CH100612A - Verfahren zur Herstellung einer glasartigen Schmelzmasse aus Tonerdekalksilikaten. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung einer glasartigen Schmelzmasse aus     Tonerdekalksilikaten.       Es ist bekannt, durch Schmelzen von na  türlichen Gesteinen, wie z. B. Basalt, Kalk  merkel usw., glasartige Massen herzustellen.  Derartige Massen eignen sich jedoch nur in  den seltensten Fällen zur Fabrikation von  industriellen Erzeugnissen und zur glastech  nischen Bearbeitung. Sie sind meistens nicht  stabile Produkte und verändern sich bei Er  hitzung, während glastechnischer Bearbeitung.  Sie sind auch in den meisten Fällen chemisch  nicht     indifferent    und werden leicht durch  äussere Einflüsse angegriffen. Auch die me  chanischen und physikalischen Eigenschaften  solcher Schmelzen entsprechen nur selten den  Anforderungen der Technik.  



  Die vorliegende Erfindung bezieht sich  auf Herstellung einer glasartigen Masse, die  in der Hauptsache aus     Tonerdekalksilikaten     besteht und die allen Anforderungen der  Technik in weitgehendster Weise genügt. Es  hat sich nämlich herausgestellt, dass man  eine vollkommen stabile, chemisch ausser  ordentlich träge, nahezu voltständig indiffe  rente und in jeder Hinsicht den Forderungen  der Technik entsprechende glasartige Masse  erhält, wenn man gemäss vorliegendem Ver-    fahren ein natürliches Gestein, welches haupt  sächlich aus     Ca0,    A1203 und     Si02    besteht,  durch Zusatz von mindestens einem dieser  Oxyde so komplettiert und das Gemisch  schmilzt,

   dass die aus dieser Mischung erhält  liche glasartige Schmelzmasse annähernd die  Zusammensetzung eines     ternären        Eutektikums     des     ternären    Systems     Calciumoxyd-Alumi-          niumoxyd-Siliciumdioxyd    aufweist.     Die-Kom-          plettierung    kann so erfolgen, dass ein die zuzu  setzenden Oxyde enthaltendes Gestein ver  wendet wird.  



  Alle in obiger Weise zusammengesetzten  Gemische entsprechen folgenden     Eutektika,     denen in Klammer     jedesmal    der Schmelz  punkt beigefügt ist       Ternäre        Eutektika:          Ca0.    A1203.     2Si02    ;     Ca0.        Si02    ;

       Si02    (1165  C)       Ca0.   <B>A1203</B> . 2S102;<B>A1203</B>.     S102;    S102 (13450<B>0)</B>       2Ca0.A1203.Si02;3Ca0.2Si02;        Ca0.Si02          (1310 C)          2Ca0.A1203.Si02;        Ca0.A1203;        3Ca0.5A1203     (1505  C)       Ca0.A1203.2Si02;        2Ca0.A1203    .     Si02;        Ca0S102     (1265 C)           Ca0.A1203.2Si02.;        2Ca0.A120a.Si02;    A12 0s  (1380  C)       2Ca0.Si02;

          Ca0.A120s;        5Ca0.3A120s          (13350    C)       2Ca0.        Si02;        3Ca0.        A1203;        5Ca0.3AlsOs          (1335o    C)  Alle chemischen und physikalischen Ei  genschaften der Chemisch reinen     Eutektika     des     ternären    Systems     Ca0.    A120,3 .     Si02    sind  bekannt. (Vergleiche G.

   A.     Rankin    : Das     ter-          näre    System:     Calciumoxyd-Aluminiumoxyd-          Siliciumdioxyd;    Mitteilungen aus dem Labo  ratorium für Geophysik der     Carnegie-Irrstitu-          tion    in Washington,     Nr.25    Zeitschrift für  anorganische und allgemeine Chemie, Band 92,  Seite 213-296, 1915.)  Es lassen sich also nach dem Verfahren  glasartige Massen aus     Tonerdekalksilikaten     zusammensetzen, deren Schmelzpunkt zwi  schen 11650 C und     15050    C liegen.

   Auf diese  Weise kann man je nach dein technischen  Zweck, zu dem die neue Masse dienen soll,  das eine oder das andere     Eutektikum    als  Grundlage benützen.  



  Dabei hat sich herausgestellt, dass es  nicht erforderlich ist, reine Ausgangsprodukte  zu benützen, weil geringe Verunreinigungen  von einigen Prozent der Schmelze mit an  dern Silikaten, wie Eisen- oder Magnesium  silikaten und ähnlichen, die chemischen und  physikalischen Eigenschaften der Schmelze  nur sehr schwach beeinflussen. Allerdings  muss man im Falle der Anwesenheit solcher  Verunreinigungen     dafiir    sorgen, dass der  Schmelze ein entsprechender Überschuss an       Si0_    beigefügt wird, um alle Verunreinigun  gen, die nicht flüssig sind, in entsprechende  stabile Silikate überzuführen. Dieser Über  schuf) an     Si02    muss von Fall zu Fall, je  nach der Art und Menge der Verunreinigun  gen der Ausgangsmaterialien empirisch fest  gestellt werden.  



  Als Ausgangsmaterialien können Kalk,  Tonerde und Quarzsand benützt werden.  Besser jedoch nimmt man zur Herstellung  der neuen Masse ein oder mehrere Gesteine,  die bereits die obigen Oxyde als Hauptbe-         standteil    in einem günstigen Verhältnis ent  halten. Man komplettiert alsdann die ge  wünschte Zusammensetzung durch ein oder  zwei der obigen Oxyde. Sehr gut eignen sich  für diesen Zweck die sogenannten Kalk  mergel, wie zum Beispiel der Flensburger  Kalkmergel.

   Dieser Mergel enthält in der       Hauptsache        ca.        20,1%        Ca0,        ca.        9,8        %        A1203,          ca.        42,2        %        Si02        und        ausserdem        ca.    4     0%        an-          dere    Oxyde nebst Bestandteilen, die während  des Schmelzens ;ich verflüchtigen.  



  Die Schmelzmasse wird ähnlich wie die  gewöhnlichen Gläser in einem Glasofen, am  besten in einem Wannenofen, geschmolzen  und weiter mit den üblichen Mitteln der  Glastechnik bearbeitet: gepresst, gegossen oder  geblasen, je nach den speziellen Eigenschaften  der betreffenden     Zusammensetzung    und je  nach dem Fabrikationsobjekt. Die Bearbeitung  bietet keine besonderen Schwierigkeiten, da  die neue Masse vorzügliche glastechnische  Eigenschaften besitzt. Sie wird sich sowohl  für industrielle Fabrikationsobjekte     eignen,     wie z. B. Wandtafeln, feuerfeste Gegenstände,  Isolationskörper usw., als auch für Gebrauchs  gegenstände, wie Flaschen, Vasen, Krüge,  Tassen, Teller usw.

   Die chemische Wider  standsfähigkeit der' neuen Masse ist sehr  gross, so dass dieselbe auch in der chemischen  Industrie und in Laboratorien als vorteilhafter  Ersatz für die jetzt benützten Gläser zu ge  brauchen ist.    <I>Beispiel:</I>  Um eine Schmelzmasse mit relativ nie  drigem Schmelzpunkt zu erhalten, wählt man  das     Eutektikum        Ca0.        A120,3    .     2Si02;        2Ca0.          4120s.        Si02;

          Ca0    .     S102.    Man nimmt auf je  100     gr    Flensburger Mergel 9,5     gr        Ca0    und  7,2     gr    Tonerde. Die     geschmolzene    Masse ist  sehr widerstandsfähig und erweicht bei zirka  1200 0 C.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung einer glasarti gen Schmelzmasse aus Tonerdekalksilikaten; dadurch gekennzeichnet, dass man ein natür liches Gestein, welches hauptsächlich aus Ca02. A120s und Si02 besteht, durch Zusätze von mindestens einem dieser Oxyde so kom plettiert und das Gemisch schmilzt, dass die aus dieser Mischung erhältliche glasartige Schmelzmasse annähernd die Zusammenset zung eines Lernären Eutektikums des ternären Systems Calciumoxy d -Aluminiumoxyd - Sili- ciumdioxyd aufweist.

   UNTERANSPRUCH: Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Überschuss an Si02 zusetzt, der so gewählt wird, dass nahezu sämtliche in den Ausgangsmaterialien sich befindenden Verunreinigungen beim Schmelzen in stabile Silikate verwandelt werden.