DE487724C

DE487724C - Herstellung von Cordieriten

Info

Publication number: DE487724C
Application number: DES88518D
Authority: DE
Original assignee: FELIX SINGER DR ING DR
Current assignee: FELIX SINGER DR ING DR
Priority date: 1928-11-25
Filing date: 1928-11-25
Publication date: 1929-12-12

Description

Herstellung von Cordieriten Gegenstand des Hauptpatents ist ein Verfahren zur Herstellung von Plagioklasen, d. h. von Körpern, deren Zusammensetzung der allgemeinen Formel R0 - A1203 - 2 Si02 entspricht, in der R0 die Erdalkalioxyde einschließlich Magnesiumoxyd, Zinkoxyd und Eisenoxvdul vorstellt und das in der Weise durchgeführt wird, daß man ein Gemisch dieser Oxyde oder ihrer Verbindungen unterhalb der Schmelztemperatur mit Kieselsäure und Tonerde oder mit den entsprechenden - Kieselsäure- bzw. Aluminiumverbindungen zur Reaktion bringt. Kennzeichnend für das Verfahren des Hauptpatents ist die unterhalb des Schmelzpunktes liegende Reaktionstemperatur.
Durch Zusatzpatent 487 oz2 ist das Verfahren des Hauptpatents weiter ausgebildet worden; nachdem gefunden worden war, daß man, wenn man nach dem Verfahren des Hauptpatents arbeitet und in dem Rohgemisch gleichzeitig Titanverbindungen als Katalysatoren benutzt, Mineralstoffe erzeugen kann, deren Zusammensetzung der allgemeinen Formel R0 - A1203 - 2 Si02 von hexagonalen Mineralien der Nephelingruppe entspricht, wobei R0 Erdalkalioxyde einschließlich Mabmesiumoxyd bzw. Eisenoxydul und Zinkoxyd vorstellt. Bereits durch diesen Ausbau des Verfahrens des Hauptpatents gelingt es, Körper von gesteigerter chemischer und mechanischer Widerstandsfähigkeit zu erzielen.
Bei den weiteren Versuchen des Erfinders hat sich nun überraschenderweise herausgestellt, daß unter bestimmten Voraussetzungen eine noch andere Umsetzung der Bestandteile stattfindet, so daß sich nicht Körper der Plagioklasgruppe oder der Nephelingruppe, sondern solche der allgemeinen Zusammensetzung 2 R0 - 2 A1203 - 5 Si02 bilden. Diese Zusammensetzung entspricht der des Cordierits 2 Mg0 - 2 A1203 - 5 Si02 und sollen hier auch als solche bezeichnet werden. Die Herstellung dieser Körper war bisher ebenfalls nur durch Zusammenschmelzen ihrer einzelnen Komponenten möglich. Die Durchführung dieser Reaktionen im Schmelzfluß hatte jedoch bisher nur theoretisches Interesse. Es war bisher nicht möglich, diese Mineralsynthese technisch, industriell und wirtschaftlich zu verwerten. Nun hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die physikalischen Eigenschaften von Körpern der Cordieritgruppe noch günstiger sind als die Eigenschaften der im Hauptpatent beschriebenen Körper der Plagioklasgruppe. Ganz besonders zeigen die synthetisch hergestellten Körper der Cordieritgruppe eine auffallend große und vollkommen unerwartete mechanische Festigkeit. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit einer praktischen Verwertung. Dieselbe wird in außerordentlich einfacher und wirtschaftlicher Weise nach dem vorliegenden Verfahren erzielt, bei dem in der gleichen Weise vorgegangen wird wie bei dem Verfahren des Hauptpatents, _ mit dem Unterschied, daß die Umsetzung unter der Schmelztemperatur in Gegenwart von Hydroxylionen durchgeführt bzw. eingeleitet wird. Es ist bereits bekannt, Wasser als Reagens für die Beeinflussung der physikalischen Eigenschaften von amorphem Kieselsäureglas zu benutzen. Jedoch handelt es sich hierbei im Gegensatz zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung um ein Einstoffsystem, bei dem der Verlauf des Vorganges höchstwahrscheinlich vollkommen anders verläuft als im Fall der vorliegenden Erfindung, die ein Dreistoffsystem betrifft. Bei letzterem scheinen die Hydroxylgruppen schon außerordentlich früh als Kristallisatoren zu wirken. Eine theoretische Erklärung hierfür besteht bisher ebensowenig wie für den Einfluß von Wasser auf die Eigenschaften von amorphem Kieselsäureglas. Für die Durchführung des Verfahrens ist es erforderlich, in die Ausgangsmischung hydroxylhaltige Stoffe einzuführen, beispielsweise geringe Mengen kristallwasserhaltiger Salze, wonach die Umsetzung entsprechend dem Verfahren des Hauptpatents durchgeführt wird. Man erhält auf diese Weise Körper von abweichenden, physikalischen Eigenschaften gegenüber den nach dem Hauptpatent hergesfellten Stoffen, insbesondere in bezug auf mechanische und chemische Widerstandsfähigkeit, die bisher technisch nicht hergestellt werden konnten.
Es ist bei dem Verfahren nicht erforderlich, mit Rohstoffmischungen zu arbeiten, deren Zusammensetzung genau der Formel 2 R0 ' 2 A1203 ' 5 S102 entspricht; man kann auch von diesem Mischungsverhältnis in gewissen Grenzen abweichen, wenn es nicht darauf ankommt, die Cordieritkörper rein zu erhalten und Beimengungen anderer Körper nicht schädlich wirken.
Die nach dem neuen Verfahren hergestellten synthetischen Körper der Cordieritgruppe sind wegen ihrer hohen Widerstandsfähigkeit gegen Säuren und Basen sehr geeignete Werkstoffe zur Herstellung von Geräten aller Art, besonders von chemischen Apparaturen, die den Angriffen korrodierender Flüssigkeiten und Gase ausgesetzt sind, ebenso auch als Werkstoffe für Schleifmaterialien, ferner zur Herstellung mechanischer, sehr widerstandsfähiger Steine, elektrotechnischer Isoliermaterialien usw.
Die folgenden Beispiele der Zusammensetzung der Reaktionssätze und der zweckmäßigsten Erhitzungstemperaturen veranschaulichen das Verfahren.
Magnesiumkarbonat . . . .. . . . . 23,10/O Tonerdeanhydrid ........... 1q.,00/, Tonerdehydrat ............. 21,q.0/, Quarz .................... 41,5% Bäriumkarbonat ........... 23,5% Magnesiumkarbonat ....... io,o0/0 Zettlitzer Kaolin ........... q.6,10/0 Tonerdeanhydrid ........... 6,x0/, Quarz .................... 14,3% Magnesiumhydrosilicat ...... 40,00/0 Tonerdehydrosilicat ........ 4o,80/, Tonerdeanhydrid ........... 16,f0/, Quarz .................... 31,1% Aluminiumsulfat, kristallisiert 23,2% Tonerdeanhydrid ... ....... ----o,20/, -Dolomit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2z,40 /o Quarz ...... ............. 35,2% Die Materialien werden in an sich bekannter Weise innig gemischt, beispielsweise durch Pressen unter hohem Druck, in eine geeignete Form gebracht und bis unterhalb der Schmelztemperatur erhitzt. Für die obigen Mischungen gilt hierbei im allgemeinen eine Temperatur zwischen i Zoo und 1400'.
Als hydroxylgruppenhaltige Verbindungen kommen beispielsweise folgende Stoffe in Frage Magnesiumhydroxyd, Calciumhydroxyd, Bariumhydroxyd, Strontiumhydroxyd, Aluminiumhydroxyd, Kieselgallerte, kristallisiertes Aluminiumsulfat, ferner wasserhaltige Ammoniumsalze, wie (NH4)2 C204 - H20, (NHJ, S04 - Fe S04 - 6 H20 usw.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Cordieriten gemäß Patent 486 218, jedoch in dem für Körper der Cordieritgruppe entsprechendem oder annähernd entsprechendem Mengenverhältnis, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reaktionsgemisch vor der Erhitzung hydroxylgruppenhaltige Stoffe zugesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Synthese von Körpern der Cordieritgruppe notwendigen Hauptbestandteile in Form hydroxylhaltiger Verbindungen zur Einführung gelangen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben den für die Synthese von Körpern der Cordieritgruppe notwendigen Hauptbestandteilen hydroxylhaltige Hilfskörper benutzt werden.