DE609806C - Verfahren zur Herstellung von gegen Alkali und Alkaliverbindungen widerstandsfaehigen keramischen Massen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von gegen Alkali und Alkaliverbindungen widerstandsfähigen - keramischen Massen Die Zahl der gegen Alkali und Alkal.iverbindungen einigermaßen widerstandsfähigen keramischen Massen ist sehr gering; die vorhandenen, als basenbeständig bezeichneten keramischen Materialien besitzen diese Eigenschaft meist nicht oder nicht in dem Grade, daß ihre wirtschaftliche Verwertung für Zwecke, bei denen hohe Anforderungen in dieser Beziehung gestellt werden, befriedigt hätte.
• So sind beispielsweise seit langem Bemühungen im Gange, eine Masse zu finden, aus der sich ein Ofenbaumaterial von genügender chemischer Widerstandsfähigkeit gegen sehr intensive basische Angriffe, wie sie insbesondere beispielsweise bei der Schwefelnatriumherstellungauftreten, herstellen läßt. Schwefelnatrium gehört zu den für die Farbenindustrie notwendigen Hilfsmaterialien. Die Herstellung-dieses Reagenz der Farbentechnik nimmt daher immer größeren Umfang an und erlangt eine ständig zunehmende wirtschaftliche und technische Bedeutung. In entsprechendem Maße ist auch die Nachfrage nach einem genügend widerstandsfähigen keramischen Material für die Auskleidung der verwendeten Ofen und Apparate gestiegen; der Umstand, daß bisher noch ein allen Ansprüchen in dieser Beziehung genügendes Material von höchster Widerstandsfähigkeit sowohl gegen die korrodierenden Angriffe des Schwefelnatriums wie außerdem gegen die starken mechanischen Beanspruchungen im Betriebe fehlt, hat die Ausbreitung und die Erzielung weiterer technischer Fortschritte in der Schwefelnatriumindustrie immer stark beeinträchtigt.
• Die 'bisher für die S.chwefehiatriumhersbellung wie ganz -allgemein für Fälle, in denen hochbasische Beanspruchungen auftreten, benutzten keramischen Steine besitzen einen sehr beträchtlichen Gehalt an Al. 03 von mindestens q.0% neben dem Hauptbestandteil Kieselsäure: Si02. Wenn auch solche Steine eine relativ hohe Basenbeständigkeit besitzen, so weisen doch die ausentsprechendem Material hergestellten Öfen infolge ihres stark reagierenden Kieselsäuregehalts noch .einen außerordentlich großen Verschleiß auf, der eine sehr häufige Erneuerung des Ofenfutters bedingt.
• Als widerstandsfähigere Spezialsteine für den beschriebenen Verwendungszweck sind die nach dem Verfahren der österreichischen Patentschrift 67 o56 hergestellten zu nennen. Nach diesem Verfahren werden hochfeuerfeste bzw. hochbasische Steine aus Ausgangsmaterialien, wie Dolomit, Magnesit oder Chromeisenstein, unter Spinellbildung in der Masse hergestellt. Die besondere Widerstandsfähigkeit von Spinellen, insbesondere vor allem rnehrsäurigen oder mehrbasischen Spinellen,- gegen korrodierende Einflüsse der verschiedensten Art ist nach der genannten Vorverötfentlichung bekannt. Jedoch besitzen auch die nach dem österreichischen Verfahren hergestellten Massen noch nicht die Widerstandsfähigkeit gegen die starken Angriffe des schmelzenden Schwefelnatriums, die einen einwandfreien Dauerbetrieb von aus solchem Material erbauten Öfen gewährleistet.
• Die Versuche des Erfinders haben nun überraschenderweise ergeben, daß sich Massen von außerordentlich gesteigerter Beständigkeit gegen Alkali und Alkaliverbindungen - bei gewöhnlichen und höheren -Temperaturen herstellen lassen, wenn man, wie .nach dem österreichischen Verfahren, von Massenzusammensetzungen entsprechend der aUgemeinen Formel R O # A12 03 der Spinelle ausgeht und hierbei die Zusammensetzung so trifft, daß das R 0 der Spinelle aus mindestens zwei Basen besteht. Diese Versätze werden in der keramisch gebräuchlichen Weise durch. Aufbereitung, gemeinsame Vermahlung und Verformung zunächst für den Brennprozeß vorbereitet. Abweichend von allen bisher bekannten Verfahren jedoch führt man hierbei den Brennprozeß so durch, daß man ihn unterbricht, bevor eine Bildung von als kristallisiert nachzuweisenden Spinellen von über i #t Größe in der keramischen Masse eingetreten ist. Als Höchsttemperatur für einen solchen Brennprozeß kommen daher etwa i 5oo° in Frage, wobei man, um auf jeden Fall die Entstehung von Spinellen einer höhe, ren Größenordnung als der mikrokristallinen zu verhindern, dem Massenversatz Sulfate bzw. überhaupt 503-Ionen enthaltende Hilfsreagenzien zusetzt oder überhaupt bereits einen der Ausgangsstoffe als Sulfat in die Masse :einführt. Diese Reagenzien wirken in hohem Maße als Kristallisatoren in dem Sinne, daß sie die Kristallkeimzahl erhöhen und so die Bildung einer ungeheuren Zahl von Kristallen mikrokristalliner Größenordnung herbeiführen. Es wird also bei dem Brennprozeß durch den Abbruch der Temperatursteigerung vor Erreichung von Temperaturen, die zur Bildung von als kristallisiert nachweisbaren Spinellen genügen, und den Zusatz der Kristallisatoren eine im wesentlichen mikrokristalline Struktur der fertiggebrannten Masse erzielt.
• Für die Massenzusammensetzungen, die in Frage kommen, eignen sich als R O in .erster Linie Magnesia und Bariumoxyd. Es sind jedoch auch Kombinationen von Magnesia und Strontiumoxyd, Bariumoxyd und Strontiumoxyd, Barium- und Calciumoxyd, S,trontium- und Calciumoxyd, Magnesium- und Zink-Oxyd, Barium- und Zinkoxyd sowie Bariumoxyd und Eisenoxydul init Vorteil brauchbar. In vielen Fällen, besonders wenn man z. B. die Tonerde als Hydroxyd einführt, ist es zweckmäßig, einen Teil der Masse vor der endgültigen Formgebung zu Schamotte zu brennen und der noch nicht vorgebrannten Masse in ebenso gekörnter Form zuzusetzen, ivie dies bei keramischen Fabrikaten vieler Art jetzt bereits geschieht.
• Am günstigsten erfolgt, wie sich überraschenderweise gezeigt hat, die Verarbeitung, wenn .eine der Basen vom R O-Typ nicht als Oxyd ;oder Carbonat, sondern als Sulfat, Chlorid oder in Form eines anderen Salzes zur Einführung gelangt. In besonderen Fällen empfiehlt es sich ferner, die Mischung vom Spinelltyp mit geringen Mengen von Tun zu verarbeiten.
• Eine weitere Steigerung der Rasenbeständigkeit kann man unter Umständen bei einzelnen dererwähnten Zusammensetzungen erzielen, wenn man einen Versatz wählt, nach dem das Radikal der nach der allgemeinen Spinellformel zusammengesetzten Masse nicht nur aus zwei, sondern ,aus mehr als zwei verschiedenen Basen zusammengesetzt wird.
• Folgende Beispiele veranschaulichen die typischen Zusammensetzungen der Massenach der Erfindung: Tonerdeanhydrid 5z%, Magnesit 38 %, Bariumcarbonat i o % bei Sk 14 3 Stunden im Scharffeuer; Tonerdeanhydrid 51 %, Magnesit 38 %, Bariumsulfat i i % bei , Sk 13 4 Stunden im Scharffeuer; Tonerdeanhydrid 53 bis 56%, Magn-esit 39 bis 420/0, Gips z bis 9% bei Sk 13 4 Stunden im Scharffeuer; Tonerdehydrat 45 %, Bariumcarbonat 51%, Gips 4% bei Sk 14 3 Stunden im Scharffeuer.
• Die in der beschriebenen Weise hergestellten Massen widerstehen höchsten basischen Beanspruchungen und stellen damit einen Werkstoff dar, wie er in gleicher Qualität für die in Frage kommenden Verwendungszwecke bisher noch nicht bekannt war.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von gegen Alkali und Alkaliverbindungen widerstandsfähigen keramischen Gegenständen aus Massen von der Zusammensetzung R O # Ale 03, dadurchgekennzeichnet, daß das Radikal. R0 von zwei oder mehr verschiedenen Basen gebildet wird und daß die Gegenstände unter Vermeidung der Bildung von Spinellkristallen über i ji, Größe gebrannt werden. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der R O- bzw. A12 03-Bestandteile nicht als Oxyd, Hydroxyd oder Carbonat, sondern als Sulfat, Chlorid oder in Form eines anderen Salzes zur Einführung gelangt. 3. Verfahren. nach Anspruch i und z, dadurch .gekennzeichnet; daß dem Ausgangsn-lateria.l. S 03-lonen renthaltende anorganische Stoffe zugesetzt werden oder ein diese Stoffe enthaltendes Ausgangsmaterial verwendet wird.