Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Keramische Pigmente (sog. Farbk\u00f6rper) werden durch thermisch induzierte Festk\u00f6rperreaktionen in einem Kalzinierproze\u00df hergestellt. Eine wichtige Klasse der diversen Farbk\u00f6rpersysteme stellen die Zirkonfarbk\u00f6rper dar, die einen Marktanteil von bis zu 70 % haben. Es handelt sich dabei im wesentlichen um die Farbt\u00f6ne
\n\u00b7 Rosa = Zr-Si-Fe
\n\u00b7 Gelb = Zr-Si-Pr
\n\u00b7 Blau = Zr-Si-V
\nDurch Mischung dieser Farben untereinander werden in der keramischen Industrie eine Vielzahl von Farbabstufungen dargestellt.
\nDen Hauptbestandteilen der Farbk\u00f6rper m\u00fcssen sog. Mineralisatoren beigemischt werden, die die gew\u00fcnschten Reaktionen bei technisch m\u00f6glichen und wirtschaftlich vertretbaren Brenntemperaturen und -zeiten erst erm\u00f6glichen.
\nDie heute \u00fcblichen Mineralisatoren sind wasserl\u00f6sliche Salze (z.B. NaCl), die nach dem Kalzinierproze\u00df durch den sog. Waschproze\u00df aus dem Pigment entfernt werden m\u00fcssen, da sie ansonsten bei Anwendung zur F\u00e4rbung keramischer Glasuren zu erheblichen, inakzeptablen Fehlern (sog. Abrollern bzw. Nadelstichen) f\u00fchren. Bei diesem Waschproze\u00df entstehen gro\u00dfe Abwassermengen (bis zu 50 Liter Wasser pro Kilo Endprodukt), die mit Salzen und Schwermetallen belastet sind.
\nZiel des Vorhabens war es daher:
\n\u00b7 Mineralisatoren-Mischungen zu finden, die wasserunl\u00f6slich sind bzw. so gering wasserl\u00f6slich, da\u00df auf den Waschproze\u00df verzichtet werden kann, ohne da\u00df technische Probleme bei der Weiterverarbeitung in der keramischen Industrie auftreten.
\n\u00b7 Eine Brenntechnik zu ermitteln, die die Abgasemission (v.a. durch Fluoride) deutlich reduziert.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden\u00b7 Entwicklung von Mineralisatorenpaketen mit geeignetem Schmelzverhalten unter Verwendung von nicht oder nur gering wasserl\u00f6slichen Rohstoffen. Dort wo sich die Verwendung von stark wasserl\u00f6slichen Stoffen als unerl\u00e4\u00dflich erwies, wurde deren Einsatzmenge auf das absolut unerl\u00e4\u00dfliche Ma\u00df beschr\u00e4nkt.
\n\u00b7 Zugabe der Mineralisatorenpakete zu den Grundkomponenten in Form von Reihenversuchen.
\n\u00b7 Findung von neuartigen Mischtechniken, die Agglomerataufl\u00f6sung bewirken und somit homogenste Rohstoffmischungen erm\u00f6glichen; damit kann der Einsatz von Mineralisatoren mengenm\u00e4\u00dfig reduziert werden.
\n\u00b7 Entwicklung einer verbesserten Brenntechnik, die schnellen und gleichm\u00e4\u00dfigen Energieeintrag in das Produkt und somit verk\u00fcrzte Brennzeiten, einhergehend mit geringerer Schadstoffemission, erm\u00f6glicht.
\n\u00b7 Entwicklung verbesserter Brennhilfsmittel, um den notwendigen Energieeinsatz weiter zu reduzieren.
\n\u00b7 Findung geeigneter Trocken-Mahlverfahren zur Aufbereitung der Kalzinierprodukte zum Endprodukt.
\n\u00b7 Antwendungstechnische Pr\u00fcfung der Versuchsprodukte im Vergleich zu handels\u00fcblichen Standardprodukten unter Einsatz von in der keramischen Industrie \u00fcblichen Pr\u00fcf- und Me\u00dfmethoden.
\n\u00b7 Bestimmung der Anteile an l\u00f6slichen Salzen im Kalzinierprodukt im Vergleich zu Produkten aus derzeit \u00fcblichen Herstellverfahren.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
F\u00fcr alle drei untersuchten Farbk\u00f6rpersysteme konnten gefunden bzw. entwickelt werden:
\n\u00b7 Geeignete neuartige Mischersysteme.
\n\u00b7 Optimierte Brennhilfsmittel mit verbessertem Verh\u00e4ltnis von Produkt-\/Brennhilfsmittel-Gewicht.
\n\u00b7 Neuartige Brenntechnologie (kombinierte Beheizung mit Gas- und Mikrowellenenergie), mit der die Brennzeiten um bis zu 50 % reduziert werden k\u00f6nnen.
\n\u00b7 Geeignetes, kontaminationsfreies Trocken-Mahlverfahren.
\n\u00b7 Neue Mineralisatorenpakete mit deutlich reduziertem Anteil an wasserl\u00f6slichen Bestandteilen:
\n a) f\u00fcr das System Zr-Si-Fe um 95 %;
\n b) f\u00fcr das System Zr-Si-Pr um 77 %;
\n c) f\u00fcr das System Zr-Si-V um 73 %.
\nBei der laborm\u00e4\u00dfigen anwendungstechnischen Pr\u00fcfung konnten technische Probleme oder Fehler nicht erkannt werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Projektergebnisse sollen in einer geplanten Pilotanlage technisch umgesetzt werden.
\nEs ist vorgesehen, die Ergebnisse zu ver\u00f6ffentlichen in
\n\u00b7 cfi – ceramic forum international, Berichte der Deutschen Keramischen Gesellschaft, Bauverlag GmbH, 65396 Walluf, oder
\n\u00b7 Keramische Zeitschrift, Verlag Schmid GmbH, 79042 Freiburg<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Ergebnisse werden positiv bewertet. Es wurde gezeigt, da\u00df es m\u00f6glich ist, bei der Herstellung von Zirkonpigmenten die Anteile an wasserl\u00f6slichen Salzen so weit zu reduzieren, da\u00df eine Fertigung im trockenen Proze\u00df, mit der Folge der Vermeidung von kontaminiertem, umweltbelastendem Abwasser, ohne qualitiative Einbu\u00dfen m\u00f6glich ist.
\nNotwendig dazu ist aber, da\u00df alle am Proze\u00df beteiligten Parameter (d.h. Rohstoffzusammensetzung, Rohgemengeaufbereitung, Kalzinierproze\u00df und Vermahlung zum Endprodukt) optimal gestaltet und aufeinander abgestimmt werden.
\nNeben der Vermeidung von Abwasser wird durch ein neuartiges Kalzinierverfahren der damit verbundene Energieverbrauch reduziert und eine Verminderung der Abgasemission erreicht.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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