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Verfahren zur Herstellung von totgebranntem Magnesiumoxyd hoher Dichte
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von totgebranntem Magnesiumoxyd
hoher Dichte, das sich in erster Linie zur Herstellung von feuerfesten Gegenständen
eignet. Insbesondere betrifft sie die Erzeugung von feuerfesten Magnesiumoxyd-(NIg0-)Körnern
sehr hoher Dichte und hoher Reinheit unter Verwendung von Magnesiumhydroxyd [Mg
(0H).21 als Ausgangsstoff.
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Die Erfindung betrifft Verbesserungen des bekannten Doppelbrennverfahrens,
wobei zunächst ein Brennen der Magnesia bei mittleren Temperaturen und dann ein
viel stärkerer Fertigbrand angewandt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann als
aus drei Grundstufen bestehend angesehen werden: 1. Calcinieren von Magnesiumhydroxyd
bis zu einer mittleren Temperatur von etwa 1200° C unter Bildung eines als kaustisches
Magnesiumoxyd bezeichneten Materials; z. Brikettieren der so calcinierten Magnesia
und 3. Totbrennen der Briketts.
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In der Hauptsache bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die ersten
dieser Stufen unter Hinzufügung neuer Merkmale, doch erfordert das erfindungsgemäße
Verfahren in gleichem Maße auch eine Steuerung der Totbrennstufe, wie dies weiter
unten beschrieben wird.
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Bis zum heutigen Tage sind die Schwierigkeiten bei der Durchführung
derartiger Verfahren so groß, daß die Herstellung des Produkts außerordentlich kostspielig
ist und dabei keine besseren Eigenschaften als bei anderen Verfahren erzielt werden
können, wodurch das Produkt von dem direkten Wettbewerb mit den weit verbreitet
angewandten Sorten feuerfesten Magnesiumoxyds ausgeschlossen wird. Die Art dieser
bisherigen Schwierigkeiten und die Maßnahmen, durch welche diese Schwierigkeiten
gemäß der Erfindung überwunden werden, werden im folgenden erläutert.
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Feuerfestes- Magnesiumoxyd oder totgebranntes Magnesiumoxyd, wie es
häufiger bezeichnet wird, ist einer der Hauptstoffe, die bei der Herstellung von
feuerfesten Grundstoffen verwendet werden. Hierzu gehören Materialien, die als Magnesitbausteine,
Bindemörtel, Stampf- und Gießmassen, Wärmeaustauschkörper u. dgl. bezeichnet werden,
wofür das totgebrannte Magnesiumoxyd entweder allein oder im Gemisch mit Chromerz
und anderen verträglichen Materialien angewandt wird.
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Totgebranntes Magnesiumoxyd wird manchmal auch durch Brennen von natürlichem
Gestein mit hohem Magnesiumoxydgehalt hergestellt, doch werden die reineren synthetischen
Sorten derzeit häufiger durch Brennen von Magnesiumhydroxyd bei Temperaturen oberhalb
von etwa 1480° C erzeugt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf nach diesen
Verfahren hergestelltes totgebranntes Magnesiumoxyd.
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Das Magnesiumhydroxyd wird chemisch gefällt und aus einer wäßrigen
Suspension gesammelt und eingedickt. Dieses Wasser wird während der anfänglichen
Brennstufe bei mittleren Temperaturen abgetrieben.
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Magnesiumhydroxyd ist ein außerordentlich leichter und flockiger Niederschlag,
der sich schwierig hantieren läßt. Das gesamte Verfahren der Erzeugung feuerfesten
Magnesiumoxyds aus diesem Niederschlag kann als ein Verfahren der Verdichtung oder
der Volumenverminderung bezeichnet werden. Das aus den Verdickern erhaltene Magnesiumoxydhydrat
oder -hydroxyd muß auf etwa ein Siebentel seines eingedickten Volumens vermindert
werden, ehe man zu dem Endprodukt, einem totgebrannten Magnesiakorn, gelangt. Bei
dem anfänglichen Brand wird ein starke Verdichtung lediglich durch Abtreiben der
freien Feuchtigkeit und des größten Teils oder praktisch der Gesamtmenge des chemisch
gebundenen Wassers erzielt. Auch das Brikettieren trägt einen gewissen Teil hierzu
bei, und der Rest
wird durch Totbrennen erreicht. Etwa mitverwendete
Sintermittel dienen dem gleichen Zweck.
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Es ist bekannt, gesintertes Magnesiumoxyd unter Verwendung von Mg(OH)2
ohne Zusatz von Binde-oder Sintermitteln herzustellen. Zur besseren Handhabung vor
dem Einbringen in den Sinterofen wird das feinkörnige Gut zu festen Körpern verformt.
Die Körper werden vorgeformt, um sie gegenüber dem Abrieb im Ofen möglichst beständig
zu machen.
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Bei den bisher bekannten Verfahren, insbesondere denjenigen, bei welchen
Wasser zum Brikettieren verwendet wird, erfolgt eine gewisse Hydratation des kaustisch
gebrannten Magnesiumoxyds, was eine rückläufige Stufe des Verdichtungsvorgangs darstellt,
und die in den Totbrandofen eingeführten Briketts und das erhaltene Produkt weisen
ein, geringes Schüttgewicht auf. Dies ist ein wesentlicher Nachteil vieler bekannter
Verfahren, da der Verdichtung, die bei einem einzigen Brand ohne tatsächlichen Dichteverlust
erzielt werden kann, eine Grenze gesetzt ist.
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Ein Hauptziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens
zur Herstellung von totgebranntem Magnesiumoxyd hohen Schüttgewichts aus Magnesiumhydroxyd,
das leicht durchführbar und wirksam ist und die obenerwähnten Verfahrensarten zu
einfach durchführbaren und wirklich technisch anwendbaren Verfahren macht.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in einem Verfahren, wobei
totgebranntes Magnesiumoxyd mit einem Schüttgewicht von wenigstens etwa 3,25 und
bis hinauf zu etwa 3,5 und mit einem Mg0-Gehalt von wenigstens etwa 95 % erzielt
wird.
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Das wesentliche Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
daß jede Stufe dieses Verfahrens auf solche Weise durchgeführt wird, daß bei keiner
Stufe ein Dichteverlust eintritt. Es hat sich gezeigt, daß Dichteverluste, wie sie
bei den bereits bekannten Verfahren dieser Art erfolgen, beispielsweise dann, wenn
kaustisches, gebranntes Magnesiumoxyd, wenn auch nur geringfügig, hydratisiert wird,
niemals vollständig wieder ausgeglichen werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren
ist insbesondere anwendbar auf die Erzeugung von totgebranntem Magnesiumoxyd mit
einer Reinheit von über 97 % MgO und Schüttgewichten von mindestens 3,25. Mit Magnesiumoxyd
dieser Reinheit oder selbst mit einer Reinheit in der Größenordnung von 95% liefert
der bekannte Doppelbrand unter Anwendung eines Brikettierens totgebranntes Magnesiumoxyd
mit einer Porosität von nicht weniger als etwa 14 % oder, in Form des äquivalenten
Schüttgewichts ausgedrückt, nicht mehr als 3,10.
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Im folgenden soll zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens
Stufe für Stufe des kontinuierlichen Verdichtungsverfahrens beschrieben werden.
Erster Brand Entfernung von Wasser und teilweise Verdichtung sind das Ziel des ersten
Brandes, wobei Magnesiumhydroxyd in calciniertes Magnesiumoxyd (Magnesia) umgewandelt
wird. Dieser Brand wird während solcher Zeit und bei solchen Temperaturen durchgeführt,
daß das gesamte freie und das gesamte oder praktisch das gesamte chemisch gebundene
Wasser entfernt wird, jedoch unterhalb einer Temperatur, bei der totgebranntes Magnesiumoxyd
erzeugt wird. Bei dieser Stufe ist das MgO hydratisierbar. Werden Proben des nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten calcinierten Magnesiumoxyds in einem Exsikkator
abgekühlt, dann ergibt sich ihr Glühverlust gewöhnlich zu unter 0,1%.
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Das bedeutet, daß beim Abkühlen des calcinierten Magnesiumoxyds in
einem Exsikkator, worin keine Feuchtigkeitsaufnahme erfolgt, und anschließendem
Erhitzen des abgekühlten Materials auf eine Totbrenntemperatur ein Gewichtsverlust
von nicht mehr als 0,1% eintritt.
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Für den ersten Brand können Öfen mit mehreren Etagen, z. B. Herreshofföfen,
verwendet werden. Diese mehrbödigen Calciniervorrichtungen werden bekanntlich auf
der obersten Etage beschickt, und die Beschickung wird durch Schaufelarme und die
Schwerkraft allmählich von einer Etage zu der nächsten bis herunter zu der letzten
bewegt, aus der sie entnommen wird. Es ist üblich, mehrbödige Herdöfen mit einer
Feuerungszone zu betreiben, die auf die mittelste oder die mittleren Etagen beschränkt
ist, wobei die Beschickung auf den oberen Etagen vorgeheizt und durch eintretende
Luft auf den unteren Etagen gekühlt wird. Die Erzielung eines maximalen Wirkungsgrades
bei der Brennstoffausnutzung macht es erforderlich, daß ein ziemlich kaltes Produkt
entnommen werden kann. Damit wird auch ein leicht hantierbares Produkt erzielt.
Im Gegensatz hierzu besteht ein wichtiges und kritisches Merkmal des erfindungsgemäßen
Verfahrens darin, daß diese übliche Kühlzone ausgeschaltet wird und praktisch alle
Röstflächen zum Calcinieren verwendet werden. Es wird daher in der Weise gearbeitet,
daß Brenner vorgesehen sind, die eine oder beide der unteren Etagen beheizen, so
daß das calcinierte Magnesiumoxyd bei der Entnahme heiß ist.
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Bei den Mehrbödenherd-Calciniervorrichtungen, worin dieser erste Brand
durchgeführt wird, erreicht die Brenntemperatur 925 bis 1120° C, zweckmäßig 980°
C, und kann ziemlich genau auf jede gewünschte Temperatur innerhalb dieses Bereichs
eingestellt werden.
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Ein besonderes Merkmal des Betriebs der Calciniervorrichtung im Rahmen
des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht, wie gerade erwähnt, darin, daß eine Entnahme
des calcinierten Magnesiumoxyds bei hoher Temperatur, z. B. 315 bis 425° C und vorzugsweise
noch höher, sogar bis hinauf zu etwa 1100° C erreicht wird. Dieser Umstand besteht
in enger Beziehung zu den Prinzipien, die sich erfindungsgemäß bei der folgenden
Brikettierungsstufe als günstig erwiesen haben.
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Der erfindungsgemäße Betrieb der Mehretagen-Röstöfen mit dieser besonderen
Heißentnahme steht im Gegensatz zu den üblichen Arbeitsweisen.
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Als Produkt wird in dieser Stufe Magnesiumoxyd erhalten, das bis zu
einem mittleren Schüttgewicht verdichtet ist.
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Entsprechend dem Erfordernis, Brennstoff soweit wie möglich einzusparen,
kann der erste Brand (Calcinierung) wenigstens zum Teil mit Abwärme aus der zweiten
oder Totbrennstufe erfolgen, insbesondere dann, wenn letztere in einem Drehofen
durchgeführt wird. Bei Verwendung eines senkrechten Ofens für die zweite Stufe wird
die Wärme automatisch zum Vorwärmen der Beschickung in der oberen Zone des Ofens
ausgenutzt. Es wird angenommen, daß es möglich ist, andere Arten von Calciniervorrichtungen
so zu betreiben oder zu modifizieren, daß sie den Plattenofen ersetzen können, doch
ist eine entsprechende
Heißentnahme bei der Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wesentlich.
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Vorverpressung Die mit dem Hantieren und Bearbeiten von calciniertem
Magnesiumoxyd verbundenen Probleme sind so schwerwiegend, daß dadurch Verfahren
von der Art des Doppelbrennens bisher praktisch undurchführbar wurden. Sie beruhen
auf der Tatsache, daß calciniertes Mg0 ein leichtes, flockiges Material darstellt,
das trockenem Mehl sehr ähnlich, aber ziemlich klebrig ist. Es wurde gefunden, daß
diese Schwierigkeiten behoben werden können, wenn man das Magnesiumoxyd bis zu der
Totbrennstufe heiß hält, und hierin ist einer der Gründe für die Heißentnahme aus
dem Calcinierofen zu erblicken. Mit anderen Worten ist es bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren für die sich an das Caleinieren anschließenden Stufen einschließlich etwaigen
Mahlens oder Vermischens, des Vorverdichtens, des Brikettierens und der Überführung
von einer Stufe in die andere ein notwendiges Merkmal, die Temperatur des Materials
beträchtlich hoch zu halten. Je nach den Verhältnissen kann dies von Zeit zu Zeit
die Zuführung zusätzlicher Wärme nötig machen. Werden beispielsweise Zusätze als
Sintermittel oder für andere Zwecke zu dem calcinierten Magnesiumoxyd gegeben, dann
kann dies in einem erwärmten Mischer erfolgen.
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Nach weitgehender Verdichtung des als Ausgangsmaterial verwendeten
Magnesiumhydroxyds durch Calcinieren wird das heiße Magnesiumoxyd aus der Caleiniervorrichtung
in die nächste Verdichtungsstufe übergeführt, die als »Vorverpressung« bezeichnet
werden soll. Tatsächlich handelt es sich um eine Verpressungsstufe, die dem schließlichen
Brikettieren vorangeht. Die Anwendung einer Doppelpressung (oder noch weiterer erneuter
Verpressungen) auf das heiße und trockene Material stellt ein Mittel dar, das, wie
sich gezeigt hat, den schließlichen Grad der Verdichtung bei dieser Stufe des Verfahrens
bestimmt.
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Es ist außerordentlich schwierig zu erreichen, daß das feine, trockene
und heiße Magnesiumoxyd zusammenhält, doch wurde gefunden, daß dies erreicht werden
kann, wenn drei Bedingungen eingehalten werden: 1. Die Temperatur des Magnesiumoxyds
muß oberhalb von etwa 315° C gehalten werden; ein Mittel zur Erreichung dieses Ziels
besteht in der praktisch vollständigen Ausschaltung aller Wärmeverluste der Leitungen
und Gefäße, zwischen der Calciniervorrichtung und den Verdichtungsvorrichtungen.
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2. Es wurde gefunden, daß normales Brikettieren mit 140 bis 700 kg/cm2
nicht ausreicht, um den erforderlichen Verdichtungsgrad zu erreichen, und daß der
Druck etwa 1400 kg/cm2 und vorzugsweise wesentlich darüber betragen muß.
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3. Es muß ferner ein Zusatz von verpreßten Material zum calcinierten
Mg0 erfolgen, wobei der Zusatz einen verhältnismäßig hohen Prozentsatz der Beschickung
für das Pressen ausmacht.
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Die in dieser Stufe erzeugten verdichteten Preßlinge können auf hierfür
geeigneten Brikettierpressen oder -walzen erzeugt werden, die beispielsweise Komplementärrippen
aufweisen, die einen geformten Preßling liefern. Mandelförmige Preßlinge, beispielsweise
mit den Abmessungen 38,1 X 19 X 15,9 mm, sind besonders geeignet.
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Das heiße, trockene Magnesiumoxyd ist zwar schwierig zu hantieren
und zu fördern, doch hat sich gezeigt, daß es ohne weiteres mit Hilfe von Schraubenförderern
an die Verdichtungsvorrichtung herangeführt werden kann.
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Zu Beginn des Betriebes der Vorverpreßwalzen können eine gewisse Zeit
lang Schwierigkeiten dadurch auftreten, daß die Formlinge oder Preßlinge nicht zusammenhalten.
Dieser Mangel wird allmählich behoben, wenn die Walzen heiß werden, doch wurde ein
Erfolg erst dann erzielt, als gefunden wurde, daß ein Zusatz von vorgepreßtem Material
zur heißen Beschickung nötig ist. Es hat sich gezeigt, daß die minimal erforderliche
Menge dieses vorgepreßten Materials nicht unter 15 Gewichtsprozent der den Walzen
zugeführten Beschickung betragen muß und daß eine beträchtlich größere Menge von
Vorteil ist. Auf diese Weise ist es möglich, Preßlinge von einer Festigkeit und
Dichte herzustellen, die ausreicht, um sie in die Brikettierpresse einzuführen.
Brikettieren Gleichgültig, ob das Brikettieren in einer oder in mehreren Stufen
durchgeführt wird, gelten, was Temperaturen und Drücke anbelangt, die gleichen Richtlinien
wie für die Vorverpressungsstufe. Während ein großer Teil der Verdichtung in der
ersten Stufe erreicht wird, hat sich gezeigt, daß eine weitere Dichtezunahme von
bis zu 10 bis 20% beim erneuten Pressen erzielt wird. Dies erfordert Formdrücke
von über 1400 kg/cm9 und Belassen der gepreßten Stücke bei hohen Temperaturen. überraschenderweise
ist die Rückführung des gepreßten Materials bei diesem Punkt des Verfahrens noch
mit vorteilhaften Wirkungen verbunden. Die Rückführung erfolgt durch Entnahme der
Briketts auf ein Sieb, von dem die Feinteile und Bruchstücke, gegebenenfalls zusammen
mit einem Teil der ganzen Briketts, zu den Brikettierwalzen zurückgeführt werden.
Bei in Serie geschalteten Verpressungs- und Brikettierwalzen kann diese Rückführung
aus wirtschaftlichen Gründen so erfolgen, daß sie als Beschickung für die Verpressungswalze
dient. Wiederum wurde gefunden, daß zur Erzielung guter Ergebnisse 15 Gewichtsprozent
die untere Grenze für die Menge des rückgeführten Materials darstellen. Briketts
mit annähernd runder Form sind bevorzugt, da dadurch der Abrieb beim nachfolgenden
Hantieren verringert wird. Im allgemeinen werden Formen verwendet, die zur Ausbildung
mandelförmiger Briketts mit den Abmessungen von etwa 38,1 X 19 X 15,9 mm führen,
da man damit dem Problem der mechanischen Formtrennung in den Stempelhöhlungen am
besten gerecht wird.
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Bei dieser Stufe des Verfahrens fallen feste Briketts hoher Dichte
an, die, da kein Wasser zugegeben wurde, keinen Verlust der einmal erzeugten Dichte
erlitten haben, keiner Härtungsbehandlung bedürfen und direkt als Beschickung für
die Totbrennvorrichtung verwendet werden können.
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Wenn auch bereits erwähnt wurde, daß es bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren notwendig ist, von Beginn bis zum Ende heiße Materialien zu verwenden
und sie von wäßrigen Reagenzien fernzuhalten, so kann es doch möglich sein, daß
die Vorteile dieser
Einschränkungen nicht ohne weiteres ersichtlich
sind. Es ist noch nicht völlig geklärt, warum gerade die Aufrechterhaltung hoher
Temperaturen während des Vorverpressens und des Brikettierens mit solchen Vorteilen
verbunden ist, doch wurde wiederholt beobachtet, daß nur damit die harten, dichten
Briketts erhalten werden können, die für die Erzielung des dichten, sehr reinen
Magnesiumoxyds nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wesentlich sind.
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Hinsichtlich des Ausschlusses von Wasser wurde gefunden, daß jede
Hydratation, die vor oder nach dem Brikettieren in dem kaustischen Magnesiumoxyd
eintritt, den stufenweise durchgeführten Verdichtungvorgang in der Wirkung umkehrt,
und zwar in einer Weise, die nicht in allen Fällen wieder ausgeglichen werden
kann. Totbrennen Durch die Totbrennstufe wird das Magnesiumoxyd in seine fertige
stabile Form übergeführt, durch die es als feuerfestes Material brauchbar ist. Wenn
auch die Verdichtung von einem Brikettschüttgewicht von 2,0 in diesem Fertigbrand
bis zu etwa 3,25 bis 3,50 fortschreitet, so ist es doch nicht wahrscheinlich, daß
sie eine kritische Stufe darstellt, wenn die Briketts in der Weise hergestellt wurden,
wie sie sich bei der Ausarbeitung des vorliegenden Verfahrens als wesentlich gezeigt
hat. Die Tatsache, daß die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in den Ofen für den
Fertigbrand eingeführten Briketts Schüttgewichte von 2,0 gegenüber solchen von nur
1,8 oder darunter bei den bisherigen Verfahren aufweisen, ist für die schließlich
erzielten Ergebnisse von Bedeutung.
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Vorzugsweise wird ein senkrecht stehender Ofen für den Brand verwendet,
da Temperaturen von 1930° C und darüber, beispielsweise von 2040° C, darin leicht
erreichbar sind. Die wie oben beschrieben hergestellten Briketts eignen sich jedoch
ebensogut auch als Beschickung für Drehöfen in welchen Temperaturen von ungefähr
1760° C erreichbar sind.
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Die Aufrechterhaltung hoher Temperaturen, die sich bei dem Vbrpressen
und Brikettieren als so bedeutsam erwiesen hat, wirkt sich ferner auch für das Beschicken
der Totbrennvorrichtung sehr vorteilhaft aus, insbesondere dann, wenn ein Drehofen
verwendet wird. Dieser Vorteil besteht vor allem darin, daß der Wärmeschock vermindert
wird, der das Zerspringen, Bersten oder Explodieren von kalten Briketts verursachen
kann, die plötzlich hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Das Produkt Das
nach dem vorliegenden Verfahren hergestellte totgebrannte Magnesiumoxyd liegt in
Form außerordentlich dichter Briketts mit einem Schüttgewicht von wenigstens 3,25
und bis hinauf zu 3,5 vor, die für die Herstellung von feuerfesten Stoffen hervorragend
geeignet sind. Die Dichte des erfindungsgemäß erhaltenen totgebrannten Magnesiumoxyds
ist derjenigen von üblichen im Handel befindlichen totgebranntem Magnesiumoxyd eindeutig
überlegen. Das weitgehende Fehlen von Absplitterungen oder Schichtenbildung stellt
einen bedeutenden Unterschied zu dem bisher erhältlichen brikettierten, feuerfesten
Magnesiumoxyd dar. Die Bedeutsamkeit des Unterschieds besteht darin, daß nach dem
Zerkleinern eine minimale Menge an unerwünschten platten Körnern vorliegt, die,
wenn sie mit eckigen Körnern vermischt sind, die Verdichtung beim Formen feuerfester
Gegenstand beeinträchtigen oder verhindern. Zusammenfassung Das erfindungsgemäße
Verfahren betrifft das Totbrennen von feuerfestem Magnesiumoxyd in einem zweistufigen
Brennverfahren, ausgehend von Magnesiumhydroxyd, Vorpressen und Brikettieren auf
besondere Weise zwischen den zwei Brennstufen und Belassen des Magnesiumoxyds bei
hohen Temperaturen während des gesamten Verfahren, das sich an das erste Erhitzen
zum Calcinieren anschließt, wobei Hydratations- oder Härtungsstufen vermieden werden,
die eine Rückläufigkeit der kontinuierlichen Verdichtung verursachen, die während
des Verfahrens stufenweise herbeigeführt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wurde in seinen wesentlichen Zügen
ohne Hinweis auf die sonstigen Arbeitsweisen beschrieben, die bei der Herstellung
von totgebranntem Magnesiumoxyd vielfach angewandt werden. Hierzu gehört vor allem
die Verwendung von Sintermitteln, die sich als besonders brauchbar bei vielen der
bekannten Verfahren erwiesen haben, bei denen für die Verdichtung die Totbrennstufe
in stärkerem Ausmaß herangezogen wurde als die Herstellung der Briketts hoher Dichte,
die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens so vorteilhaft ist. Es wurde gefunden,
daß bei der Durchführung der oben im einzelnen beschriebenen Verfahrensstufen in
ihrer Gesamtheit die dabei erhaltene Ofenbeschickung hoher Dichte durch die Fertigbrennstufen
ohne Zugabe von Sintermitteln ohne weiteres optimal verdichtet wird. In den meisten
Fällen ist es tatsächlich vorzuziehen, ihre Verwendung zu vermeiden, da sie als
Verunreinigungen häufig einen nachteiligen Effekt auf die Eigenschaften des Endprodukts
ausüben.
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In manchen Fällen kann jedoch die Verwendung von Sintermitteln zweckmäßig
sein, und bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können sie zu verschiedenen Zeitpunkten
zugesetzt werden. So können die Sintermittel, beispielsweise Eisenoxyd, Siliciumoxyd,
Borverbindungen, Zirkon, Titanoxyd und Aluminiumoxyd, in Mengen von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent
zu dem Magnesiumhydroxyd vor dem Calcinieren oder zu dem calcinierten Magnesiumoxyd
vor dem Brikettieren zugesetzt werden. Sie können auch gleichzeitig mit den Briketts
in einen Drehofen zum Totbrennen eingeführt oder am heißen oder kalten Ende des
Ofens in diesen eingeblasen werden. Bei der Anwendung solcher Mittel auf geformte
Briketts können dagegen diese Mittel offenbar nur schwierig die Oberflächenhaut
durchdringen und wirken daher gewöhnlich nicht auf das Magnesiumoxyd im Innern ein.
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Es wurden auch verschiedene Versuche mit verschiedenartigen Abweichungen
von den oben beschriebenen Arbeitsweisen durchgeführt, doch bestand das allgemeine
Ergebnis in einer starken Zunahme der bei dem Verfahren auftretenden Schwierigkeiten,
einschließlich Ausbeuteverlusten und Beeinträchtigung der Eigenschaften, insbesondere
des Schüttgewichts des totgebrannten Magnesiumoxyds. Einige Abweichungen von dem
beschriebenen Verfahren sind jedoch zulässig. So tritt offenbar kein Nachteil auf,
wenn man das Magnesiumoxyd aus dem ersten Brand vor dem Brikettieren abkühlen
läßt,
vorausgesetzt, daß dafür gesorgt wird, daß es vor dem Brikettieren auf wenigstens
530° C wiedererhitzt wird, um es in den Zustand seiner Entstehung zurückzuführen.
In entsprechender Weise hat das gelegentliche unbeabsichtigte Abstellen eines Teils
der Vorrichtung gezeigt, daß, wenn einmal die Magnesiumoxydbriketts hoher Dichte
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind, ein kurzer Aufschub vor dem
Eintritt in den Totbrennofen auch unter Abkühlung auf Zimmertemperatur sich nicht
schädlich auswirkt, wenn eine Benetzung oder beträchtliche Hydratation vermieden
wird.
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Die erfindungsgemäß erhältlichen Briketts sind in starkem Maße selbstbindend,
was um so bemerkenswerter ist, wenn man die bisherige Praxis betrachtet, wobei eine
Hydratation durch Zugabe von Wasser oder wäßrigen Bindemitteln unerläßlich war.
Selbstverständlich können auch im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne Nachteil
Bindemittel vor dem Brikettieren oder auf beliebige Weise zu den bereits ausgebildeten
Briketts zugesetzt werden, soweit diese Bindemittel die Erzielung von Briketts hoher
Dichte nicht in Frage stellen, bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens sind sie jedoch nicht erforderlich.
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Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung, ohne sie zu beschränken.
Beispiel Es wird von einem aus einer wäßrigen Suspension eingedickten Magnesiumhydroxyd
ausgegangen, das bei dieser Stufe eine Dichte von 0,65 g/cm3 aufweist. Da die Feststoffe
aus Mg(OH)z bestehen, entspricht dieser Wert nur 0,45 g Magnesiumoxyd je Kubikzentimeter.
Der Glühverlust von Magnesiumhydroxyd beträgt 310/0. Die Reinheit dieses Hydrats
beträgt 98,4%Mg0, bezogen auf unverbrennbare Substanz.
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Das Magnesiumhydroxyd wurde in eine Mehretagen-Calciniervorrichtung
(Röstvorrichtung) von dem in der Industrie üblichen Typ eingeführt. Die Calciniervorrichtung
wurde mit Gas als Brennstoff in der Weise beheizt, daß die Beschickung während beträchtlicher
Zeit bei 990° C gehalten und aus der Calciniervorrichtung bei etwa der gleichen
Temperatur entnommen wurde. Eine Probe des entnommenen Produkts wurde in einem Exsikkator
abgekühlt und wies einen Glühverlust von 0,08% auf, woraus sich die praktisch vollständige
Umwandlung in Magnesiumoxyd (Magnesia) ergab.
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Das entnommene Magnesiumoxyd erforderte keine Vermahlung. Es wurde
zu einer Vorverpreßvorrichtung geführt, die aus mit Federn unter Druck gesetzten,
durch ein Getriebe angetriebenen gerippten Walzen bestand. Das Material wies bei
diesem Punkt eine Temperatur von 715° C auf. Der Druck auf den unter Federdruck
stehenden Walzen wurde bis auf 3850 kg/cm2 gesteigert. Zu Beginn der Einführung
lieferten die Walzen nur einen Staub, bis die Rückführung von vorher verpreßtem
Material einen Wert von etwa 22 Gewichtsprozent des gesamten den Walzen zugeführten
Materials erreicht hatte. Danach begannen die Preßlinge eine geite Form anzunehmen
und eine Festigkeit aufzuweisen, die ein Hantieren ermöglichte. Ihr Schüttgewicht
lag im Mittel bei etwa 1,80, was einem hohen Grad an Verdichtung entspricht, da
dies etwa 1,80 g Mg0/je Kubikzentimeter gleichkommt. Diese aus Staub und Bruchstücken
von etwa 6,3 X 6,3 X 76,2 mm Größe bestehenden Preßlinge wurden mit Hilfe eines
Eimeraufzugs zu den Brikettierwalzen gefördert, die so ausgebildet waren, daß mandelförmige
Briketts mit den Abmessungen von etwa 38,1 X 19 X 15,9 mm erzeugt wurden. Die in
die Presse eingeführte Beschickung hatte eine Temperatur von etwa 425° C, die sich
als reichlich erwies, wenn auch bei einer anderen Arbeitsweise die Preßlinge durch
eine Aufheizkammer geführt wurden, worin ihre Temperatur mit vorteilhaften Ergebnissen
auf 825° C erhöht wurde. Mit der Rückführung von 15 Gewichtsprozent an Briketts
und verpreßtem Abfall zu den Preßwalzen wurde eine stetige Arbeitsweise erreicht,
wobei wohlgeformte Briketts ausgezeichneter Dichte erhalten wurden. Durch Anwendung
eines Drucks von 2800 kg/cm2 wurden Briketts mit einer Dichte von 2,0 unter Aufrechterhaltung
der Temperatur in beiden Stufen erzielt.
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Diese Briketts wurden zu dem oberen Ende des Totbrennofens, der in
diesem Fall ein senkrechter Ofen war, gefördert. Durch Sichtung der Briketts vor
ihrem Eintritt in den Ofen ergab sich ein Bruch von weniger als 10 Gewichtsprozent.
Der auffallende Bruch wurde zu den Preßwalzen zurückgeführt.
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Der senkrechte Ofen wurde bei einer Temperatur von etwa 2040° C betrieben.
Die Briketts wurden nach einer Verweilzeit von etwa 4 Stunden im Ofen entnommen
und ergaben ein Schüttgewicht von 3,35 g/cm3. Die Verweilzeit in der Brennzone wurde
auf etwa 30 Minuten geschätzt. Beim Brennen einiger der gleichen Briketts in einem
periodischen Ofen wurde gefunden, daß bei der längeren Verweilzeit von 5 Stunden
bei einer Temperatur von 1600° C ein Schüttgewicht von 3,30 erreicht wurde.