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Verfahren zur Herstellung von aus basischem Magnesiumcarbonat (2IVIg
0 - 1 C 02) und Asbest bestehenden Wärmeschutzmassen Die gewöhnlichen, basisches
Magnesiumcarbonat enthaltenden Wärmeschutzmassen zersetzen sich schon bei Temperaturen
von etwa aSo° C, wobei unter Lockerung des Gefüges Kohlensäure und Wasser abgespalten
wird.
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Nach der vorliegenden Erfindung läßt sich die Zersetzungstemperaturgrenze
erheblich weiter nach oben verschieben, wenn man Magnesiumoxyd mit kohlensauren
Magnesiumverbindungen unter solchen Bedingungen vermischt, daß das Molekül des Magnesiumoxyds
aufgelockert und zu einer chemischen Umsetzung und Bindung mit den kohlensauren
Magnesiumverbindungen veranlaßt wird, so daß das Endprodukt auf i Mol.
CO, mindestens 2 Mol. Mg 0 enthält.
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Es ist schon bekannt, Verbindungen herzustellen, die einen höheren
MgO-Gehalt als das gewöhnliche basische Magnesiumcarbonat enthalten.
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So geht ein bekanntes Verfahren von calciniertem Magnesit aus, in
dessen Aufschwemmung mit Wasser so lange CO, eingeleitet wird, bis die Masse
weniger als i Gewichtsteil C02 aufgenommen hat. Hierbei werden Stoffe verschiedener
Zusammensetzung erhalten, die zum Teil auch weniger als i Mol. CO, auf 2
Mol. Mg 0 enthalten.
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Nach dem neuen Verfahren wird die gewünschte Verbindung von mindestens
2 Mol. Mg 0 auf i Mol. CO, dadurch erzielt, daß Kohlensäureverbindungen des
Magnesiums, die einen höheren C O,- Gehalt haben, mit Magnesiumoxyd vermischt werden.
Hierdurch wird erreicht, daß bei der bekannten Zusammensetzung der Ausgangsstoffe
ein vollkommen einheitliches Produkt bestimmter Zusammensetzung erzielt werden kann.
Während also bei dem neuen Verfahren als Ausgangsstoff fertige Kohlensäureverbindungen
verwendet werden, denen bestimmte Mengen Mg0 unter besonderen Bedingungen einverleibt
werden, beruht das oben geschilderte bekannte Verfahren auf der Einleitung von Kohlensäure
in eine Aufschwemmung von Magnesiumoxyd. Bei diesem Verfahren muß auf die Einhaltung
bestimmter Reaktionsbedingungen, wie Temperatur, Zeit usw., Rücksicht genommen werden,
damit das Ergebnis den Anforderungen entspricht. Trotzdem gelingt es nicht, einen
einheitlichen Stoff zu erzielen, es bilden sich stets eine ganze Anzahl verschiedener
Stoffe wechselnder Zusammensetzung, da eine Anzahl Reaktionen nebeneinander laufen.
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Ein anderes Verfahren beruht ebenfalls auf der Reaktionsfähigkeit
von Magnesiumoxyd mit kohlensauren Verbindungen.` Dieses Verfahren geht aber nicht
von kohlensauren Magnesiaverbindungen aus, sondern es wird Magnesiumoxyd mit Ammoniumcarbonat
oder Bicarbonat umgesetzt.' Hierbei entsteht neutrales Magnesiumcarbonat (Mg C03
- 3 H20), das beim Erhitzen in basisches Magnesiumcarbonat der Zusammensetzung _5
M90 - q. CO - 5 H20 oder 4. Mg 0 - 3 C02 - q. H20 übergeht. Das Endprodukt enthält
also weniger als 2 MgO auf
i Mol. CO.. Es entsteht bei dem
Verfahren zunächst eine Zwischenstufe, die nur i Mol. Mg 0 auf i Moh. C 02 enthält,
aus. der beim Erhitzen durch Abspalten von Kohlensäure basisches Magnesiumcdrbonä.t
der obigen Zusammensetzung gebildet wird.
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Bei dem neuen Verfahren wird im Gegensatz hierzu bei fertig gebildeten
Kohlensäure-Magnesiumverbindungen der gewünschte höhere Mg 0- Gehalt durch Zusatz
von Magnesiumoxyd erreicht. Ohne Bildung einer Zwischenstufe und ohne Abspaltung
von Kohlensäure wird durch Einverleibung der zugesetzten Magnesiumoxydmengen der
höhere Mg 0- Gehalt erzielt.
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Wenn man ohne Einhaltung besonderer Bedingungen Magnesiumoxyd zu kohlensauren
Magnesiumverbindungen zusetzt, zeigt es sich, daß die so erhaltenen mechanischen
Gemenge nur geringe Festigkeit besitzen und schon bei der geringsten Druckbeanspruchung
zerfallen, infolgedessen zur Herstellung von Formstücken ungeeignet sind.
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Um so überraschender war das Resultat, das sich unter Einhaltung besonderer
Bedingungen bei der Mischung von Magnesiumoxyd mit kohlensauren Magnesiumverbindungen
ergab.
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Die Umwandlung des mechanischen Gemenges, welches als Ausgangsmaterial
dient, in eine oder eine Mehrzahl von chemischen Verbindungen wird dadurch erzielt,
daß eine längere Zeit dauernde innige Vermischung in Gegenwart von mit Kohlensäure
gesättigtem Wasser vorgenommen und die Mischung dann erhitzt wird. Das so gewonnene
Produkt ergibt nach der Trocknung feste, haltbare Formstücke von guten wärmeschützenden
Eigenschaften.
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Man kann sich den Prozeß wohl so vorstellen, daß zunächst das Magnesiumoxyd
(Mg 0) teilweise in ein Magnesiumhydrat (Mg [0 H] 2) umgewandelt wird und dann mit
dem vorhandenen Magnesiumcarbonat in Gegenwart von kohlensäurehaltigem Wasser und
bei erhöhter Temperatur neue Verbindungen von basischem Magnesiumcarbonat bildet,
die infolge ihres großen Volumens bei der späteren Trocknung den Formstücken die
hohe Festigkeit und das geringe Raumgewicht erteilen.
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Die Untersuchung der Wärmeleitzahl der fertigen Formstücke zeigt,
daß diese nur unwesentlich derjenigen der aus gewöhnlicher Magnesia carbonica hergestellten
unterlegen ist. Dagegen zeigte die Untersuchung am Untersuchungsrohr bei Rohrtemperaturen
von 500° C und darüber während einer Versuchsdauer von einigen Wochen, daß auch
nicht die geringsten Anzeichen einer Zersetzung festzustellen sind.
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Als Ausgangsmaterialien können sowohl handelsübliche Magnesia carbonica
oder basisches Magnesiumcarbonat, das in getrocknetem oder pastenförmigem Zustande
durch Einleiten von Kohlensäure in eine Aufschwemmung von gebranntem Magnesit erhalten
worden ist, wie auch sonstige kohlensaure Magnesiaverbindungen verwendet werden.
Als Magnesiumoxyd kann gebrannter Magnesit oder Magnesia usta, aus Magnesiumcarbonat
durch Glühen hergestellt, verwendet werden. Zweckmäßig wird als Magnesiumoxyd ein
Gemisch von gebranntem Magnesit, der einen billigen Preis hat, und Magnesia usta,
die auf das Raumgewicht der Formstücke einen besonders günstigen Einfluß ausübt,
jedoch bedeutend teurer ist, verwendet. Ausführungsbeispiel 2o kg Magnesiumcarbonat
werden mit ioo kg mit Kohlensäure gesättigtem Wasser und 18 kg gebranntem Magnesit
(9o0/0 Mg0) sowie 2 kg Magnesia usta (99% Mg 0) innig miteinander eine Viertelstunde
lang unter Zusatz von 4. kg Asbestfasern gemischt: Allmählich wird durch indirekte
Heizung die Temperatur auf 6o0 C gesteigert. Hierbei wird die Masse allmählich dickflüssiger.
Nach Erreichung der gewünschten Konsistenz wird die Masse in Formen gefüllt und
getrocknet. Schon nach kurzer Zeit ist die Abbindung vollkommen, so daß die Formstücke
aus den Formen entfernt und der endgültigen Trocknung zugeführt werden können. Die
fertigen Formstücke haben ein festes, glattes Aussehen, sind nicht geschwunden und
von großer Leichtigkeit.