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Verfahren zur Herstellung von Porzellanmassen aus Rohkaolin Die für
die Herstellung von Porzellanwaren gebräuchliche - Masse besteht im wesentlichen
aus einem Gemisch von geschlämmten Kaolin, gemahlenem Quarz und gemahlenem . Feldspat.
Im allgemeinen schwankt das Mischungsverhältnis zwischen 45 bis 55 °/a Kaolin, ao
bis 3o-°jo Quarz und ebensovielen Prozenten Feldspat. Selbstverständlich schwankt
dieses Mischungsverhältnis nach Art und Qualität, und außerdem wird noch eine ganze
Reihe von anderen Zusätzen gemacht, die die Qualität des Porzellans in der einen
oder anderen Richtung beeinflussen. So werden Zusätze von sogenannten Glühscherben,
von Pegmatiten, anorganischen Farbstoff-en--üsw. gemacht, um Qualitätsdifferenzen
zu erzielen. Selbstverständlich hängt die Qualität des herzustellenden Porzellans
auch von der U_ualität der drei Grundstoffe, nämlich Kaolin, Feldspat und Quarz
ab, und es ist nicht gleichgültig, ob etwa an Stelle von beispielsweise Zettlitzer
Kaolin dasselbe Mengenverhältnis deutschen Kaolins, etwa Hallescher Provenienz,
verwendet wird. Ebenso unterscheiden sich die Feldspate und Quarze verschiedener
Provenienz und geben bei gleichen Anteilen in dem oben angegebenen ganz generellen
Mischungsverhältnis ganz verschiedene Qualitäten in bezug auf Gießfähigkeit, Transparenz,
Weiße des Scherbens u. dgl. Aus allen diesen Gründen war man in der Porzellanindustrie
bestrebt, für die Mischung der eigentlichen Porzellanmasse möglichst einheitliche,
d. h. reine bzw. höchst gereinigte Substanzen als Grundlage zu haben.
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Es bestehen eine große Anzahl von Verfahren zur Reinigung z. B. des
Rohkaolins zwecks Herstellung eines möglichst hochwertigen geschlämmten Kaolins,
d. h. eines Kaolins mit möglichst hohem Gehalt an Tonsubstanz und geringstem Gehalt
an Quarz, Feldspat, Eisenverbindungen ü. dgl., und im allgemeinen werden nur die
reinsten Naturvorkommen von Feldspat und Quarz zur Herstellung der Pozellanmassen
verwendet. Durch diese Verwendung reinster Naturalien ist die Porzellanindustrie
imstande, immer gleichmäßige Produkte ihren Mischungen zuzuführen und deshalb auch
diese Mischungen immer gleichmäßig auf eine bestimmte Qualität eingestellt zu erhalten.
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Es sind aber wiederholt Vorschläge gemacht worden, den Rohkaolin,
so wie er in der Natur vorkommt, direkt und ohne vorhergehenden Reinigungsprozeß
in die Porzellanmasse einzuführen. Der Grund zu diesen Vorschlägen liegt sehr nahe.
Rohkaolin ist von Natur aus und gemäß seiner geologischen Entstehungsgeschichte
schon ein Gemisch von Quarz, Feldspat und Kaolin, allerdings meist in einem anderen
Zusammensetzungsverhältnis
als das obengenannte einer Porzellanmasse,
und es liegt nichts näher, als diese von Natur gegebene Mischung schon als Grundlage
für die Porzellanmasse zu verwenden.
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Die französischen Massen bestehen meist aus einer erfahrungsgemäßen
Mischung verschiedener Rohkaoline, deren nicht ausschlämmbare, magernde Bestandteile
ein Gemisch von Feldspat und Quarzsand (mitunter auch Glimmer) in größerer oder
geringerer Menge darstellen. Beim Zusammenmahlen der Kaoline (ohne oder mit Zusatz
von geschlämmtem Kaolin) erhält man ohne weiteres die Porzellanmasse. Da die auf
diese Weise hergestellte Masse infolge der wechselnden Beschaffenheit der Rohstoffe
in ihrer Zusammenstellung starken Schwankungen unterworfen ist, so setzt man, um
diesen wenigstens einigermaßen zu begegnen, an manchen Stellen die Masse aus geschlämmtem
Kaolin und den gemeinsam gemahlenen Schlämmrückständen (Feldspat und Quarzsand)
zusammen und gibt hierzu, wenn nötig, noch einen Zusatz von Feldspat und Quarzsand,
mitunter auch von Kreide und gebrannten Porzellanscherben (Glattscherben).
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Aber auch durch dieses Verfahren ist eine einheitliche und gleichmäßig
zusammengesetzte Masse nicht zu erzielen.
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Es sind weitere Verfahren bekannt, die verschiedenartige Zusammensetzung
der Rohkaoline dadurch auszugleichen und sie der Porzellanmasse anzugleichen, daß
man neben Rohkaolin auch noch, allerdings in geringeren Mengen, verschiedene Qualitäten
an Quarz und Feldspat zusetzt. Alle diese Bestrebungen haben aber niemals zu einem
einwandfreien Ergebnis führen können, weil der Rohkaolin niemals ausschließlich
Kaolin, Feldspat und Quarz enthält, sondern daneben immer mehr oder weniger große
Mengen von schädlichen anderen Verunreinigungen, die gemäß der geologischen Entstehung
in dem Rohkaolin enthalten sind. Das sind insbesondere Eisenverbindungen verschiedener
Art in Form von Oxyden, Sulfiden, ferner Titanverbindungen, Glimmer in allen möglichen
Varietäten, tonige Zersetzungsprodukte, Kalk u. dgl. Diese Verunreinigungen spielen
in der Porzellanmasse eine verhängnisvolle Rolle. Insbesondere die Eisenverbindungen
sind die Feinde jedes einwandfreien Porzellanscherbens. Ebenso beeinflussen Glimmer
und die tonigen Verunreinigungen die Qualität eines Scherbens auf das empfindlichste.
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Ferner ist es beinahe unmöglich, aus einem Naturlager von Rohkaolin
gleichmäßige Rohkaoline zu liefern, da ihre Zusammensetzung sich im Lager selbst
unaufhörlich ändert. Aus diesem Grunde konnten sich die sehr häufig vorgeschlagenen
Verfahren, Rohkaolin in die Porzellanmasse einzuführen, niemals durchsetzen, im
Gegenteil, man hat -die Verfahren zur Reinigung der Grundsubstanzen für die Porzellanmasse
immer mehr und mehr vervollkommnet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es, nun möglich, Rohkaolin in
die Porzellanmasse einzuführen, ohne die oben beschriebenen Nachteile mit in Kauf
nehmen zu müssen. Der wesentliche Nachteil des Vorhandenseins von störenden Eisenverbindurgen,
Glimmer usw. einerseits und andererseits das wechselnde Verhältnis von Kaolin, Feldspat
und Quarz im Rohkaolin kann dadurch vermieden werden, daß nach der folgenden Vorschrift
gearbeitet wird: Rohkaolin, wie er in der Natur vorkommt, wird in Kugelmühlen oder
anderen beliebigen geeigneten Zerkleinerungsvorrichtungen (wie sie in der Porzellanindustrie
zum Mahlen ihrer Ausgangsprodukte und zur Herstellung ihrer Massen verwendet werden)
trocken oder unter Zusatz von Wasser gemahlen, und die so erhaltene Suspension,
die noch alle Substanzen, die im Rohkaolin vorhanden waren, in denselben Verhältnissen
enthält, wird nunmehr mit alkalischen Elektrolyten versetzt, so daß eine Trennung
jener Substanzen, die elektropositiven Charakter haben, von den Substanzen, die
elektronegativen Charakter besitzen, eintritt, d. h. alle jene Substanzen, die in
feiner Verteilung (kolloide Suspension) unter dem Einfluß eines elektrischen Gleichstromes
nach der Anode wandern würden, werden durch den Zusatz von alkalischen Eelektrolyten
in den Solzustand gebracht und bleiben in Suspension. Hingegen fallen diejenigen
Substanzen, die in kolloider Verteilung nach der Kathode wandern würden, aus.
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Es ist ein Verfahren bekanntgeworden, alkalische Elektrolyte zur Trennung
von Kaolin von den ihn begleitenden Verunreinigungen anzuwenden. Dieses Verfahren
aber beschreibt eine Trennung des Kaolins von seinen sämtlichen übrigen Begleitern
im Rohkaolin, also auch von Feldspat und Quarz. Dieses Verfahren kann diesen Effekt
nur deshalb erzielen, weil der Rohkaölin vorher keinen Mahlprozeß durchmacht, der
alle in dem Rohkaolin vorhandenen Substanzen auf praktische Kolloidfeinheit bringt.
Ausschließlich die Kaolinsubstanz wird, weil sie schon von Natur aus sich in kolloider
Verteilung befindet, nach dem erwähnten Verfahren in den kolloiden Zustand gebracht
und kann deshalb üi dieser Form von den
sie begleitenden Verunreinigungen
abgetrennt werden.
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Zur Herstellung von Hartsteingut ist es ferner bekannt, Rohkaolin
mit Tonen, geschlämmtem Kaolin, Quarz und Feldspat zu vermahlen und mit Elektrolyt
zu versetzen, wobei die Vermahlung in Trommelmühlen erfolgt und dann die Suspension
von .den grob gebliebenen Anteilen durch Siebe getrennt wird, denen sie in Rinnen
zugeleitet wird.
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Mahlt man aber erfindungsgemäß den Rohkaolin zur praktischen Kolloidfeinheit,
so gelingt es durch Zugabe geeigneter Elektrolyte -nicht nur die Kaolinsubstanz
zu peptisieren, sondern auch die in dieser Verteilung gleichgeladenen Feldspat-
und Quarzteilchen, die ebenso wie die Kaolinsubstanz negativ geladen sind, durch
alkalische Elektrolyte bzw. durch die in den alkalischen Elektrolyten vorhandenen
Hydroxylionen in den Solzustand zu bringen, während Eisenverbindungen, Glimmer usw.
nicht in den Solzustand. gehen und abgetrennt werden können.
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Es ist auch möglich, das eben beschriebene Verfahren so durchzuführen,
daß der in dem Rohkaolin bereits in kolloider Verteilung befindliche Kaolin durch
ein anderes Schlammverfahren von den ihn begleitenden sämtlichen anderen Bestandteilen
ganz oder teilweise abgetrennt wird und nachträglich diese Rückstände gemäß dem
vorliegenden Verfahren auf irgendwelchem Wege zur kolloiden Feinheit gebracht, peptisiert
werden und in diesem Zustand die Trennung der elektronegativen Substanzen von den
elektropositiven Substanzen durchgeführt wird. Arbeitet man nach dieser Vorschrift,
so ist natürlich nachträglich eine Mischung .des bereits vorher abgeschlämmten bzw.
abgeschiedenen Kaolins mit den übrigen nach diesem Verfahren gewonnenen elektropositiven
Substanzen, das sind im wesentlichen Quarz und Feldspat, durchzuführen. Die folgenden
beschriebenen Bedingungen für die Durchführung des Verfahrens gelten in gleicher
Weise sowohl für die Verarbeitung des Rohkaolins als ganzen als auch für die getrennte
Verarbeitung des nach Abschlämmung des Kaolins durch irgendein Verfahren gewonnenen
Rückstandes.
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Um ein gleichmäßiges Produkt bestimmter Zusammensetzung aus Rohkaolin
zu erzielen, d. h. um das Verhältnis zwischen Kaolin, Feldspat und Quarz bei einer
bestimmten Anforderung immer gleich zu halten, sind folgende Arbeitsbedingungen
zu erfüllen: Die Mahlbedingungen des Rohkaolins, d. h. die Dauer, die Intensität
und die Konzentration, unter welcher die Mahlung durchgeführt wird, müssen stets
die-gleichen sein.
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Die konstante und gewünschte Zusammensetzung des Endproduktes hängt
von der Art und von der Konzentration der zugefügten alkalischen Elektrolyte ab.
In manchen Fällen wird man beispielsweise Natrium-oder Kaliumlauge, in anderen Fällen
Natron-oder Kaliwasserglas, Ammoniak, Pyridin oder sonstige anorganische oder organische
Basen in geeigneten Mengenverhältnissen und Konzentrationen für sich allein oder
in beliebigen Gemischen verwenden. Bestimmend für die Erzeugung einer bestimmten.
Zusammensetzung der Masse ist auch die Einhaltung einer bestimmten und für jeden
Fall innerhalb bestimmter Grenzen charakteristischen Wasserstoffionenkonzentration.
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Es ist in manchen Fällen, um ganz bestimmte Mischungsverhältnisse
der drei Komponenten Kaolin, Feldspat und Quarz zu erzielen, von Vorteil, dem alkalischen
Elektrolyt gleichzeitig oder hintereinander sogenannte Schutzkolloide anorganischer
oder organischer Art zuzuführen, wie beispielsweise lösliche Kieselsäure, Huminsäure,
Leim; Gelatine usw.
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Wesentlich für die Erzeugung einer bestimmten Zusammensetzung ist
ferner die verschieden lange Absetzdauer der mit alkalischen Elektrolyten versetzten
Suspension. Je nachdem die Absetzdauer länger oder kürzer ist, kann die Zusammensetzung
der Masse bezüglich des Verhältnisses der drei Komponenten Kaolin, Feldspat und
Quarz sehr wesentlich variiert werden. Auch die Einhaltung einer bestimmten Temperatur
kann die gewünschte Zusammensetzung der Masse beeinflussen.
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Die so erzeugte * Porzellanmasse kann in beliebiger Weise aus der
Suspension ausgebracht werden, um ein handelsfähiges Produkt darzustellen: Ein bedeutender
Vorteil dieses Verfahrens liegt nun auch darin, daß die auf diesem Wege hergestellte
Porzellanmasse, die ja bereits infolge ihrer Darstellungsmethode kolloiden Charakter
besitzt, direkt als Gießmasse verwendet wird. Es ist selbstverständlich, daß zu
dieser Grundmasse je nach Art und Weise der Verwendung und Qualität des gewünschten
Porzellans noch Zusätze irgendwelcher Art, seien es Magerungsmittel in Form von
Glühscherben, anorganische Farbstoffe usw: :=gemacht werden können, wobei es natürlich
auch möglich und in manchen Fällen erwünscht ist, daß zur Erzielung gewisser Qualitäten
die Menge der Grundsubstanzen durch Zumischung von reinst geschlämmten Kaolin, reinstem
Feldspat und reinstem Quarz eine Variation erfährt.