PROCESS FOR MAKING FOAM GLASS PRODUCTS

Abstract: 1. A process for the production of homogeneous foam glass granulates by heat treatment of fine dusts or light ashes of the type accumulating in the production of silicon or ferrosilicon and also aqueous alkaline solutions, optionally aqueous alkali metal silicate solutions, characterized in that a) a mixture consisting of fine dust or light ashes with an SiO2 -content of from 45 to 98 % by weight and preferably from 89 to 98 % by weight, an aqueous alkali metal silicate and/or an aqueous alkali metal hydroxide solution and optionally water is prepared, b) the molar composition of the mixture corresponding to general formula I (Me2 O) . (SiO2 )n . (H2 O)m in which Me = sodium or potassium, n = 5 to 8 and m = 19 to 45, c) the mixture thus prepared is processed for 10 to 60 minutes in a mixing and kneading apparatus heated to 100-150 degrees C to form a plastic mass and at the same time reacted, d) the homogeneous reaction product obtained is discharged while still plastic, forced through a perforated disc and size-reduced by a cutting unit arranged on the outside of the perforated disc and e) the hardened product is expanded by heating for 10 to 15 minutes to temperatures of from 200 to 300 degrees C.

Description: 1?Verfahren zur Herstellung von Schaumglasrodktfl Gegenstand der Erfindung ist ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Schaumglasprodukten durch thermische Behandlung von Alkalisilikaten oder Alkalihydroxiden sowie Flugstaub oder Flugasche mit einem SiO2-Gehalt von 45 bis 98 Gewichtsprozent, vorzugsweise 89 bis 98 Ge- wichtsprozent. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, die ganz oder teilweise aus Wasserglasschaum bestehen und denen andere Feststoffe wie Kaolin, Glimmer und Talkum zugesetzt sind, wobei die Gemische bei Temperaturen von 480 bis 500 C verschäumt werden, sind bereits bekannt. Auch hat man schon Schaumstoffe hergestellt, die ausser Wasserglas Flugstaub mit einem hohen SiO2-Gehalt, Aluminiumpulver sowie Aluminiumphosphat enthalten und zu feuerfesten Produkten bei Temperaturen von etwa 4000C verschäumt erden. Es wurde nun gefunden, dass man Schaumglasprodukte mit granulatartigen Eigenschaften auch herstellen kann, ohne dass es derartig hoher Temperaturen bedarf und wobei keine weiteren als Härter wirkende Zusätze Anwendung finden. Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Schaumglasprodukten aus Flugstaub oder Flugasche sowie Alkalisilikaten oder Alkalihydroxiden durch thermische Behandlung ist dadurch gekennzeichnet, dass Alkalisilikatoder Alkalihydroxidlösungen mit Flugstssuben oder Flugaschen sowie Wasser in einer aufgeheizten Misch- und Knetvorrichtung vermischt und gleichzeitig zur Reaktion gebracht werden, wobei die Verweilzeit 10 bis 60 Minuten betrugt und die molare Zusammensetzung des Gemisches der Formel (Me2O) . (Sio2)n (H2O)rn 1 in der n = 5 bis 8, m = 19 bis 45, Me = Natrium oder Kalium bedeuten, entspricht, das Gemisch noch im plastischen Zustand ausgetragen und durch eine Lochscheibe gepresst sowie durch eine an der Aussenseite der Lochscheibe liegende Schneidvorrichtung wie zum Beispiel ein Schneidflügel oder eine Abschneidblende zerkleinert und anschliessend das erhärtete Produkt bei Temperaturen von 200 bis 300 C aufgebläht wird. Für das obige Verfahren kommen generell Flugstäube oder Flugaschen in Frage, die bei der Siliciun- oder Ferrosiliciumherstellung anfallen und die im allgemeinen etwa 45 bis 98, vorzugsweise 89 bis 98 Gewichtsprozent SiO2 enthalten. Der restliche Gehalt entfällt auf kleine Mengen an Siliciumcarbiden, Kohlenstoff und ferner Eisen und Aluminiumoxide sowie Titandioxid. Als Alkalisilikatlösungen kommen handelsübliche Produkte mit Molverhältnissen von Na20 beziehungsweise K,O : SiO wie 1 : 2 bis 1 : 4 in Frage. Insbesondere werden Natriumsilikatlösungen, die als Wasserglas 37/40 bezeichnet werden und ein Molverhältnis von Na20 : SiG2 wie 1 : 3,46 und einen Feststoffgehalt von 34,9 Gewichtsprozent besitzen, verwendet. Es hat sich gezeigt, dass bei der Zusammensetzung des Gemisches gemäss der Formel 1 besonders technisch brauchbare Produkte erhalten werden, wenn n den Wert 5 bis 6 und m im Bereich der Werte 22 bis 43 bei Verwendung von Alkalisilikat liegt, wobei Me Natrium bedeutet. Die zuzusetzende Menge Wasser ergibt sich aus den in der Formel I angeführten Grenzen, sofern nicht in der verwendeten Alkalisilikat lösung entsprechende Wassermengen von vornherein vorhanden sein sollten. Entsprechendes gilt auch für Natriumhydroxid- und Kaliumhydrox.id- lösungen. Gewünschtenfalls können auch Gemische aus Alkalisilikat- und Alkalihydroxidlösungen eingesetzt werden. Zur Durchführung des Verfahrens wird in einer auf 100 bis 15000 aufgeheizten Misch- und Knetvorrichtung das Gemisch zu einer breiigen Masse verarbeitet. Die Verweilzeit des Realtior.sge.misches in der Misch- und Knetvorrichtung ist insbesondere abhXngig von der Heiztemperatur und dem Wassergehalt und beträgt im allgemeinen etwa 10 bis 60 Minuten, vorzugsweise 15 bis 25 Minuten. Das Reaktionsprodukt, welches als homogene Masse vorliegt, wird in noch plastischem Zustand ausgetragen, zwecEmERi- gerweise mit einer Auspressschnecke sowie durch eine Lochscheibe gepresst und durch eine an der Aussenseite der Lochscheibe liegende Schneidvorrichtung, zerkleinert. Diese ist zweckmassigerwteise an der Aupenseite der Lochscheibe angebracht. Bei einem Abschneidflügel ist es vorteilhaft, wenn dieser an dem verlängerten Wellenstück der Auspressschnecke angebracht ist. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, gegebenenfalls eine Lochscheibe aus Kunststoff zu verwenden da hierdurch ein eventuelles Verkleben der Masse an den Austrittsöffnungen verhindert wird, Durch Variieren des Lochdurchmessers in der Lochscheibe kann im übrigen der Sorndurchmesser der Granulate eingestellt werden. Die ausgepresste plastische Masse erhärtet unmittelbar nach dem Zerkleinern durch die Schneidvorrichtung. Die Härtungsgeschwindigkeit kann auch dadurch beeinflusst und gelenkt werden, dass man die Lochscheibe an der Austrittsseite kühlt. Dies kann durch Verwendung eines Gasstroms, beispielsweise durch Pressluft, bewirkt werden. Das erhärtet Produkt kann durch Erhitzen auf Temperaturen von 200 bis 3000C, vorzugsweise 250 bis 2800C, zum Aufblähen gebracht werden. Der AufblShvorgang ist im allgemeinen nach 10 bis 15 Minuten abgeschlossen. Zur Vereinheitlichung des Korndurchmessers können im übrigen die anfallenden Granulate noch durch entsprechende Prüfsiebe von gegebenenfalls zu groben oder zu kleinen Teilen getrennt werden. Das verbesserte Verfahren gestattet die Herstellung von kugelförmigen Granulaten mit homogener Struktur. Man erhalt Produkte mit Schüttdichten, die etwa zwischen 0,1 bis 0,7 g/cm3 liegen und einen Korndurchmesser von etwa 1 bis 15 mm aufweisen. Die auf diese Weise herstellbaren Granulate zeigen darüber hinaus eine gute Festigkeit und Volumenstabilität. Die Schüttdichten sind im übrigen abhXngig von der beim Aufblähen angewendeten Temperatur und Zeit, Die nach dem beschriebenen Verfahren herstellbaren Produkte können insbesondere als Isoliermaterial für solche Zwecke Verwendung finden bei denen unbrennbares, leichtes Material erwünscht ist. Neben der Verwendung als Verpackungsmaterialien können auch entsprechende Formkörper und Platten für Isolationszwecke hergestellt werden. Beispiele In den nachstehenden Beispielen wird der Anmeldungsgegenstand nochmals erläutert, ohne dass er auf diese Beispiele beschränkt ist. Dabei werden jeweils Gemische aus den im einzelnen angeführten Substanzen in dem angegebenen Mischungsverhältnis hergestellt. Die Gemische werden unter Einhaltung der jeweils angegebenen Verweilzeit in einer Misch- und Knetvorrichtung zu einer plastischen Masse verarbeitet und zur Reaktion gebracht. Danach wird das Produkt in noch plastischem Zustand mit Hilfe einer Auspressschneake ausgetragen und durch eine Lochscheibe gepresst sowie durch einen Schneidflügel > der unmittelbar an der Aussenseite der Lochscheibe an dem verlängerten Wellenstück der Auspressschnecke angebracht ist, zerkleinert. Die Lochscheibe wird an der Austrittsseite mit einem Luftstrom gekühlt. Schliesslich wird das erhärtet Produkt unter den angegebenen Bedingungenzum Aufblähen gebracht. Beispiel 1 Mischungsverhältnis (SiO2 : Na2O) 6 : 1 16 kg Wasserglas 37/40 3,5 kg Flugstaub 90 % SiO2 Heiztemperatur für die Misch- und Knetvorrichtung: 15OOC Verweilzeit in Misch- und Knetmaschine: 20 Minuten Lochdurchmesser der Lochscheibe: 4,5 mm Aufblähen: 15 Minuten, 2800C Dichte: 0,12 g/cm3 Korndurchmesser: 7 bis 15 mm Beispiel 2 Mischungsverhältnis (SiO2 : Na2O) 6 : 1 24 > 0 ks Wasserglas 37/40 5,2 kg Flugstaub 90 % SiO2 2,9 kg Wasser Heltemperatur für die Misch- und Knetvorrichtung: 1500C Verweilzeit in Misch- und Knetmaschine: 60 Minuten Lochdurchmesser der Lochscheibe: 4,5 mm Aufblähen: 15 Minuten, 2800C Dichte: 0,12 g/cm3 Korndurchmesser: 7 bis 15 mm Beispiel 3 Mischungsverhältnis (SiO2 : Na20) 6 : 1 9,2 kg Flugstaub 90 % SiO2 3,7 kg NaOH (50 %ig) 6,7 kg Wasser Heiztemperatur für die Misch- und Knetvorrichtung: 1000C Verweilzeit in Misch- und Knetmaschine: 20 Minuten Lochdurchmesser der Lochscheibe: 4,5 mm Aufblähen: 15 Minuten, 250 bis 2800C Dichte: 0,15 bis 0,17 g/cm3 Korndurchmesser: 7 bis 15 mm Beispiel 4 Mischungsverhältnis (SiO2 : K20) 6 : 1 9,2 kg Flugstaub 90 % SiO2 5,15 kg KOH (50 teig) 6,68 kg Wasser Heiztemperatur für die Misch- und Knetvorrichtung: 1000C Verweilzeit in Misch- und Knetmaschine: 20 Minuten Lochdurchmesser der Lochscheibe: 4,5 mm Aufblähen: 15 Minuten, 2600C Dichte: 0,13 bis 0,16 g/cm3 Korndurchmesser: 7 bis 15 mm

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Schaumglasprodukten aus Flugstaub oder Flugasche sowie Alkalisilikaten oder Alkalihydroxiden durch thermische Behandlung, dadurch gekennzeichnet, dass Alkalisilikat- oder Alkalihydroxid lösungen mit Flugstäuben oder Flugaschen sowie Wasser in einer aufgeheizten Misch- und Knetvorrichtung ver mischt und gleichzeitig zur Reaktion gebracht werden, wobei die Verweilzeit 10 bis 60 Minuten beträgt und die molare Zusammensetzung des Gemisches der Formel (Me20) . (SiO2)n (H2O)m 1 in der n = 5 bis 8, m = 19 bis 45, Me = Natrium oder Kalium bedeuten, entspricht, das Gemisch noch im pla stischen Zustand ausgetragen und durch eine Lochschei be gepresst sowie durch eine an der Aussenseite der Lochscheibe liegende Schneidvorrichtung zerkleinert und anschliessend das erh & tete Produkt bei Tempera turen von 200 bis 3000C aufseblSht wird. 2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Gemische der Formel I einsetzt, in der Me = Natrium, n = 5 bis 6 und m = 31 bis 43 bei Verwendung von Alkalisilikat bedeuten. 3. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Misch- und Knetvorrichtung auf 100 bis 1500C aufgeheizt ist. 4. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufblähen der Produkte bei 250 bis 2800C er folgt. 5. Verfahren gemäss Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, dass bei der Durchführung des Verfahrens die Aussen seite der Lochscheibe durch einen Gasstrom gekühlt wird.

Inventors: KEHL, RALF, KRAUSE, MELITA, SCHWAB, WERNER, DR.
Applicants: HENKEL KOMMANDITGESELLSCHAFT AUF AKTIEN
Application year: 1982
Main classification: C03C11
IPC codes: C03C11