DE589556C - Verfahren zur Herstellung von Mullit - Google Patents

Description

C-

Bei der Herstellung von hochwertigen feuerfesten Steinen wird bisher im allgemeinen entweder Tonerde Al₂O₃ oder SiIlI-manit Al₂O₃ -SiO₂ als Ausgangsmaterial verwendet, wobei als Bindemittel zu diesen Ausgangsmaterialien noch plastischer Ton treten kann. Die aus diesen Rohmaterialien beim normalen Brennprozeß hergestellten Sieine weisen bereits eine sehr -erhebliche Wider-Standsfähigkeit gegen thermische Beanspruchungen sowie gegen chemische Angriffe auf. Für viele Zwecke, besonders der chemischen und der Glasindustrie, ist es jedoch erforderlich, feuerfeste Steine von noch höherer Qualität zu verwenden. Diese Qualitätsverbesserung läßt sich bekanntlich dadurch erzielen, daß man durch entsprechende Maßnahmen, also geeignete Massenzusammensetzung und geeignete Brennmethoden, den in der Masse enthaltenen Sillimanit bzw. die Tonerde nach Möglichkeit künstlich in Mullit 3 Al₂O₃ · 2 SiO₂ überführt.

Diese Mullitbildung findet bei hohen Temperaturen dann statt, wenn man beispielsweise einen Versatz wählt, der. aus natürlichem Sillimanit und Tonerde besteht, und diese beiden Körper vor. dem Brennen sehr fein miteinander vermählen "werden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist

3.0 nun ein Verfahren, das es wirtschaftlich gestattet, den Mullitgehalt von hochwertigen feuerfesten Steinen bis an die erzielbare Grenze zu steigern und dadurch relativ billige Steine herzustellen, die praktisch nahezu vollkommen aus Mullit bestehen.

Bei diesem neuen ,Verfahren wird, wie bisher, zweckmäßig von natürlichen Mineralien der Sillimanitgruppe, wie Sillimanit, Cyanit, (Disthen), Andalusit, als Rohmaterial ausgegangen, welche erfindungsgemäß zerkleinert und in dieser zerkleinerten Form mit Aluminiumsalzlösung imprägniert werden. Diese Imprägnation geschieht in neuartiger Weise nach dem an sich für die Herstellung keramischer Farben bekannten Aufsaugeverfahren, also in der Weise, daß man das gemahlene Rohmaterial die Aluminiumsalzlösung evtl. unter Druck aufsaugen läßt, im Anschluß daran trocknet und bei den an sich bekannten Umwandlungstemperaturen von Sillimanitmineralien in Mullit brennt.

Als besonders geeignet für die Imprägnation erweisen sich von den Aluminiumverbindungen in erster Linie Aluminiumsulfat und daneben auch Aluminiumchlorid, weil sie billig sind und die S O₃- bzw. Cl-Ionen gleichzeitig mineralisatorisch wirken.

Es ist zwar schon bekannt, feuerfeste Grundmassen zur Anreicherung des Tonerdegehaltes mit Aluminiumsulfat zu tränken, jedoch ohne daß Mullitbildung in weitem Ausmaße beabsichtigt war oder eintritt.

Die Durchführung des Verfahrens sei an folgendem Beispiel erläutert:

100 kg Rohsillimanit werden mit einer konzentrierten Aluminiumsulfatlösung mit einem Tonerdegehalt von 17 bis i8°/₀ angefeuchtet, getrocknet und bei 1530° C gebrannt. Die anzuwendende Flüssigkeitsmenge hängt je nach der Korngröße von dem Auf-

Saugevermögen der zu behandelnden Masse ab. Die Operation wird gegebenenfalls wiederholt, bis das Verhältnis von 3 Al₂ O₈ : 2 Si O₂ erreicht-ist.

Sehr vorteilhaft ist es, den Aluminiumsalzen gleichzeitig in ganz geringem Umfange Alkalisalze, insbesondere Kalisalze, beispielsweise in Form von Kaliumalaun, beizufügen, wobei gleichfalls die mineralisatorische Wirkung geringer Mengen der Alkalien benutzt wird.

Das so gewonnene Material kann man als Ausgangsmaterial für zahlreiche an sich bekannte keramische Verfahren zur Erzeugung hochwiderstandsfähiger feuerfester Produkte verwenden. Beispielsweise kann man es mit Ton oder anderen bekannten entsprechenden Bindemitteln verformen, ebenso auch unter Zusatz von zweckmäßig in plastischen Zustand überführter Tonerde; auch kann man einen Teil des synthetischen Mullits selbst in plastischen Zustand überführen und als Bindemittel benutzen oder solche Bindestoffe verwenden, die beim Brande in Mullit übergehen.

Die bei dem neuen Verfahren in bisher unerreichter vollkommener und wirtschaftlicher Weise erzielte Überführung des Sillimanite in Mullit ermöglicht die Herstellung von in ihrer Qualität bisher unerreichten hochwertigen feuerfesten Steinen, die eine denkbar hohe Temperaturwechselbeständigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber thermischen und chemischen Angriffen besitzen. Das neue Verfahren bedeutet daher nicht nur für die feuerfeste Industrie, sondern für alle Verbraucher derartiger Qualitätssteine einen erheblichen technischen und wirtschaftlichen Fortschritt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von mullitreichen keramischen Materialien durch Brennen von Gemischen aus SiIicaten der Sillimanitgruppe und tonerdereichen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß als tonerdereiche Stoffe wässerige Lösungen von Aluminiumsalzen verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß SO₃- oder Cl-Ionen enthaltende Aluminhimsalze verwendet werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß geringe Mengen von Alkalisalzen zugesetzt werden.