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Verfahren zur Herstellung von dichten Gegenständen aus Bauxit. Gegenstand
der Erfindung ist die Herstellung von dichten Gegenständen aus Bauxit.
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Es ist bekannt, Bauxit in der keramischen Technik zur Herstellung
von feuerfesten Massen und auch für Kunststeine zu benutzen. Es ist jedoch bisher
nicht gelungen, mittels Bauxit, vor allem mit Bauxit allein, Erzeugnisse mit einem
dichten Scherben zu verfertigen. Seine schwer zu behebende Neigung zum Nachschwinden
und das verhältnismäßig leichte Erweichen haben geradezu von entsprechenden Versuchen
abgehalten. Überraschenderweise haben nun Versuche der Erfinderin ergeben, daß sich
aus Bauxit ohne Bindemittel, vor allem ohne Flußmittel und besondere versinternde
Zusätze, dichte Waren herstellen lassen.
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Die Neuerung besteht darin, gebrannten Bäuxit sehr fein zu mahlen
und in diesem Zustande weiter zu verarbeiten. Die Feinmahlung wird zweckmäßig so
weit getrieben, daß auf dem 2goo-Maschen-Sieb kein Rückstand bleibt. Dagegen ist
eine übertriebene Feinmahlung ungünstig, weil dann nicht standfeste Geräte entstehen.
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Das neue Verfahren ist im wesentlichen für gröbere keramische Geräte,
für feueY- und säurefeste Erzeugnisse bestimmt, für die es nicht als unmittelbar
naheliegend zu erachten ist, zu einer dürart weitgehenden Feinmahlnng zu greifen.
Vor allem war nicht anzunehmen und ist es verblüffend, daß .auf diese Weise -standfeste
größere Körper erhalten werden können, noch mehr, daß ein dichtes Erzeugnis entsteht.
Die Anwendung einer solchen selbst die in der Feinkeramik übliche Aufbereitung übertreffenden
Feinung ließ nicht voraussehen, daß dadurch statt des porösen Bauxitscherbens ein
Sintererzeugnis entstehen würde. Besonders aber ist es überraschend, daß auf diese
Weise der gebrannte Bauxit ohne Bindemittel verformungsfähig wird, daß rissefreie
größere Geräte erbrannt werden können, und zwar in mittleren Hitzegraden, wo die-
Klinkerung des Scherbens ohne Deformation abläuft.
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Das vorliegende Verfahren unterscheidet sich ganz wesentlich von der
besonderen Art der Aufbereitung, wie sie z. B. bekannt ist, um von Natur unelastische
Massen zur keramischen Verarbeitung geeignet zu machen. Diese Aufbereitung besteht
nämlich außer der Feinmahlung in -einer Behandlung teilweise mit chemischen Mitteln
und in einer Suspendierung des Materials in Wasser, um einen Teil desselben in kolloiden
Zustand überzuführen; nur dieser dann wieder durch verschiedene Operationen abzutrennende
Teil wird verformt und gebrannt. Ganz abgesehen davon, daß dieser mit großen Materialverlusten
verbundenen umständlichen und kostspieligen Verfahrensweise gegenüber die höchst
einfache Maßnahme der vorliegenden Erfindung bei weitem überlegen ist, ist auch
noch zu beachten, daß jene Verarbeitungsweise beim Bauxit gar nicht zum Ziele führen
würde, indem eine so weit gehende Verfeinung, wie sie durch die Kolloidalisierung
erreicht wird, die Weiterverarbeitung von Bauxit zu größeren, dichten Gefäßen ausschließen
würde.
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Die Verarbeitung des in vorgeschriebener Weise gefeinten gebrannten
Bauxits kann auf den üblichen keramischen Wegen, durch Pressen,
Stampfen,
Einschlagen, Gießen oder Dreher bewirkt werden. Man kommt völlig ohne Binde. mittel
aus, kann aber natürlich gegebenenfalls auch tonige oder organische Stoffe zufügen
wenn es erwünscht ist, dem rohen Scherben einen etwas besseren Halt zu geben. Die
hergestellten Stücke werden in der üblichen Weise wie feuerfeste Waren gebrannt.
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Für das neue Verfahren kann sowohl hochtonerdehaltiger Bauxit als
auch solcher mit Verunreinigungen genommen werden. Zweckmäßig benutzt man Bauxit
mit nicht allzu großen Mengen Verunreinigungen.
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Das Brennen erfolgt vorteilhaft in reduzierendem Feuer. Zumeist genügt
schwach reduzierende Flamme. Die fördernde Wirkung der Reduktion beruht auf der
Bildung von Eisenoxydul. Dieses erzeugt mit der im Bauxit vorhandenen Kieselsäure
und Titansäure, wohl auch unter Hinzunahme von Aluminiumoxyd, eine Schmelzmasse,
welche die Tonerdekörner verkittet. Es genügen daher mittlere Temperaturen, wie
sie in der feuerfesten Industrie angewandt werden. Es ist günstig, den Brennvorgang
zu beschleunigen.
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Besonders überraschend ist es, daß der feingemahlene vorgebrannte
Bauxit durch Vermischung mit entsprechend fein gemahlenem rohen Bauxit eine gut
bildsame Masse gibt, daß also der rohe Bauxit in dem Fall als Bindemittel wirkt
und unter Erleichterung der Verformung dennoch ein völlig dichtes Erzeugnis gefertigt
werden kann. Die Zusatzmengen an diesem rohen gemahlenenBauxit sind demSchwindungsverhalten
entsprechend zu gestalten. Bei richtigem Brand bleiben die Erzeugnisse rissefrei
und schadet auch die etwas größere Schwindung nicht.
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Ebenso wie feingemahlener roher Bauxit können auch andere fein gemahlene,
urbildsame, feuerfeste Stoffe, z. B. gebrannter Ton oder Schamotte, Kieselsäure,
hochgebrannte Tonerde, natürlicher oder künstlicher Korund, mit dem fein gemahlenen
gebrannten Bauxit verarbeitet werden. Bei richtiger Bemessung des Verhältnisses
liefern auch diese Mischungen dichte Geräte. Die Formlinge brauchen nur nach dem
Trocknen gebrannt zu werden.
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Folgende Beispiele sollen die nach dem neuen Verfahren in Betracht
kommende Arbeitsweise erläutern.
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i. Französischer Bauxit mit nachstehender Zusammensetzung Wasser
....... i4,5 Prozent, Kieselsäure ... 6,1 -Titansäure .... 3,3 -Tonerde ......
71,3 -Eisenoxyd .... 4,6 -wird bei Segerkegel 5 bis 6 gebrannt und mittels Kugelmühle
und Windsichtung so fein gemahlen, daß ein Pulver ohne Rückstand auf dem Sieb von
2500 Maschen und mit nur geringem Rückstand. auf dem 5ooo-Maschen-Sieb entsteht.
Diesem Mehl werden 6,5 Prozent Wasser zugefügt. Dann erfolgt Verpressung zum Stein
oder plattenartigen Formling auf einer hydraulischen oder Kniehebelpresse, die etwa
einen Druck von 30o kg auf i qcm der Oberfläche zur Einwirkung bringt. Die Preßstücke
werden getrocknet und bei Segerkegel7 in schwach reduzierendem Feuer schnell fertig
gebrannt. Die gebrannten Körper zeigen feinkristallinisches Gefüge, völlig dichte
Bruchfläche, ein spezifisches Gewicht von 3,6 und eine Härte über g der Mohsschen
Skala.-a. Zur Herstellung eines Tiegels wird beispielsweise von einem Bauxit mit
etwas größerer Menge Verunreinigungen ausgegangen, dessen Zusammensetzung im Versuchsfall
war Wasser ....... i3,0 Prozent, Kieselsäure ... i2,i -Titansäure .... 3,9
-Tonerde ...... 6o,2 -Eisenoxyd .... i0,8 -Hier genügt ein Brennen bei Segerkegel
x bis 3. Die Mahlung wird bis zum gleichen Feinheitsgrade wie bei Beispiel i getrieben.
Das erhaltene Mehl wird mit so viel Wasser angerührt, daß ein gießbarer Schlicker
entsteht, in einer Gipsform ein tiegelartiges Gerät gegossen und dieses nach vorsichtigem
Trocknen bei Segerkegel7 gebrannt. Die Flammenatmosphäre ist wieder reduzierend
zu gestalten.
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Die nach dem neuen Verfahren hergestellten Gegenstände können sowohl
den Charakter hochfeuerfester als auch alkali- und säurefester Erzeugnisse erhalten.
Im gebrochenen und gemahlenen Zustande eignen sich die scharf gebrannten tonerdereichen
Mischungen als Schleifmaterial.
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Die neuen Massen sind völlig homogen, kaum Wassersaugend, vielmehr
in der Regel völlig gas- und flüssigkeitsdicht. Sie vereinen mit der Dichte große
Härte, hohes spezifisches Gewicht, hohe Wärmeleitfähigkeit; Wideistandsfähigkeit
gegen Temperaturwechsel, Raumbeständigkeit und Standfestigkeit, sie erreichen in
allen diesen Eigenschaften geradezu künstlichen Korund. Der besondere Wert des neuen
Verfahrens liegt darin, daß aus hochfeuerfesten und höchst beständigen Stoffen ohne
umständliche Vorbereitung schon bei mittleren, jedenfalls bequem erreichbaren Temperaturen
völlig dichte Erzeugnisse erhalten werden.