DE590295C

DE590295C - Method of converting quartz

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Publication number: DE590295C
Application number: DE1930590295D
Authority: DE
Original assignee: KLINKER U STEINZEUGWERKE MERTE
Current assignee: KLINKER U STEINZEUGWERKE MERTE
Priority date: 1930-11-12
Filing date: 1930-11-12
Publication date: 1933-12-28

Description

Verfahren zum Umwandeln von Quarz Zur Herstellung von Silika- und Dinassteinen verarbeitet man als Rohmaterial Findlingsquarzit, Felsquarzit und rohen und gemahlenen Silbersand (Quarzsand). Der Findlingsquarzit ist in abbauwürdigen Lagern selten; und er wird in großen Mengen nach Deutschland eingeführt. F elsquarzit findet man in genügender Reinheit nur an wenigen Stellen. Große Quarzitlager werden -heute noch nicht verwertet, weil der Kieselsäuregehalt unter 95 % ist. Bei der Herstellung' muß noch eine geringe Menge Kalk zugesetzt werden, doch damit sinkt der Kieselsäuregehalt so weit, daß die Steine nicht mehr erstklassig sind. Silbersand kommt in großen Lagern und idealer Reinheit vor. Silbersand hat jedoch gegenüber den Quarziten den Nachteil; daß er sich beim Brennen um etwa 25 °/o seines Volumens ausdehnt. Aus diesen Grunde ist der Zusatz von Silbersand bisher sehr beschränkt geblieben.Process for converting quartz For the production of silica and Dina stones are processed as raw material, boulder quartzite, rock quartzite and raw quartzite and ground silver sand (quartz sand). The boulder quartzite is in minable Seldom stored; and it is imported into Germany in large quantities. F els quartzite can only be found in sufficient purity in a few places. Large quartzite deposits will be -Not used today because the silica content is below 95%. In the A small amount of lime has to be added to production, but this sinks the silica content is so high that the stones are no longer first class. Silver sand occurs in large stocks and ideal purity. However, silver sand has opposite the disadvantage of quartzites; that it is about 25 per cent of its volume when it burns expands. For this reason, the addition of silver sand has so far been very limited remained.

Seit Jahrzehnten bemüht man sich, diesen Nachteil des Silbersandes dadurch zu beseitigen, daß man denselben vor der Verarbeitung bei hohen Temperaturen glüht. um ihn in die nicht mehr wachsende Tridymitform zu überführen. Das Glühen ist sehr teuer. Grobkörniger Sand muß vielfach 6- bis I.ornal auf etwa 1300° erhitzt werden, wenn er in Tridymit umgewandelt werden soll. Es ist versucht w=orden, die Umwandlung zu beschleunigen, indem man das Glühen des Sandes in Gegenwart von Katalysatoren (Natrium- ' und Calciumsalze) ausführt. Die Kosten des Ausglühens zur Umwandlung des Sandes in Tri.dymitform sind aber auch nach diesem Verfahren so hoch, daß dasselbe sich in der Praxis nicht einführen konnte.Efforts have been made for decades to overcome this disadvantage of silver sand to be eliminated by having the same prior to processing at high temperatures glows. to convert it into the no longer growing tridymite form. The glow is very expensive. Coarse-grained sand often has to be heated 6 to 1 hourly to around 1300 ° if it is to be converted to tridymite. It is tried w = orden that Accelerate conversion by making the sand glow in the presence of catalysts (Sodium and calcium salts). The cost of annealing to transform of the sand in Tri.dymitform are so high, even after this process, that the same could not be introduced in practice.

Nach vorliegender Erfindung wird die Überführung des Ouarzsandes in Tridymit auf anderem Wege erreicht. Reiner Quarzsand wird mit Eisenspänen gemischt, dann lose oder in Ballen gepreßt im reduzierenden Feuer auf etwa 130o° erhitzt. Das Eisen bzw. Eisenoxydul bildet mit der Kieselsäure ein Silicat FeSi0, Dieses Silicat gellt mit der übrigen Kieselsäure eine Lösung ein. Die Eisenaufnahme ist gering, so daß eine wesentliche Erniedrigung des Schmelzpunktes des verarbeiteten Quarzsandes nicht zu befürchten ist. Das Glühen kann in einem beliebigen keramischen Ofen erfolgen. Es muß nur mit Sicherheit eine reduzierende Atmosphäre während des Brandes im Ofen unterhalten werden können. S011 die Sand-Eisen-Mischung im Ringofen. Kammerofen oder Ofen mit überschlagender Flamme geglüht werden, so wird die Masse zweckmäßig unter Zusatz organischer oder anorganischer Bindemittel zu Ballen gepreßt und in den genannten Ofen wie Steine gestapelt. In Tunnel- und Drehöfen ist es möglich, die Mischung lose, d. h. nicht als Ballen oder Steine geformt, zu brennen. Man erreicht nach diesem Verfahren eine überaus wirtschaftliche Arbeitsweise.According to the present invention, the conversion of the Ouarzsand into Tridymit reached in another way. Pure quartz sand is mixed with iron filings, then loosely or pressed into balls, heated to about 130o ° in a reducing fire. The iron or iron oxide forms a silicate FeSi0, this with the silicic acid Silicate forms a solution with the remaining silicic acid. The iron uptake is low, so that a substantial lowering of the melting point of the processed Quartz sand is not to be feared. The annealing can be done in any ceramic Oven. There just needs to be a reducing atmosphere during the Fire can be entertained in the furnace. S011 the sand-iron mixture in the ring furnace. Chamber furnace or furnace with a flashing flame are annealed, so the mass expediently pressed into bales with the addition of organic or inorganic binders and stacked like stones in the said furnace. In tunnels and rotary yards it is possible the mixture loose, d. H. not shaped as balls or stones, to burn. One achieves this is an extremely economical way of working.

In .einer deutschen Patentschrift wird als Katalysator zum Ausglühen von Sand ein Zusatz von Eisen vorgeschlagen. Hier ist jedoch das Wort Eisen, wie es vielfach in der Keramik üblich ist, im Sinne von Eisenoxyd oder Eisenhydrat gebraucht worden.In .ein German patent specification is used as a catalyst for annealing an addition of iron to sand is suggested. Here is however the Word iron, as it is often used in ceramics, in the sense of iron oxide or Iron hydrate has been used.

Auch bei den sonstigen Verfahren, Kieselsäure mit Hilfe von Mineralisatoren zu glühen; muß immer zwischen den natürlichen Verunreinigungen und den absichtlichen Zusätzen ein Unterschied in der Beurteilung gemacht werden. - Die natürlichen Verunreinigungen der Quarzite sind teilweise Mineralisatoren. Quarzsand dagegen kommt in der Natur so rein vor oder er kann durch einfaches Waschen mit Wasser so rein gemacht werden, daß von natürlichen Verunreinigungen gar nicht mehr gesprochen werden kann.Also in the other processes, silica with the help of mineralizers to glow; must always be between the natural impurities and the deliberate Additions can be made a difference in assessment. - The natural impurities some of the quartzites are mineralizers. Quartz sand, on the other hand, occurs naturally so pure before or it can be made so pure by simply washing with water, that we can no longer speak of natural impurities.

In einer französischen Patentschrift wird die Kieselsäure in reduzierender Atmosphäre geglüht, aber nur deswegen, weil das Kohlenoxyd die zugesetzte Phosphorsäure zu Phosphor reduzieren soll. Nebenher soll 'das Kohlenoxyd auch gleichzeitig Mineralisator sein. ' In dem nach vorstehendem Verfahren hergestellten Eisensilicat ist die Kieselsäure als Tridymit enthalten, demnach in der Form, welche beim Erhitzen bezüglich Raumgröße und spezifischem Gewicht beständig ist. Es ist zu empfehlen, jedoch nicht unbedingt erforderlich, als Rohmaterial für die Sand-Eisen-Mischung gemahlenen Quarzsand zu verwenden. In diesem Falle erfolgt die Lösung von Eisen in Kieselsäure nach einer einmaligen kurzen Glühdauer so vollkommen, daß die Eisen-Sand-Mischung, die den Verhältnissen FeSi03 plus 1o SiO. entspricht, schon das Höchstmaß ihrer Ausdehnung erreicht hat und demnach .der gelöste Quarzsand vollkommen in Tridymit umgewandelt ist.In a French patent, the silica is in reducing The atmosphere is glowing, but only because the carbon monoxide is the added phosphoric acid supposed to reduce phosphorus. In addition, the carbon monoxide is also said to be a mineralizer at the same time be. In the iron silicate produced by the above process, the silica is contained as tridymite, therefore in the form which when heated with respect to room size and specific weight is stable. It is recommended, but not necessarily It is necessary to use ground quartz sand as the raw material for the sand-iron mixture use. In this case, the solution of iron in silica takes place after a one-time short annealing time so perfect that the iron-sand mixture, which the Ratios FeSi03 plus 1o SiO. corresponds to its maximum extent has reached and therefore .the dissolved quartz sand is completely converted into tridymite is.

Die in der vorbeschriebenen Weise geglühte Eisensilicatsandmasse läßt sich in großen Mengen den Silika- und Dinassteinen zusetzen, und zwar auf Kosten des Anteils des schwer zu beschaffenden und teuren Fin.dlin:gsquarzites. Ein praktisches Beispiel ist folgendes.The iron silicate sand mass annealed in the manner described above leaves add to the silica and dina stones in large quantities, and at the expense of them the proportion of the difficult-to-obtain and expensive Fin.dlin: gsquarzites. A practical one Example is the following.

iooo kg Quarzsand werden mit ioo kg Eisenspänen gemischt und im reduzierenden Feuer auf 130o° erhitzt. Das Einhalten der reduzierenden Atmosphäre im Ofen ist wesentlich, denn die Eisenspäne sollen nur bis zu Eisenoxydul oxydieren und sich dann mit dem Silbersand zu Eisensilicat verbinden. In dem vorstehenden Beispiel bildet sich FeS03, und dieses legiert oder löst sich mit 9 S102 zu einem gesinterten Körper. Die so hergestellte Masse wird, falls erforderlich, zerkleinert und kann mittels organischer Bindemittel (Dextrin, Teer usw.) oder anorganischer Bindemittel (BQrax, Wasserglas usw.) versetzt und iri Formen zu Gebrauchsgegenständen geprzßt werden. Die so hergestellten Körper auch größeren Außenmaßes können bei 130o° vollständig rissefrei gebrannt werden. Sie haben nach dem Brennen einen reinen Klang. Für hochfeuerfeste Massen oder Silika- oder Dinassteine wird zerkleinerter Findlingsquarzit oder Felsquarzit in genügenden Mengen zugesetzt.100 kg of quartz sand are mixed with 100 kg of iron filings and placed in the reducing Fire heated to 130o °. Maintaining the reducing atmosphere in the furnace is essential, because the iron filings should only oxidize to the extent of iron oxide and themselves then combine with the silver sand to form iron silicate. In the example above FeS03 is formed, and this alloys or dissolves with 9 S102 to form a sintered one Body. The mass produced in this way is, if necessary, crushed and can by means of organic binders (dextrin, tar, etc.) or inorganic binders (BQrax, water glass, etc.) and pressed in molds into objects of daily use will. The bodies produced in this way, even with larger external dimensions, can be completely at 130 ° be fired crack-free. They have a pure sound after burning. For highly refractory Crushed boulder quartzite or rock quartzite is used for masses or silica or dina stones Added in sufficient quantities.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for converting quartz into silica modifications of lower specific gravity; like tridymite, by heating the quartz in Presence of ferrous substances, characterized in that as ferrous Metallic iron material, e.g. B. iron filings, is used and the mixture in reducing Atmosphere can be heated at temperatures of about 1300 'to 150o °.

2. Procedure for the production of moldings, characterized in that the silicic acid-rich Products according to claim i with the addition of an organic or inorganic binder Shaped and fired to at least 128o °.

3. Process for the manufacture of silica stones, thereby. characterized in that about 20% or more of the silicic acid-rich products according to claim i are added to the customary silica compounds, optionally mixed with quartz sand, and the mixtures are shaped and fired in the customary manner.