfersulfat zugegeben und das Ganze wurde bei 1240⁰C geschmolzen. Zu Beginn des Schmelzvorganges schwamm die feste Phase eisähnlich auf der dünnflüssigen Schmelze. Die Schmelze wurde auf einer Temperatur von 1300 bis 1350⁰C gehalten, wobei sie sich schnell klärte. Die dünnflüssige Schmelze wurde dann auf 1200 bis 1150⁰C abgekühlt und bei dieser Temperatur 30 Minuten lang kristallisiert, wobei sich überwiegend ein 0.5 bis I cm lange monokline Pyroxenkristalle und in geringem Maße auch Gehlenit enthaltendes Produkt bildete. Das 2wertige Kupfer im Produkt wurde teilweise zu I wertigem Kupfer reduziert. Ersteres färbte einzelne Gemengeteile blaugrün und letzteres braun, wegen der größeren Kupfer(ll)-ionenmenge war jedoch die F"» f

im ti rlo«; Produktes blauprün.

Beispiel 2

Es wurde ein Gemisch aus 40,0% Material Nr. I, 52.7% Material Nr. 5, 7,0% Natriumcarbonat und 0,3% kristallinem Kupfersulfat bei den im Beispiel I 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

Es wurde ein Materialgemisch der gleichen Zusammensetzung wie das im Beispiel 2 angegebene nach dem Schmelzen 15 Minuten lang auf einer Temperatur von 1180 bis 1200° C gehalten. Es kristallisierte völlig aus und die einzelnen Gemengeteile waren überwiegend 1 bis 2 mm groß.

Beispiel 4

Es wurde ein Gemisch aus 40,0% Material Nr. I, 52,8% Material Nr. 5, 7,0% Natriumcarbonat und 0,2% kristallinem Kupfersulfat von 1300⁰C, der Temperatur des Klarschmelzcns, langsam auf eine Temperatur von 1200 bis 118O⁰C abgekühlt. In dieser Weise waren ohne Kristallisation bei konstanter Temperatur ebenfalls 0.5 bis 1.0 cm große grobkristalline Gemengeteile zu erzielen. Das Produkt war blaugrün und in Form von I bis 2 cm dicken Platten in charakteristischer Weise durchscheinend.

Beispiel 7

Es wurde ein Gemisch aus 40,0% Material Nr. I, 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 gelbgrüncr bis grasgrüner Farbe.

Beispiele

Es wurde eine Schmelze der im Beispiel 7 angegebenen Zusammensetzung 90 Minuten lang auf einer Temperatur von 1150 bis 1200⁰C gehalten und kristallisiert. Das Produkt war feinkristallin und mit dem im Beispiel 7 beschriebenen Produkt praktisch identisch. Da das Chromtrioxyd die Kristallwachstumsgcschwindigkeit verringerte, konnte nur ein feinkristallines Produkt hergestellt werden.

,,, Be i s μ i c ! 9

Es wurde die Schmelze eines Gemisches aus 40,0% Material Nr. 1, 52,7% Material Nr. 5, 7,0% Natriumcarbonat und 0,3% Mangandioxyd durch 15 Minuten langes Halten einer Temperatur von 1200°C kristallisiert. Das 2") Endprodukt war veilchcnfarben und bestand aus 0,3 bis 0,5 cm großen Kristallen

Beispiel 10

Es wurde eine Schmelze der im Beispiel 9 ίο angegebenen Zusammensetzung 90 Minuten lang auf einer Temperatur von 1200°C gehalten. Der unter diesen Bedingungen vonstatten gegangene Kristallisationsvorgang lieferte 1 bis 2 cm lange zum Teil strahlenförmig angeordnete Gemengeteile. Das Proj dukt war Veilchenfarben.

Beispiel 11

Es wurde eine Schmelze eines Gemisches aus 40,0%

Material Nr. 1, 57,0% Material Nr. 6 und 3.0%

•in Natriumcarbonat bei einer Temperatur von 1200 bis 1250°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 1180 bis 1230⁰C 20 Minuten lang kristallisiert. Das gebildete so Produkt war weiß und bestand aus 0,5 bis 1,0 cm großen Kristallen.

Beispiel 13

Beispiel 5

Die Schmelze des im Beispiel 4 beschriebenen Es wurde ein Gemisch aus 30,2% Material Nr. 1.

Materialgemischs wurde innerhalb 1 Stunde von 1200 55 62,9% Material Nr. 6 und 63% Natriumcarbonat bei auf 1150°C abgekühlt. In dieser Weise war ein aus 2 bis 4 cm großen Kristallen bestehendes Produkt zu erhalten.

einer Temperatur von 1350⁰C geschmolzen und bei einer Temperatur von 1230 bis 1280°C 30 Minuten lang kristallisiert Das Produkt war weiß und feinkristallin.

60

Beispiel 6

Es wurde ein Gemisch aus 42,0% Material Nr. 1, 55,9% Material Nr. 5, 2,0% Kryolith und 0,1% Chromtrioxyd geschmolzen. Die Schmelze konnte bei Temperaturen von 1330 bis 1380° C gut geklärt werden. Aus der Schmelze wurde durch verhältnismäßig schnelles Abkühlen (Temperaturrückgang 80°C/Stunde) ein aus gelbgrünen Kristallen bestehendes zähes, faseriges und hochfestes Produkt gewonnen.

Beispiel 14

Es wurde eine Schmelze eines Gemisches aus 40,0°/c Material Nr. 1,28,2% Material Nr. 6,243% Material Nr 7 und 7,5% Natriumcarbonat bei 1250 bis 1280° C 3( Minuten lang kristallisiert Das erhaltene Produkt wai weiß, dicht hochfest und bestand aus feinkristallinen (1 bis 3 mm großen) Gemengeteilen.

Beispiel 15

Es wurde ein Gemisch aus 40,0% Material Nr. 2, 53,0% Material Nr. 6 und 7,0% Natriumcarbonat nach dem Schmelzen 30 Minuten lang bei einer Temperatur von 1230 bis 1250°C kristallisiert. Das gebildete Produkt bestand aus Kristallen von unterschiedlichem Kristallisationsgnrj (0,1 bis 3 mm) und war hellgelb.

Beispiel 16

Es wurde eine Schmelze eines Gemisches aus 40,0% Material Nr. 2, 52,8% Material Nr. 6, 7,0% Natriumcarbonat und 0,2% kristallinem Kupfersulfat in der im Beispiel 15 beschriebenen Weise kristallisiert. Das in charakteristischer Weise bunte Produkt verdankte seinen grün- und braunsprenkeligen Charakter der Tatsache, daß einerseits das Kupfer oxydiert und andererseits der Eisen(lll)-Gehalt teilweise oder vollstandig reduziert wurde.

Beispiel 17

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

Beispiel 18

Es wurde durch Kristallisation einer Schmelze eines Gemisches aus 40,0% Material Nr. 4,53,0% Material Nr. 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 Säurebestän-Ki digkeit des Produktes verminderte.

Beispiel 19

Ein Gemisch aus 40,0% Material Nr. 3, 5.3,0%■ Material Nr. 6 und 7,0% Natriumcarbonat ergab nach dem Schmelzen und Kristallisieren rotbraunen bis dunkelbraunen künstlichen Magmatit, in welchem das Eisen die färbende Wirkung anderer Kationen zurückdrängte. Durch den Gehalt an Al, Na und K schied sich auch Plagioklas aus. Das Produkt war kristallin, feinkörnig und bestand hauptsächlich aus 0,1 bis 2M mm großen Gemengeteilen.

Beispiel 20

Es wurde einem Gemisch aus 40,0% Material Nr. 3, 51,0% Material Nr. 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.

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% SiOj, 0 iu bis 5% AI₂O₃,0 bis 2% FeO + Fe₂O₃,5 bis 30% MgO, 20 bis 40% CaO und 2 bis 10% Na₂O+ K₂O zusammengesetzt ist, gegebenenfalls in Gegenwart färbender Metalle und/oder Metallverbindungen, bei Temperaturen von oberhalb 100O⁰C schmilzt und nach dem Gießen in entsprechende Formen spontan kristallisiert.

2. Verfahren nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmischung eine solche, deren SiO₂-Gehalt 45 bis 60% und AI₂Oj-Ge- _>o halt 0 bis 0,5% ist, verwendet

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 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 MgO n von 2,9 bis 3,1, einem Verhältnis von SiO₂ zu (RO + R₂O) von 1,2 bis 13 und einem Verhältnis von CaO zu MgO von 1,35 bis 1,45 verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den mit der Verkleinerung jo des Verhältnisses von SiO₂ zu (MgO+ CaO) proportional nach höheren Temperaturen sich verschiebenden Beginn der spontanen Kristallisation durch Änderung dieses Verhältnisses und bei gegebenem Veiäältnis von SiO₂ zu (MgO+ CaO) durch Vergrö- r> ßerung des Verhältnisses von (MgO+ CaO) zu (Na₂O+ K₂O) die damit proportional zunehmende Kristallwachstumsgeschwindigkeit steuert.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als färbende Metalle -»n und/oder Metallverbindungen 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% Mangandioxyd, 0,05 bis 0,3% Chromtrioxyd, 0,05 bis 0,2% Kobaltoxyd, 0,1 bis 0,2% Eisen(ll)-verbindun- -r, gen, 0,1 bis 0,5% Titandioxyd, 0,1 bis 0,5% Vanadiumpentoxyd oder Mischungen dieser Stoffe verwendet.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man den Farbgebungsvorgang ίο unter oxydierenden oder reduzierenden Bedingungen vornimmt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das Schmelzen bei einer Temperatur von 1250 bis 135O¹⁵C durchführt. v>

8. Verfahren nach Anspruch I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die spontane Kristallisation bei sinkender Temperatur durchführt.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die spontane Kristallisa- w) tion der Schmelze durch IO bis 90, vorzugsweise 12 bis 30 Minuten langes Halten einer konstanten Schmelztemperatur von 1000 bis 1350"C oder durch Senken der Temperatur innerhalb dieses Temperaturbereiches mit einer Geschwindigkeit von 30 bis hi 80°C7Stunde durchführt.

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 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 Materialteilcher 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 Mehrkomponentensilikatsystemen, zum Beispiel auf aus Kohlenschlacke gewonnenem künstlichem Magmastein, in wirtschaftlicherer Weise durchgeführt wird, als es bei den üblichen Verfahren der keramischen Industrie der Fall ist, bekannt, aber auch nach diesen Verfahren werden Produkte, bei weichen 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 oderflächlich farbigen Produkten vorkommen, daß der farbige Überzug zugrunde geht.

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

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, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die aus Sand mit hohem Quarzgehalt, Dolo.nit und/oder Kalkstein und Natriumcarbonat und/oder Kryolith hergestellte Ausgangsmischung, welche aus 30 bis 60% SiO₂, 0 bis 5% AI₂O), 0 bis 2% FeO+ Fe₂O₃, 5 bis 30% MgO. 20 bis 40% CaO und 2 bis 10% Na₂O+K>O zusammengesetzt ist, gegebenenfalls in Gegenwart färbender Metalle und/oder Metallverbindungen, bei Temperaturen von oberhalb 1000°C geschmolzen und nach dem Gießen in entsprechende Formen spontan kristallisiert wird.

Vorzugsweise wird als Ausgangsmischung eine solche, deren SiO₂-Gehalt 45 bis 60% und AljO_s Gehalt 0 bis 0,5% ist. verwendet.

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 polierba-