DE1014912B - Verfahren zum Verdichten von Magnesia - Google Patents

Verfahren zum Verdichten von Magnesia

Info

Publication number
DE1014912B
DE1014912B DEA24331A DEA0024331A DE1014912B DE 1014912 B DE1014912 B DE 1014912B DE A24331 A DEA24331 A DE A24331A DE A0024331 A DEA0024331 A DE A0024331A DE 1014912 B DE1014912 B DE 1014912B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
lithium
magnesia
compound
magnesium
periclase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEA24331A
Other languages
English (en)
Inventor
Leon M Atlas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AMOUR RES FOUNDATION OF ILLINO
Original Assignee
AMOUR RES FOUNDATION OF ILLINO
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AMOUR RES FOUNDATION OF ILLINO filed Critical AMOUR RES FOUNDATION OF ILLINO
Publication of DE1014912B publication Critical patent/DE1014912B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00Clay-wares
    • C04B33/02Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13Compounding ingredients
    • C04B33/131Inorganic additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2/00Lime, magnesia or dolomite
    • C04B2/10Preheating, burning calcining or cooling
    • C04B2/104Ingredients added before or during the burning process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00Clay-wares
    • C04B33/02Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13Compounding ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/03Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on magnesium oxide, calcium oxide or oxide mixtures derived from dolomite
    • C04B35/04Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on magnesium oxide, calcium oxide or oxide mixtures derived from dolomite based on magnesium oxide
    • C04B35/043Refractories from grain sized mixtures

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von kristallisierter Magnesia (Periklas) mit hoher Reinheit und hoher Dichte unter Verwendung eines Katalysators.
Das Verdichten von Magnesia war bis jetzt mit erhebliehen Schwierigkeiten verbunden, da eine sehr hohe Temperatur von etwa 2800° C dazu erforderlich ist. Verschiedene Zusätze sind bisher verwendet worden, um die erwünschte Kristallisation bei niedrigerer Temperatur zu katalysieren. Die Hauptschwierigkeit bestand darin, daß durch Zugabe des sogenannten Katalysators zusätzliche unerwünschte Stoffe in die Magnesia eingebracht wurden. Im allgemeinen hat man in der Technik zwei Wege beschritten. Einer bestand in der Verwendung eines Zusatzes, der sich chemisch mit der Magnesia verbindet, wie das Siliciumdioxyd, Chromtrioxyd oder Ferrioxyd. Der zweite bestand in der Verwendung einer Verbindung, wie Calciumoxyd, die bei Zumischung zur Magnesia deren Schmelzpunkt erniedrigt.
Man muß ziemlich große Mengen dieser katalysierenden Zusätze verwenden, um eine verhältnismäßig gute Kristallisation bei einer wesentlich niedrigeren Temperatur etwa im Bereich von 1550 bis 1800° C zu erzielen. Die Anwesenheit großer Mengen von Zusätzen im Periklasendpredukt ist bei vielen Verwendungszwecken unerwünscht und vermindert gewöhnlich die chemische und die thermische Beständigkeit der Magnesia.
Das Verfahren der Erfindung beruht auf der Feststellung, daß Lithiumverbindungen schon in sehr geringen Mengen beim Verdichten von Magnesia sehr gute katalytische Eigenschaften aufweisen, die Periklasbildung bei erheblich niederer Temperatur ermöglichen und dabei eine hervorragende Kristallisation erzielen.
Das Verfahren zum Verdichten von Magnesia besteht erfindungsgemäß darin, daß man eine feinverteilte Magnesiumverbindung, die beim Brennen Periklas ergibt, mit 5 Äquivalentprozent einer Lithiumverbindung, berechnet auf Trockenbasis, vermischt und das Gemisch unter Bildung eines Periklases von hoher Reinheit brennt. Der erhaltene Periklas besteht im wesentlichen aus mindestens 95% MgO, weniger-als 2% CaO, weniger als 2% SiO2 und weniger als 1 % einer Lithiumverbindung in Form einer festen Lösung in dem MgO, wobei der Periklas eine Dichte von 3,0 bis 3,5 aufweist und mindestens zweimal so beständig gegen Hydratation ist als reiner Periklas, der bei 1650° C gebrannt worden ist, und etwas beständiger als elektrisch geschmolzener Periklas von hoher Reinheit. Man kann unter Verwendung des,erfindungsgemäßen Verfahrens auch handelsüblichen Periklas mit einer Dichte von nur 2,4 herstellen.
Je höher der MgO-Gehalt der Magnesium verbin dung ist, desto schwieriger ist es, sie zu verdichten. Aus diesem Grunde verwendet man das Verfahren erfindungsgemäß am vorteilhaftesten bei einer möglichst reinen Magnesia Verfahren zum Verdichten von Magnesia
Anmelder:
Amour Research Foundation of Illinois
Institute of Technology,
Chicago, 111. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls
und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. von Pechmann, Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. Februar 1955
Leon M. Atlas, Chicago, 111, (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden
oder Magnesiumverbindungen mit einem verhältnismäßig hohen MgO-Gehalt von mindestens 90°/0, vorzugsweise 99 %. In der Beschreibung bedeuten die Ausdrücke »Teile« bzw. »Prozente«, wenn nicht anders gesagt, Gewichtsteile bzw. Gewichtsprozente. Die überraschenden Ergebnisse des Verfahrens ergeben auch noch eine Anzahl praktischer Vorteile bei Verwendung von handelsüblicher Magnesia mit einem Gehalt von etwa 94 bis 95% MgO, nicht mehr als etwas 2% CaO, nicht mehr als etwa 2% SiO2 und Spuren oder weniger als 1 % Al2O3, wobei der letztgenannte Bestandteil nicht immer in mehr als einer Spurenmenge festzustellen ist.
Die bei dem vorliegenden Verfahren zu verwendenden Mengen an Lithiumverbindung berechnet man vorzugsweise auf Grund der Äquivalentprozente der Lithiumverbindung. Die Äquivalentprozente der Lithiumverbindung in dem Gemisch von Magnesium- und Lithiumverbindung berechnet man als die Molprozente der Lithiumverbindung in dem Gemisch, multipliziert mit der Anzahl der Lithiumatome im Molekül. Demgemäß sind in einem Gemisch von 100 Teilen Magnesia und 1 Teil Lithiumchlorid, unter der Annahme, daß man vollständig reine Magnesia verwendet,
100
100
Molgewicht von MgO 40
= 2,5 Mol MgO
709 659/3T4
3 4
1 1 _ flo-icM ITTi mischung der Lithium- und der Magnesiumverbindung
Molgewicht von LiCl = 42T = von wesentlicher Bedeutung ist. Man kann bessere Ergeb
nisse dadurch erzielen, daß man lediglich die Lithium-
enthalten. Insgesamt sind demnach 2,5 + 0,0235 und die Magnesiumverbindung, beide im feinverteilten =2,5235MolPeriklasgemiseh vorhanden. Daraus errechnet 5 Zustand, unter Verwendung eines üblichen Trockenmischsich ein Gehalt von Verfahrens vermischt. Wahrscheinlich aktiviert die Lithi
umverbindung die Oberfläche der Magnesiumverbindung,
0,0235 _ ο 94 Molnrozent LiCl wobei die wirksame Oberfläche der Periklasbildung ver-
2,5235 ' mindert wird. Man bringt daher die Lithiumverbindung
ίο zweckmäßig auf die femverteilte Magnesiumverbindung
im Periklasgemisch. . so auf, daß deren Oberfläche überzogen wird. Vorzugs-
Da LiCl nur ein Lithiumatom im Molekül hat, sind in weise scheidet man die Lithiumverbindung aus einer diesem Fall die Äquivalentprozente gleich den Molprozen- Lösung ab, und zwar entweder durch Ausfällen aus der ten. Wenn aber z. B. in einem Gemisch von Magnesia und Lösung auf die Magnesiumverbindung oder durch Auf-Lithiumsulfat 0,94 Molprozent der Lithiumverbindung 15 bringen einer Lösung der Lithiumverbindung auf die vorhanden sind, dann betragen die Äquivalentprozente Oberfläche der Magnesiumverbindung und nachfolgendes von Lithiumsulfat das Doppelte der Molprozente, näm- Trocknen. Es wurde außerdem festgestellt, daß das Überlich 1,88, da gemäß der Formel Li2S O4 zwei Lithiumatome ziehen der Oberfläche der feinverteilten Magnesiumin einem Mol Lithiumsulfat vorliegen. Eine derartige Be- verbindung im allgemeinen der nachfolgenden, vorzugsrechnung ermöglicht einen direkten Vergleich des Ver- 20 weise durchgeführten Preßstufe förderlich ist. Bei behältnisses von Lithiumatomen zu Mg O-Molekülen, gleich- stimmten Verbindungen, wie z.B. Lithiumfluorid, die gültig welches Molekulargewicht die Lithiumverbindung weder im Wasser noch in einem anderen Lösungsmittel, besitzt. das man bei diesem Verfahren verwenden könnte, löslich
Die Menge der Lithiumverbindung kann zwischen sind, ist es vorteilhaft, die Lithiumverbindung auf die 0,01 Äquivalentprozent und etwa 5 Äquivalentprozent 25 Oberfläche der Magnesiumverbindung, z. B. aus einer schwanken. Im allgemeinen liegt die zu verwendende wäßrigen Lösung, durch Ausfällen aufzubringen. Zum Menge zwischen etwa 0,05 und 1,5 Äquivalentprozent, Beispiel kann man eine Lösung von Lithiumchlorid in vorzugsweise zwischen 0,5 und 0,75 Äquivalentprozent, Wasser auf die Magnesiumverbindung unter Bildung insbesondere im Fall des Chlorids. Diess Prozentangaben eines Schlammes aufbringen und dann Ammoniumfluorid beziehen sich natürlich auf die Trockensubstanz und sind 30 (NH4 · HF2) zugeben, so daß ein Teil oder alles Lithium ■ohne flüchtige Stoffe, wie z. B. Wasser, berechnet. in Gestalt von Lithiumfluorid ausgefällt wird. Lithium-
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wählt man fluorid selbst ist in der hier in Frage kommenden Funktion zweckmäßig Verbindungen mit verhältnismäßig hohem besonders wirksam; aber offensichtlich erzielt man mit Gewichtsanteil an Lithium, da im Falle eines Salzes der dem Niederschlagsverfahren keinen so aktiven Überzug, Anionteil der Lithiumverbindung gewöhnlich eine zusatz- 35 wie man dies durch Aufbringen einer wäßrigen Lösung liehe Verunreinigung darstellen würde. Man kann jedoch von z. B. Lithiumchlorid auf die Magnesiumverbindung ohne erkennbaren Nachteil jede Lithiumverbindung ver- und durch anschließendes Trocknen des Gemisches zur wenden, da das Wesentliche die Gegenwart des Lithium- Abscheidung des festen Lithiumchlorids auf die Magneatoms bzw. -ions in dem Magnesiagemisch während des siumverbindung erzielen kann.
Brennens darstellt. Im allgemeinen sollte der Lithium- 40 Wenn es jedoch in bestimmten Fällen nicht erwünscht gehalt der verwendeten Lithiumverbindung mindestens ist, die Lithiumverbindung auf die Magnesiumverbindung 1 °/0 betragen. Der maximale Lithiumgehalt der Lithium- in einer wäßrigen Suspension aufzubringen, verwendet verbindung wird in erster Linie durch praktische Über- man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise legungen bestimmt, da man, je mehr Lithium in ihr ent- Lithiumfluorid.
lialten ist, desto weniger Nichtlithiumbestandteil hinzu- 45 Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt des Verfahrens fügen muß. Wegen der hohen Brenntemperatur sind hoch besteht in der Verwendung gewisser Lithiumverbmdunflüchtige Lithiumverbindungen als Ausgangsstoffe ge- gen, welche die Zusammenpreßeigenschaften der sich wohnlich nicht zweckmäßig. Man kann jedoch in der ergebenden Magnesiumverbindung bedeutend verbessern. Nähe der Brenntemperatur langsam flüchtige Lithium- Bei den üblichen industriellen Verfahren wird die in einer verbindungen zugeben, da man wegen der Wirksamkeit 5° wäßrigen Suspension vorliegende Magnesiumverbindung auch geringster Mengen der Lithiumverbindung bei der getrocknet, in Form von Briketts gepreßt und dann zur Periklasbildung gewisse Verluste an Lithiumverbindungen endgültigen Verdichtung gebrannt. Nach dem vorliegen-In Kauf nehmen kann. Das gleiche trifft für Lithiumver- den Verfahren erhält man einen Periklas von sehr hoher bindungenz^diesichbeidemVerfahrenzersetzsnkönnen. Dichte, wenn man das Lithium eines polarisierbaren ZumBeispielläßtsichmitVorteilLithiumjodidverwenden, 55 Anions, vorzugsweise eines Chlor- oder Jodanions, verdas sich bei etwa 500° C leicht in Li2O und J zersetzt. wendet.
Es ist aber nicht so wirksam wie die verwandten Verbin- Es hat sich herausgestellt, daß, je kompakter das
düngen Lithiumchlorid und -bromid, die bei 1300° C, der Brikett, d. h. je höher seine Dichte ist,' desto höher die Sinter temperatur gemäß dem vorliegenden Verfahren, Dichte des endgültigen gebrannten Periklases ist. nicht so leicht verdampfen. 60 Um eine Kristallisation der Magnesia bei etwa 1800° C
Besonders gute Ergebnisse erzielt man bei Verwendung zu ermöglichen, hat man bisher der Magnesia vor dem von Lithiumverbindungen mit einem Siedepunkt im Brennen 5 bis 15% Zusätze, z.B. Siliciumdioxyd, OaI-Bereich der bevorzugten Sintertemperatur, d. h. zwischen ciumoxyd, Aluminiumoxyd und Eisenoxyd, beigemischt. 1200 und 1400° C und insbesondere zwischen etwa 1300 Diese Stoffe verschmelzen mit der Magnesia und ermög- und 1400° C, wobei die Lithiumverbindung in sehr wirk- 65 liehen das Sintern und die Kristallisation bei etwa 1550 samer Weise die Verdichtungsreaktion fördert und dann bis 1800° C. Gewöhnlich vermischt man diese Verunreimverdampft, so daß nur Spurenmengen der Lithiumver- gungen mit der Magnesia in wäßriger Suspension, filtriert bindungen in dem verdichteten Periklas zurückbleiben. und trocknet den Schlamm, brikettiert den getrockneten Ein weiteres Merkmal äes Verfahrens gemäß der Erfin- und zerbrochenen Filterkuchen und brennt dann die dung besteht in der Feststellung, daß die Art der Ver- 70 Briketts in einem Dreh- oder Schachtofen. Bei dem vö#-
liegenden Verfahren liegt die Brenntemperatur tatsächlich nur bei etwa 1000° C, vorzugsweise im Bereich von etwa 1300 bis 1350° C.
Als Ausgangsmaterial läßt sich jede Magnesium verbindung verwenden, die beim Brennen Periklas ergibt, z. B. feinverteiltes Magnesiumhydroxyd, Magnesiumcarbonat, basisches Magnesiumcarbonat, Magnesiumalkoholat, Magnesiumsulfat, Magnesiumchlorid, natürlichen Magnesit, Brucit oder auch eine ausgefällte Magnesiumverbindung, wie z. B. Magnesiumhydroxyd, Magnesiumcarbonat, basisches Carbonat oder kryptokristalline Magnesia. Kryptokristalline Magnesia kann man z. B. durch Brennen von Magnesiumcarbonat, basischem Carbonat oder Hydroxyd bei etwas niedrigeren Temperaturen, als sie im vorliegenden Fall verwendet werden (bis etwa 1200° C), erhalten, wobei man eine amorphe bzw. aktive Modifikation von Magnesia erhält. Die beim Brennen jedes der genannten Ausgangsstoffe erhaltene Magnesia enthält vorzugsweise mindestens 95°/0 Magnesiumoxyd, weniger als 2°/0 CaI-ciumoxyd und weniger als 2% Siliciumdioxyd. Zweckmäßig ist die Magnesiumverbindung so fein verteilt, daß sie durch ein Sieb mit einer Sieböffnung von 0,149 mm, vorzugsweise von 0,074 mm, hindurchgeht.
Die Lithiumverbindung kann auch gemeinsam mit bestimmten anderen sogenannten »Katalysatoren«·, die offensichtlich nicht die katalytischen Eigenschaften der Lithiumverbindungen bei dieser Reaktion aufweisen, die aber eine Erniedrigung der Brenntemperatur zur Folge haben, verwendet werden. Derartige Verbindungen sind z. B. Chromverbindungen (erwähnt in USA.-Patentschrift 2 487 290), Aluminiumverbindungen (erwähnt in USA.-Patentschrift 2 641 529) undEissnverbiidungen (erwähnt in USA.-Patentschrift 2 641 530). Im allgemeinen erzielt man jedoch mit einer Lithium verbindung allein, ohne die vorerwähnten Stoffe, die besten Ergebnisse. Es lassen sich aber auch Lithiumverbindungen, welche z. B. Eisen, Chrom oder Aluminium enthalten, also z. B. Lithiumferrit (LiFeO2), Lithiumchromat und Lithiumaluminat, verwenden. Weitere gesignste Verbindungen sind unter anderem Lithiumfluorid, Lithiumchlorid, Lithiumbromid, Lithiumiodid, Lithiumsulfat, Lithiumcarbonat, Lithiumnitrat und Gemische derartiger Verbindungen. Es sei aber erwähnt, daß Natrium- oder Kaliumverbindungen keine katalysierenden Eigenschaften der Lithiumverbindungen besitzen. So ist anscheinend das Natriumfluorid bai den hier angewendeten Brenntemperaturen sogar weniger wirksam als überhaupt ein Katalysator. Dies kann man offensichtlich durch den sehr wesentlichen Unterschied der Ionengröße zwischen Lithium und Natrium bzw. Kalium einerseits und der ähnlichen Ionengröße zwischen Lithium und Magnesium andererseits erklären.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann am besten durch folgende Beispiele erläutert werden. Eine Lithiumverbindung wurde in der Kugelmühle oder unter Rühren mit einem Schlamm vermengt, der durch Vermischen von 1 Teil reiner Magnesia mit 2,5 Teilen Wasser hergestellt worden ist. Man trocknet dann den Schlamm zuerst teilweise bei 120° C und dann weiter bei 500 bis 600° C, zerbricht den sich ergebenden Kuchen fein und preßt ihn dann unter einem Druck von etwa 315 kg/cm2 in-Tabletten oder Briketts. Die Preßstücke brennt man dann in einem Ofen so, daß sie im Verlauf einer Stunde von Zimmertemperatur auf etwa 1300° C gebracht werden und kühlt sie dann im Ofen innerhalb von etwa χ/4 Stunde auf unter 1000° C ab. Dies ist im wesentlichen der in einem Industrieofen eingehaltene Brennverlauf. Die Dichten wurden bei verschiedenen Temperaturen gemessen, die Werte in der Tabelle I aufgeführt. Die theoretische, maximale Dichte von MgO, bestimmt nach dem Röntgenrefraktionsverfahren, beträgt 3,58.
Zusatz
zum MgO-
Schlamm
Tabelle I Dichte
10900C
132O0C
Ansatz
5
LiF
LiCl
LiF-LiCl
LiBr
LiI
Li2SO4
Li2CO3
LiNO3 ....
LiF-LiI..
LiF-LiCl
kein
NaF
Äquivalent
prozente von
Lithium
Nicht
gebrannt
(gepreßt)
2,70
2,80
3,03
3,12
3,40
3,46
3,46
3,23
3,10
2,94
3,19
2,96
3,08
2,23
2,16
1
2
3
10 4
5
6
7
8
15 9
10
11
12
1,0
1,0
1,0 + 1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,3
0,5 + 0,5
0,5 + 0,5
kein
1,0 (Na)
1,70
2,04
2,04
2,11
1,59
1,58
1,74
1,50
1,82
1,49
Ein Vergleich der Ansätze 3 und 10 zeigt, daß eine Zugabe von mehr Lithiumfluorid bessere Ergebnisse zeitigt, obwohl dies bei der Verwendung von Lithiumchlorid allein, wie im folgenden gezeigt wird, nicht klar der Fall ist. Die Dichte der auf 1090° C erhitzten Preßkörper zeigt bei den Ansätzen 1, 2 und 3 klar, daß eine Verdichtung in beträchtlichem Ausmaß bei etwa 1000° C einsetzt. Aus den Ansätzen 2 und 3 geht hervor, daß Lithiumfluorid die Verdichtung bei geringerer Temperatur beschleunigt, als dies bei den meisten anderen Lithiumverbindungen der Fall ist. Eine Erklärung hierfür ist darin zu sehen, daß die Größe des Lithiumfluoridmoleküls ungefähr die gleiche ist wie die des Magnesiumoxydmoleküls.
Wenn man bei einem analogen Ansatz Ferrichlorid verwendet, und zwar 1 Gewichtsprozent, berechnet auf Ferrioxyd, so beträgt die Dichte der bei 1320° C gebrannten Preßstücke nur 2,74. Nimmt man jedoch 0,4 Äquivalentprozent Lithiumferrit (aus LiNO3 und FeCl3 hergestellt), so ist die Dichte der bei 1320° C gebrannten Preßstücke 3,08.
In der Tabelle II sind die Ergebnisse angezeigt, die man im Trocken- oder im Schlammischverfahren erzielt. In jedem Fall wurde nach dem Vermischen der Magnesia und der Lithiumverbindung auf 600° erhitzt, um in den entsprechenden Proben eine gleichförmige Trockenheit zu erzielen.
Tabelle II
Ansatz
13
14
15
16
17
18
19
Zusatz
1,0 Äquivalentprozent
LiCl
LiCl
LiF
LiF
LiFeO2
LiNO3 + FeCl3
kein
trocken
Schlamm
trocken
Schlamm
trocken
Schlamm
Schlamm
Dichte
Nicht
gebrannt
1200°C
2,10
2,25
2,00
1,71
2,04
2,15
2,06
2,64
2,69
3,20
2,87
2,54
2,56
2,24
Aus den Ansätzen 15 und 16 kann man ersehen, daß das Lithiumfluorid bei der etwas niedrigeren Brenntemperatur von 1200° C wirksamer ist als andere Lithiumverbindungen, und auch, daß Lithiumfluorid im Trockenmischverfahren wirksamer ist als beim Schlammvermischen. Bei dem Pressen wurde ein Bindemittel verwendet, so daß die Dichte der nicht gebrannten Preßstücke nicht immer mit den Werten der Tabelle I vergleichbar ist.
Wenn die maximale Brenntemperatur erreicht ist, zeigt sich, daß die Lithiumverbindung im wesentlichen verschwunden ist. Dadurch entsteht eine Magnesia, die nur Spuren einer chemisch nachweisbaren Lithiumverbindung enthält, deren Oberfläche offensichtlich völlig frei von der ursprünglich darauf abgeschiedenen Lithiumverbindung ist. Der erfindungsgemäß hergestellte Periklas zeigt deshalb eine besonders gute Hydratationsbeständigkeit.
Das Verschwinden der Lithiumverbindung von der Oberfläche der Magnesia durch Eindringen in die Magnesiastruktur kann man auf Grund der Ionengrößen erklären. Im Fall der Lithiumhalogenide findet aber ein Verdampfen statt. Die in der Magnesia zurückbleibende Lithiumverbindung liegt in Form einer festen Lösung vor.
Es hat den Anschein, daß das Verschwinden der Lithiumverbindungen von der Magnesiaoberfläche beim Brennen mit dem Schmelzvorgang in Verbindung steht oder einen Teil desselben darstellt. Dadurch wird bei dem vorliegenden Verfahren eine Bindung der Teilchen beim Herstellen von Formstücken ermöglicht, obwohl ein vollständiges Verschmelzen nicht stattfindet.
Man kann das Verfahren erfindungsgemäß auch für die Herstellung von Steinen und ähnlichen feuerfesten keramischen Stoffen anwenden. Bekanntlich vermischt man beim Steinherstellen einen feinzerteilten Füllstoff, der bei der Brenntemperatur praktisch nicht schmelzbar ist, im folgenden mit einem als Bindemittel bezeichneten Stoff, der bei der Brenntemperatur zumindest teilweise schmilzt. Bei der üblichen Ziegelherstellung besteht das Bindemittel gewöhnlich aus Ziegelton. Nach dem vorliegenden Verfahren kann man hoch feuerfeste Steine dadurch erhalten, daß man Periklas, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verdichtet worden ist, verwendet. Derartiger Periklas wird zu einer verhältnismäßig kleinen Teilchengröße gemahlen und in dieser Form als Füllstoff verwendet.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht das Bindemittel aus dem oben beschriebenen Gemisch von nicht verdichteter Magnesia und einer Lithiumverbindung. Beispielsweise vermischt man 50 Teile verdichteten Periklasfüllstoff und 50 Teile Magnesia, auf die ein Äquivalentprozent Lithiumchlorid in einem Schlamm aufgetragen wurde und die dann getrocknet wurde. Das Gemisch preßt man bei einem Druck von-315 kg/cm2, so daß ein einheitliches, ungebranntes Preßstück entsteht. Dies wird dann unter schnellem Erhitzen bei 1350° C gebrannt, und zwar bei einer Gesamterhitzungsdauer von einer Stunde, so daß man einen hoch feuerfesten, nur aus Periklas bestehenden Ziegel erhält. In gewissen Grenzen läßt sich sowohl das Bindemittel als auch der Füllstoff durch geeignete andere Stoffe ersetzen.
Die Brenntemperaturen sind die gleichen wie die bei der erfindungsgemäßen Verdichtung der Magnesia.' Die Füllstoffmenge kann im Bereich von 30 bis 60 % schwanken, wobei der Restanteil Bindemittel ist.

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Verdichten von Magnesia durch Brennen unter Verwendung eines Zusatzes, dadurch gekennzeichnet, daß man eine fein verteilte Magnesiumverbindung, welche beim Brennen Periklas ergibt, rnit einer Lithiumverbindung, vorzugsweise mit einem Lithiumsalz, insbesondere einem -halogenid, in einer Menge bis zu etwa 5 Äquivalentprozent vermischt, worauf man das Gemisch brennt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lithiumverbindung in einer Menge von 0,05 bis 1,5 Äquivalentprozent zufügt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lithiumverbindung als Lösung, vorzugsweise - als wäßrige Lösung, mit der Magnesium verbindung vermischt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Lösungsmittel durch Erhitzen des Gemisches auf eine Temperatur unterhalb der Brenntemperatur entfernt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch vor dem Brennen preßt.
© 709 653/374 8.57
DEA24331A 1955-02-18 1956-02-17 Verfahren zum Verdichten von Magnesia Pending DE1014912B (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US489260A US2823134A (en) 1955-02-18 1955-02-18 Densifying magnesia

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1014912B true DE1014912B (de) 1957-08-29

Family

ID=23943080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEA24331A Pending DE1014912B (de) 1955-02-18 1956-02-17 Verfahren zum Verdichten von Magnesia

Country Status (2)

Country Link
US (1) US2823134A (de)
DE (1) DE1014912B (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1078926B (de) * 1958-01-07 1960-03-31 Polysius Gmbh Verfahren zum Brennen und Sintern von feuerfesten Massen, z. B. Magnesit, Dolomit oder aehnlichen Stoffen
DE1239226B (de) * 1961-01-05 1967-04-20 Dolomitwerke Gmbh Verfahren zur Herstellung von poroesen Formkoerpern aus Dolomit und/oder Magnesit
DE1671104B1 (de) * 1962-12-18 1971-07-08 Steetley Refractory Brick Co Verfahren zum Herstellen feuerfester Koerper,insbesondere fuer Auskleidungen von metallurgischen OEfen,aus Magnesia
US5458833A (en) * 1988-08-26 1995-10-17 Dolomitwerke Gmbh Method of thermal treatment of mineral raw material

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2957752A (en) * 1960-10-25 Process for increasing the density of
US3030228A (en) * 1958-11-12 1962-04-17 Pechiney Prod Chimiques Sa Refractory furnace linings and process for producing same
US3201738A (en) * 1962-11-30 1965-08-17 Gen Electric Electrical heating element and insulation therefor
US3326543A (en) * 1964-10-02 1967-06-20 Didier Werke Ag Lining for installations for the degasification of metals
US3275461A (en) * 1965-08-27 1966-09-27 Harbison Walker Refractories Refractory
US3364043A (en) * 1965-10-24 1968-01-16 Harbison Walker Refractories Basic refractories
US3765912A (en) * 1966-10-14 1973-10-16 Hughes Aircraft Co MgO-SiC LOSSY DIELECTRIC FOR HIGH POWER ELECTRICAL MICROWAVE ENERGY
US3666851A (en) * 1969-11-10 1972-05-30 Canadian Patents Dev Preparing high density magnesia refractories
US4033778A (en) * 1971-12-01 1977-07-05 Steetley Limited Process for making magnesia
US4146379A (en) * 1977-08-24 1979-03-27 University Of Southern California Process for densifying polycrystalline articles
US4473654A (en) * 1983-08-18 1984-09-25 The J. E. Baker Company Low temperature bonding of refractory aggregates and refractory products of improved cold strength
DE19544698C1 (de) * 1995-11-30 1997-06-05 Abb Research Ltd Kupferoxid enthaltendes Magnesiumoxid-Substrat für einen Hochtemperatursupraleiter und Verfahren zu dessen Herstellung
US7528086B2 (en) * 2005-03-24 2009-05-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Magnesium aluminate transparent ceramic having low scattering and absorption loss

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2281477A (en) * 1942-04-28 Mixing
US2571101A (en) * 1951-10-16 Magnesia refractory
US1248880A (en) * 1916-02-09 1917-12-04 Frederick Douglas Carthew Process of obtaining magnesia.
US2335374A (en) * 1941-01-31 1943-11-30 Westvaco Chlorine Products Cor Manufacture of high-density periclase
US2641530A (en) * 1949-06-27 1953-06-09 Kaiser Aluminium Chem Corp Production of magnesia
US2656279A (en) * 1950-06-12 1953-10-20 Gen Refractories Co Unburned refractory brick

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1078926B (de) * 1958-01-07 1960-03-31 Polysius Gmbh Verfahren zum Brennen und Sintern von feuerfesten Massen, z. B. Magnesit, Dolomit oder aehnlichen Stoffen
DE1239226B (de) * 1961-01-05 1967-04-20 Dolomitwerke Gmbh Verfahren zur Herstellung von poroesen Formkoerpern aus Dolomit und/oder Magnesit
DE1671104B1 (de) * 1962-12-18 1971-07-08 Steetley Refractory Brick Co Verfahren zum Herstellen feuerfester Koerper,insbesondere fuer Auskleidungen von metallurgischen OEfen,aus Magnesia
US5458833A (en) * 1988-08-26 1995-10-17 Dolomitwerke Gmbh Method of thermal treatment of mineral raw material

Also Published As

Publication number Publication date
US2823134A (en) 1958-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1014912B (de) Verfahren zum Verdichten von Magnesia
DE2302658C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kupfer-Trägerkatalysators
DE2212317C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Aluminiumphosphat
DE2541141C3 (de)
DE1262864B (de) Verfahren zur Herstellung von Glimmerplaettchen
DE1592126B2 (de) Synthetischer hydrotalkit und verfahren zu dessen herstellung
DE2541141A1 (de) Verfahren zur herstellung von magnesiumaluminatspinellen
DE2819085C3 (de) Verfahren zur endlagerreifen, umweltfreundlichen Verfestigung von hoch- und mittelradioaktiven und/oder Actiniden enthaltenden, wäßrigen Abfallkonzentraten oder von in Wasser aufgeschlämmten, feinkörnigen festen Abfällen
DE2345778A1 (de) Sinterbares aluminiumtitanatpulver
DE3630697A1 (de) Verfahren zum herstellen von klinkern aus schwermetallhaltigen schlaemmen
DE2401029A1 (de) Verfahren zur herstellung von ferriten
EP0064793A2 (de) Verfahren zur Herstellung von Gipsformsteinen
DE1771273C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Keramik-Teilen aus stabilisiertem Zirkonoxid
EP1268345B1 (de) Synthetische aluminiumsilikate mit nephelin- oder carnegietstruktur
DE2111583A1 (de) Verfahren zur Herstellung dichter Koerper aus Aluminiumoxid oder Magnesiumaluminatspinell
DE1646866C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Wärmeisoliermaterials aus form stabilisierten faserigen kristallinen Alkalititanaten
DE1767944C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Katalysatorträgern auf der Basis von Kieselerde und Tonerde
DE715715C (de) Verfahren zur Herstellung feuerfester magnesiumorthosilikatreicher Baustoffe
DE1567863A1 (de) Abriebfeste Agglomerate von kristallinen zeolithischen Molekularsieben
DE1571317C (de) Verfahren zur Herstellung einer totgebrannten, feuerfesten Magnesia hoher Reinheit und daraus hergestellten Erzeugnissen
DE849821C (de) Verfahren zur Herstellung von keramischen Koerpern
DE967674C (de) Verfahren zur Herstellung von Duengemitteln oder Beifuttermitteln
DE2731830C3 (de) Keramischer Formkörper, seine Verwendung und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2819573C2 (de) Verfahren zur Abwasserreinigung mit Hilfe eines Sorptionsmittels
DE2041684B2 (de) Feuerfester, gebrannter Magnesitstein und Verfahren zu seiner Herstellung