CH91492A - Verfahren zur Herstellung von Kaliumkarbonat und hydraulischem Zement aus kaliumhaltigen Silikatmineralien. - Google Patents

Description

  Verfahren zur     Herstellung    von     haliumkarbonat        und        hydraulischem    Zement aus       kaliunibalti;eu        Silikatmineralien.       Es ist bekannt, dass Feldspat und andere       kaliumhaltigen        Silikatminerialien    durch     Kalk     oder kalkhaltige Stoffe aufgeschlossen werden  können, falls die Mineralien in fein pulveri  siertem Zustand     finit    dem Kalk gemischt und  die     Mischung    auf eine Temperatur     von    1000" C  oder mehr erhitzt werden.

       Dadurch    werden  basische     Kali-Kalk-Alunilnosilikate    gebildet,  deren     Zusammensetzung    durch die     folgende     allgemeine Formel empirisch bezeichnet wer  den kann:       K20,        Na20.        Ca0        ""        AI-20a    ",     Si    02,.  



  In diesen Verbindungen kann ein Teil der  Tonerde durch     Eisensesquioxyd        Fez0s    und  ein Teil des Kalkes durch     Magnesiumoxyd          MgO    oder andere basische Oxyde zweiwerti  ger Metalle ersetzt sein.  



  Im glühenden Zustand der     Mischung    ist       Lias    Alkali lose gebunden, und das chemische  Band ist desto loser, je mehr die     Kalkmenge,     die     Basizität,    vergrössert und ebenfalls je  mehr die Temperatur gesteigert wird. Nach  Kühlen der Mischung kann, wie bekannt, ein         grüf,lerer    oder     kleinerer    Teil des Kalis     abge-          spalten    und     Wasser        gelöst    werden.  



  Falls die Temperatur auf     1-100 .C    oder  noch mehr gesteigert wird, tritt eine derartige  Reaktion ein,     daf,)    das Kali von dem Kalk       ausgetrieben    und vergast wird. Diese Reak  tion ist     iii    dem Patent Nr.     64425        beschrieben.     



  Bei der Ausführung     dieses        Prozesses    in       grof ein        :@I@I; tabe        muss        inan    indessen erheb  lich     hüliere    Temperaturen und zwar bis auf       1450"    C bis 1500"     C    oder     mehr    verwenden.  Diese hohen Temperaturen verteuern den       ProzeL')    wesentlich.  



  Der Erfinder hat indessen gefunden,     dafä     das Kali in sehr einfacher Weise leicht     und     vollständig in     Gasform    schon bei sehr niedri  gen     Temperaturen    abgeschieden werden     kann.          Dieses    Verfahren besteht darin,     dafi        inan    der       Mischung    von     Kalk    und     kaliumhaltigein        DIi-          neral    eine bestimmte,

       gewtilinlich    geringe  Menge fein     zerteilter    Kohle oder eines     koh-          lenhaltigen        Stoffes    hinzusetzt, wonach die       Dlischu g    in einer Kohlensäure enthaltenen       Atmosphäre    erhitzt wird.

             Vorausgesetzt,    dass zum Beispiel Kalifeld  spat     (Orthoklas)    in reiner Form und reines       Calcilimkarbonat    verwendet werden, verläuft  die Reaktion summarisch wie folgt:       K2O#A1203#6Si0z        +        CaC03+3C0+2C+O::     =C30     #A1203        #        6Si0z+K2C03    -1-     4C0+COa.     Es ist indessen empfehlenswert, in der  Praxis     wenigstens    fünfmal das dem Kali  äquivalente Gewicht an Kalk zu verwenden.

    Das Rohmaterial erhält unter diesen Um  ständen folgende Zusammensetzung       K20.        t11203        #6Si0z--[-5CaC03+2C     woraus ersichtlich ist, dass der Kohlengehalt       wenigstens        etwa        2,5        %        betragen        soll.        In        der     Praxis wird indessen zweckmässig eine     Menge          Kohle        verwendet,

          die    4     bis        10        %        des        Roh-          materials    beträgt.  



  Bei der Verwendung grösserer     Mengen     Kohle, als es die für die Reaktion theoretisch  erforderliche ist, wird natürlich die über  schüssige     Meng    e zu Kohlensäure verbrannt.  



  Die Reaktion verläuft desto schneller und  vollständiger, je mehr die Kohle fein zerteilt  ist. Bei Verwendung von     Koks,-Steinkohlen,     Anthrazit oder dergleichen sollen sie so fein  gemahlen werden, dass sie durch ein Draht  gewebe mit 5000 Maschen pro     Quadratcenti-          meter    vollständig hindurchgehen.  



  Statt Kohle kann man, wie erwähnt, eine  geeignete     kohlenhaltige    Substanz, einen or  ganischen     Stoff,    wie Sägespäne oder derglei  chen, verwenden.  



  Statt eines     kaliumhaltigen        Silikatminerals,     was auch natürlich derartige     Mineralien    eilt  haltende Bergarten umfasst, können auch  weniger vollständig verwitterte Produkte  derartiger     Mineralien    und Bergarten, -wie       kalihaltige    Tone, Tonschiefer und dergleichen,  verwendet werden.  



  Die an den Kalk gebundene Kohlensäure  entweicht schon, bevor die Temperatur der  oben beschriebenen Reaktion erreicht worden  ist, und nimmt somit keinen Teil an der       Reaktion.     



  Bei gleichzeitiger Herstellung von Kalium  karbonat und hydraulischem Zement (Port  landzement) wird am besten eine so grosse       Menge        Kalk    - C30 - benutzt werden, dass    das Verhältnis zwischen     dem        Kalk        und     dem ganzen Gehalt der Mischung an Kiesel  säure und     Sesquioxyden    (der sogenannte     hY-          draulisclie    Modul
EMI0002.0054  
    mindestens<B>1-7</B> beträgt.

   In der Praxis wird  indessen     zweckmässig    ein Modul von etwa  2.1 angewendet.     Vorausgesetzt,        dafi    reine  Bestandteile verwendet werden, werden die  Reaktion und die relativen     31eiigen    etwa wie  folgt:

    K20     #        A1203        #        6Si0z        -f-17        CaCOa    -     f-        3C0::    1-     2C     =17     Ca0.A1203#6Si0_+K::

  CO3-@4C0+17        C0@.     Wie aus dieser Gleichung hervorgeht, be  trägt die     Kohlenmenge,    die für die Reaktion  erforderlich ist - wobei die Kohlensäure als  von dem     Ofenbrennstoff    herrührend     angeijoiii-          men    wird - theoretisch genommen etwa     1,5O        1ä     der     Rohmischling.    Wie oben     crw@ihnt.        it        e;

            indessen        ztvuclzniähiger,    eine grössere     Kohlun-          menge    und somit auch hier eine Kohlenmenge       zli        verwenden,    die 4 bis 10 0, '0 des     (-ewichtes     der     Rollmischung    beträgt. Die     Stenge    des       Ofenbrennstoffes        kann    dabei     ini    Verhältnis  zu dieser Vergrösserung     vermindert    werden.  



  Da die kalihaltigen     Silikatmineralien    häufig  eine wesentliche Menge freier Kieselsäure in  der Form von Quarz enthalten und da in  folgedessen der sogenannte     Silikatmodul    (das  Verhältnis zwischen der     Kieselsäure    -     3i0=      einerseits und dem ganzen     Gehalt    an     Sesqui-          oxyden:        A1203+Fe:,>0a    anderseits) häufig ein  wenig zu gross wird, ist es dabei     zweckmässig,     der Rohmischung geringe Mengen Eisenoxyde  (Eisenerz oder dergleichen) oder     sehn    ton  erdellaltige Stoffe (wie Bauxit oder derglei  chen) hinzuzusetzen.

   Derartige Verfahren sind  in der Zementchemie wohlbekannt.  



  Die Temperatur ist natürlich bei dein  vorliegenden Prozess so hoch zu treiben und  das     Brennen    während so langer Zeit fortzu  setzen, dass ein     wohlgebrannter    Zement er  halten wird. Deshalb werden je     nach    den  Umständen Temperaturen von etwa 1250 0  bis 1400 0 C erforderlich. Es ist ausserdem  von Bedeutung, dass die Temperatur und die       Brennzeit    zur Erreichung eines, praktisch       genommen,-        kalifreien    Zementes genügen, weil      seine     Beschaffenheit    sonst nicht tadellos aus  fällt.  



  Der Prozess kann zweckmässig in Öfen  derselben Art, die man bei der gewöhnlichen       Zementbrennung    anwendet, ausgeführt wer  den. Das     Kaliumkarbonat    entweicht dabei in  der Form eines fein zerteilten Rauches, der  zweckmässig derart     aufgesammelt    und ge  wonnen wird, dass die Brenngase - vorteil  haft nach Kühlung - in entsprechender  Weise in innige     Berührungmit        Wassergebraeht     werden, wonach das in das Wasser aufge  nommene     Kaliumkarbonat    durch Eindampfen  der Lösung erhalten wird.  



       Bei    der Ausführung des Prozesses in  Schachtöfen muss das Rohmaterial in geeig  neter Weise brikettiert werden. Dies     kann     zweckmässig derart bewerkstelligt werden,  dass das Rohmaterial, mit Kalkmilch zu einem  festen Teig gefeuchtet, in geeigneter Weise  brikettiert wird.  



  Man kann auch zur Durchführung des  Prozesses elektrische Öfen von zweckdien  licher Bauart verwenden, wobei jedoch na  türlich Kohlensäure oder, falls der Kohlen  gehalt der Brikette genügend gross ist, eine  genügende Menge Luft zuzuführen ist. Die  Temperatur darf selbstredend in keinem Fall    so hoch getrieben werden, dass die     Mineral-          stoffe    schmelzen und von der Kohle geschie  den werden, weil dadurch natürlich jede  chemische Reaktion unmöglich wäre. .

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Kalium karbonat und hydraulischem Zement, dadurch gekennzeichnet, daf> eine innige Mischung von pulverisiertem, kaliumhaltigem Mineral, Kalk und fein zerteilter Kohle in Anwesen heit von Kohlensäure auf eine derartige Tem peratur erhitzt wird, dass das Kali als Kalium karbonat abdestilliert, das in geeigneter Weise aufgesammelt und gewonnen wird.

   UNTERANSPRUCH: Verfahren nach Patentanspruch, dadureli gekennzeichnet, dass der Gehalt der Roh- inischung an Kalk (Ca0) wenigstens 1,7 mal so viel als der ganze Gehalt an Kieselsäure (Si0_) und Sesquioxyden (AI=Os+Fe-0a) be trügt, wobei als Rückstand nach der Ver gasung des Kalis Zementklinker erhalten wird, der nach dein Mahlen hydraulischen Zement (Portlandzement) bildet.