DE900911C - Verfahren zur Herstellung von synthetischen anorganischen Silikaten - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von synthetischen anorganischen Silikaten

Info

Publication number
DE900911C
DE900911C DEP1819A DE0001819A DE900911C DE 900911 C DE900911 C DE 900911C DE P1819 A DEP1819 A DE P1819A DE 0001819 A DE0001819 A DE 0001819A DE 900911 C DE900911 C DE 900911C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mullite
mixture
calcined
production
synthetic
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.)
Expired
Application number
DEP1819A
Other languages
English (en)
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.)
Pilkington Group Ltd
Original Assignee
Pilkington Brothers Ltd
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 Pilkington Brothers Ltd filed Critical Pilkington Brothers Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE900911C publication Critical patent/DE900911C/de
Expired 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
    • 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
    • C04B35/16Shaped 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 silicates other than clay
    • C04B35/18Shaped 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 silicates other than clay rich in aluminium oxide
    • C04B35/185Mullite 3Al2O3-2SiO2
    • 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
    • C04B35/16Shaped 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 silicates other than clay
    • C04B35/18Shaped 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 silicates other than clay rich in aluminium oxide

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Description

  • Verfahren zur Herstellung von synthetischen anorganischen Silikaten Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung eines synthetischen Mullits.
  • Reines Mullit ist ein hochwertiges feuerfestes Material, das infolge seiner dicht verfilzten Kristallstruktur eine gute mechanische Festigkeit hat und das keine glasige @ Grundmasse enthält, die während des Gebrauchs infolge der durch äußere chemische Angriffe herabgesetzten Schmelzbarkeit aus dem Material austreten kann.
  • Es ist indessen bisher nicht möglich gewesen, ein synthetisches Mullit herzustellen, das gleichartige Eigenschaften wie der natürliche Stoff besitzt.
  • Es ist vorgeschlagen worden, elektrische Isolatoren und ähnliche Teile mit besonders hohen Isolationseigenschaften und beträchtlicher Härte sowie Gasundurchlässigkeit bei hohen Temperaturen aus Mischungen herzustellen, die 85 bis 5o Teile eines reinen, nichtalkalischen, kalzinierten Aluminiums umfassen, wobei vorzugsweise ein kleiner Teil Aluminiumhydrat enthält und die 17 bis 57 Teile aus reinem Kaolin umfassen, die bei Temperaturen zwischen i7oo und 180o° C gebrannt sind. Ein weiterer Vorschlag zur Erzeugung von keramischem Material reit starker Mullitanreicherung geht dahin, Mischungen zu brennen, die aus Silikaten der Sillimanitgruppe und Stoffen bestehen, die reich an Aluminium sind, wobei die letztgenannten Stoffe aus wäßrigen Lösungen von Aluminiumsalten bestehen.
  • Beim Kalzinieren bei hoher Temperatur, gewöhnlich bei Temperaturen über 1q.00° C, von Kaolin (A1203 » 2 S'02 - 2 H20) oder von Cyanit oder Sillimanit, welches zwei verschiedene Kristallformen von A12 03 S'01 sind, oder von anderen Aluminiumsilikaten ist es verhältnismäßig leicht, das Wachstum der Mullitkristalle, deren Formel annähernd 3 A12 03 - 2 S'02 ist, zu fördern, jedoch ist in dem so hergestellten Material ein Rückstand von überschüssigem Siliciumdioxyd (S'02), gewöhnlich in Form einer glasigen Grundmasse, vorhanden. Diese glasige Grundmasse des Siliciumdioxyds ist nachteilig hinsichtlich der Erhaltung der Feuerfestigkeit des Materials, so bei dessen Verwer.-dung in Wannenöfen, die beim Schmelzen der Rohbestandteile zur Glasherstellung benutzt werden. In solchen Öfen herrschen Bedingungen, die das Material den Angriffen alkalischen Staubes und der Ofengase aussetzen, so daß seine Schmelzbarkeit herabgesetzt wird und dadurch der niedrigschmelzende Anteil aus dem feuerfesten Material austreten kann, wodurch eine offene poröse Struktur entsteht, welche das Material im Betrieb unbrauchbar werden läßt.
  • Wenn nun ein feuerfestes Mullit hergestellt werden kann, das keine glasige Grundmasse enthält, die bei Gegenwart alkalischen Staubes usw. durch ihren Austritt eine Schwächung der Struktur verursacht, so hat man den ganzen Vorteil der charakteristisch guten mechanischen und chemischen Eigenschaften des reinen Mullits als ein feuerfestes Material im Betrieb bei hohen Temperaturen. Versuche, ein feuerfestes All-Mullit herzustellen, dadurch, daß man die richtige Menge von Tonerde (A1203) einführt, um mit diesem Überschuß Siliciumdioxyd zu verbinden, ergaben eine Mischung von Mullit, Korund (eine besondere kristalline Form von A12 03) und Siliciumdioxyd.
  • Es wurde beispielsweise gefunden, daß das Kalzinieren einer Mischung von gemahlenem Sillimanit (Naturstein) und Tonerde in Verhältnissen, wie sie im Mullit vorliegen, ein Material ergibt, welches Mullit und Korund enthält.
  • A. J. Bradley und A. L. Roussin (vgl. Transaction of the Ceramic Soc., [1932], 31, 422) haben Mischungen von Porzellanen beschrieben, welche bei der Röntgenstrahlprüfung ein Spektrum zeigten, das ähnlich, aber nicht identisch ist mit demjenigen des Mullits, und schlugen dafür den Namen Porzite vor.
  • H. P. Rocksby und J. H. Partridge (vgl. Journal of the Society of Glass Technology, [19391, 23, 338) haben Ergebnisse veröffentlicht, die sich auf Röntgenstrahlenprüfungen der Struktur von künstlichem und natürlichem Mullit und Sillimanit beziehen. Sie billigten die Annahmen von Bradley und Roussin nicht, daß ihr Porzit ein neues Aluminiumsilikat sei, und stellten drei Formen von Mullit fest. Nämlich: a. a-Mullit. Dieses enthält 72 °/o A1203 und 28 Gewichtsprozent Si 0, Es hat die Formel 3 A12 03 - 2 Si 02. Diese Form war in keiner der natürlichen Proben festgestellt worden, aber sie wurde synthetisch hergestellt dadurch, daß reines Siliciumdioxyd (Si02) und reine Tonerde (A12 03) im richtigen Verhältnis zusammen vermahlen wurden und die Mischung bei 175o° C kalziniert wurde. Ein solches zu geformten Gegenständen verpreßtes Material ist nicht bekanntgeworden.
  • 2. ß-Mullit. Dieses enthält 72 bis 78 % A12 03 und 28 bis 22 Gewichtsprozent Si 02. Seine Formel ist annähernd 3 A12 03 - 2 Si 02, Das Röntgenstrahlenspektrum für dieses Material entspricht demjenigen der Mullitkristalle, die in den Blöcken des im Elektroofen geschmolzenen. und gegossenen Materials gefunden wurden, und demjenigen des Naturmullits aus Nordamerika. Eine sehr ähnliche kristallographische Substanz wurde künstlich hergestellt, indem reines Siliciumdioxyd (Si 0,) mit reiner Tonerde (A1,0,) im ÜberschuB von 72: 28 (Tonerde zu Siliciumdioxyd) gemischt und die Mischung bei 180o° C kalziniert wurde.
  • 3. y-Mullit. Dieses wurde in Proben des Naturmaterials von der Insel Mull (daher der Name Mullit) gefunden. Ein dem gefundenen Material sehr ähnliches Material wurde dadurch hergestellt, daß man das Verfahren nach 1. bei der Synthese des a-Mullits wiederholte, nur mit dem Unterschied, daß 1 % der Tonerde (A12 03) durch 1% Titandioxyd (Ti OZ) oder durch weniger als 1 °/o Eisenoxyd (Fe, 03) ersetzt wurde.
  • Die Erfindung sieht ein Verfahren zur Herstellung von synthetischem Mullit vor, wobei eine innige Mischung von Tonerde und Aluminiumsilikat, welche eine organische Silicoverbindung als Bindemittel enthält, bei einer Temperatur von wenigstens 150o° C kälziniert wird. Das Verhältnis von Tonerde zu Siliciumdioxyd in der kalzinierten Mischung liegt zwischen 72 und 78 Gewichtsprozent A1203 und zwischen 28 und 22 Gewichtsprozent S02.
  • Die Kalzinierungstemperatur sollte bei wenigstens 1500° C liegen, jedoch ist, wenn ein besonders dichtes Material gewünscht wird, eine höhere Temperatur, z. B. 165o bis 170o° C, zulässig.
  • Das Aluminiumsilikat (wie Cyanit oder Siilimanit) soll von hoher Reinheit sein und beide, das Aluminiumsilikat und die Tonerde, müssen so fein gemahlen sein, daß sie ein 6400 oder feineres Maschinensieb zu passieren vermögen.
  • Die organische Sihcoverbindung ist vorzugsweise ein Äthylsilikat oder eine Mischung der Äthylsilikate mit gewöhnlich 4.o bis 47 Gewichtsprozent Siliciumdioxyd (Si 0,), so wie sie im Handel üblich sind. Der Silicoester kann in wäßriger Lösung oder in Alkohol-Wasser-Gemisch dispergiert Verwendung finden, und die in die Mischung eingebrachte Menge des Silicoesters kann eingestellt werden entsprechend der Konsistenz, die zur Verfestigung der Endmischung erforderlich ist. In einigen Fällen kann 1 Gewichtsprozent, berechnet auf die trockene Mischung, angemessen erscheinen, während andererseits Versuche gezeigt haben, daß eine Menge von 5 °/o, bezogen auf die Trockenmischung, sehr wirksame Ergebnisse hervorgebracht hat.
  • Die Bestandteile müssen gründlich gemischt werden. Wenn der Silicoester sich spaltet, befindet sich das entstehende reine Siliciumdioxyd in einem sehr fein verteilten Zustande und ist reaktionsfähiger als die gewöhnliche feingemahlene Kieselsäure. Da diese Kieselsäure als Lösung oder Dispersion eingeführt wird, kann man annehmen, daß sie gleichförmig verteilt ist.
  • Das folgende Beispiel veranschaulicht, wie das Verfahren nach der Erfindung durchgeführt wird: 500 g Natursillimanitsteine, welche 58 °/o (29o g) A12 03 und 39 °/o (I95 g) Si 0, enthalten, werden (zermahlen etwa auf Durchgang durch ein Sieb mit 6qoo Maschen/cm2) mit 50o g kalzinierter Tonerde (A1203) von gleicher Korngröße und 2q:7 ccm Silicoester (enthaltend 46,5 Gewichtsprozent Silika, äquivalent 112 g Si 02) in einer Alkohol-Wasser-Lösung, bestehend aus 6o ccm Alkohol und 27 ccm Wasser, innig gemischt. Das Verhältnis in der Mischung von Gesamttonerde zu Gesamtsiliciumdioxyd war 72 zu 28. Nachdem die Mischung zum gewünschten Gegenstand geformt worden war, wurde sie in einem mit Gas-Luft befeuerten Ofen auf eine Temperatur zwischen 1650 und 170o° erhitzt. Das erhaltene Produkt war ein synthetisches a-Mullit.
  • Bei leichter Steigerung des Tonerdeanteils im Verhältnis zu Siliciumdioxyd kann ß-Mullit in ähnlicher Weise hergestellt werden. Bei der Herstellung von schwer schmelzbarem Material, welches für die Glasherstellung zu verwenden beabsichtigt ist, hat die Erfahrung gezeigt, daß die hier beschriebene Aluminiumverbindung bei einer Temperatur von wenigstens 1500° C kalziniert werden sollte. Die Mischung läßt sich vor dem Erhitzen durch Pressen, Stanzen, Strangpressen oder Gießen ausgezeichnet verarbeiten. Der für den Formungsprozeß notwendige Feuchtigkeitsgehalt wird durch Abstimmung der Wassermenge auf die Mischung erhalten, gegebenenfalls durch Rücktrocknung. Es härtet ziemlich schnell in warmer Luft.
  • Die Porosität des hergestellten Materials kann durch Zermahlen nach dem Kalzinieren und Wiederversetzen mit einem organischen Bindemittel, z. B. Polyvinylalkohol, sowie anschließender Verformung und abermaligen kalzinieren vermindert werden.
  • Ein nach der vorliegenden Erfindung hergestelltes synthetisches Mullit kann als Verbundmaterial für gewisse andere hochschmelzende Stoffe, z. B. Korund, verwendet werden, aber nicht für Stoffe, wie Zirkon, mit welchem Mullit reagieren würde, was eine Herabsetzung des Schmelzpunktes der Mischung zur Folge haben würde.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von synthetischem Mullit, in dem eine innige Mischung aus Tonerde und Aluminiumsilikat mit einem Bindemittel aus einer organischen Silicoverbindung bei einer Temperatur von wenigstens 1500° C kalziniert wird, wobei das Verhältnis in der kalzinierten Mischung zwischen 72 und 78 Gewichtsprozent A1203 und 28 und 22 Gewichtsprozent S'02 liegt.
  2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, in welchem die organische Silicoverbindung ein Äthylsilikat ist.
  3. 3. Verfahren zum Herstellen von synthetischem Mullit nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Natursillimanit, etwa auf Durchgang durch ein Sieb von 6400 Maschen/cm2 zerkleinert, mit kalzinierter Tonerde gleicher Korngröße und Silicoester gemischt wird, wobei das Gewichtsverhältnis von A12 03 : S' 02 in der Masse etwa 72: 28 entspricht, die Mischung geformt wird und die Formlinge bei etwa 165o bis 1700° C gebrannt werden. q..
  4. Ein schwer schmelzbares All-Mullit-Material hergestellt nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 3.
  5. 5. Schwer schmelzbarer All-Mullit-Gegenstand, z. B. ein Block oder Topf, aus synthetischen anorganischen Silikaten, hergestellt nach den Ansprüchen 1 bis q.. Angezogene Druckschriften Deutsche Patentschriften Nr. 738 970, 589 556.
DEP1819A 1948-01-06 1950-06-10 Verfahren zur Herstellung von synthetischen anorganischen Silikaten Expired DE900911C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB900911X 1948-01-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE900911C true DE900911C (de) 1954-01-04

Family

ID=10674865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEP1819A Expired DE900911C (de) 1948-01-06 1950-06-10 Verfahren zur Herstellung von synthetischen anorganischen Silikaten

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE900911C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1219842B (de) * 1957-02-15 1966-06-23 Zdenek Engelthaler Verwendung feiner Sande als Rohstoffzusatz zu minderwertigen Tonen

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE589556C (de) * 1931-11-29 1933-12-09 Ton & Steinzeug Werke Akt Ges Verfahren zur Herstellung von Mullit
DE738970C (de) * 1937-07-01 1943-09-07 Staatliche Porzellan Manufaktu Geraete von grosser Haerte und Isolierfaehigkeit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE589556C (de) * 1931-11-29 1933-12-09 Ton & Steinzeug Werke Akt Ges Verfahren zur Herstellung von Mullit
DE738970C (de) * 1937-07-01 1943-09-07 Staatliche Porzellan Manufaktu Geraete von grosser Haerte und Isolierfaehigkeit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1219842B (de) * 1957-02-15 1966-06-23 Zdenek Engelthaler Verwendung feiner Sande als Rohstoffzusatz zu minderwertigen Tonen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0463437A1 (de) Sinterformkörper auf Basis von Aluminiumtitanat, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung
DE2253921A1 (de) Anorganische, hitzebestaendige, faserige zusammensetzungen
DE2536414B2 (de) Feuerfestes Gemisch und daraus hergestelltes Betonerzeugnis
EP0100306A2 (de) Verfahren zur Herstellung von feuerfesten, kohlenstoffhaltigen, nicht-basischen und nicht-isolierenden Steinen und Massen
DE10053528A1 (de) Cristobalit-freies Mullitkorn mit verminderter Reaktivität gegenüber geschmolzenem Aluminium und Verfahren zu dessen Herstellung
DE900911C (de) Verfahren zur Herstellung von synthetischen anorganischen Silikaten
DE3105596C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Formteils und seine Verwendung
DE2249814C3 (de) Gebrannter feuerfester Formkörper
DE855674C (de) Herstellung raumbestaendiger Mulliterzeugnisse
DE2432791A1 (de) Feuerfestes bindemittel
DE2718332A1 (de) Hitzebestaendiges poroeses verbundmaterial
DE1274024B (de) Verfahren zum Herstellen eines feuerfesten Materials auf der Grundlage von Tonerde und Kieselerde
DE3536407C2 (de)
DE661269C (de) Verfahren zur Herstellung von Glaswannenbloecken und anderen feuerfesten Gegenstaenden, die dem Angriff von geschmolzenem Glas ausgesetzt sind
DE2739040C3 (de) Feuerfeste Massen auf Basis von Aluminiumsilikaten und ihre Verwendung
DE2139459C3 (de) Verfahren zur Herstellung von gegenüber einer chemischen Ätzung durch Glasschmelzen, Schlacken u.dgl. besonders widerstandsfähigen Materialen
DE1156011B (de) Mischung zur Herstellung warmfester Isolierkoerper
DE4029166A1 (de) Sinterformkoerper auf basis von aluminiumtitanat, verfahren zu ihrer herstellung sowie deren verwendung
DE1030753B (de) Verfahren zur Erzeugung von feuerfesten Koerpern aus einer vorgebrannten Mullitformmasse
DE656877C (de) Verfahren zur Herstellung von Glaswannenbloecken
DE1920488C3 (de) Kalksandsteine und Verfahren zu deren Herstellung
DE1961144C (de) Verfahren zur Herstellung kera mischer Wandfliesen Ausscheidung aus 1925060
DE1646583C (de) Keramisch gebundener, feuerfester Formkörper hohen Tonerdegehaltes
DE765119C (de) Verfahren zur Herstellung feuerfester Steine aus kieselsaeurereichen Ausgangsstoffen
AT225596B (de) Verfahren zur Herstellung feuerfester gegen eisenhaltige Schlacken beständiger Körper