DE1018401B - Verfahren zur Herstellung von Bleicherden - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Bleicherden Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von durch Säure aktivierten Montmorillonittonen, welche für die Verwendung als Bleicherden odr als Katalysatoren, z. B. als Fuller- bzw. Walkerden, geeignet sind. Bei den üblichen Aktivierungsprozessen dieser Art ist es gebräuchlich, die Tonklumpen zu mahlen oder zu brechen und das zerkleinerte Material mit einer Mineralsäure, z. B. Schwefelsäure, zu erhitzen und dann die Säure sowie die Salze auszuwaschen und schließlich das erhaltene Produkt zu trocknen.
• Solche Verfahren schließen die Behandlung des feinverteilten Tons in Form eines Schlammes in sich ein und verursachen Schwierigkeiten in der Handhabung des Tons und machen eine Aktivierungs- und Waschanlage notwendig, welche aus säurebeständigern Niaterial bestehen muß.
• Es ist auch schon bekannt (vg. die schweizerischen Patentschriften 126 189 und 187110), solche Tone durch die Behandlung derselben mit Älineralsäure zu aktivieren. während sich die Tone in Form von Körnern oder Formstücken befinden. Durch eine solche Behandlung werden wohl die Nachteile der Handhabung großer Älengen von Schlamm vermieden. aber der Aktivierungsprozeß wird dadurch viel langsamer und ungleichmäßiger gestaltet. und zwar wegen der Langsamkeit des Eindringens der Säure in die Körner oder Formkörper des Tons. Es ist nicht möglich, nach diesem Verfahren eine einbeitliche Aktivierung und damit in sich einheitliche Produkte zu erzielen.
• Gemäß der Erfindug wird ein Montmorllonitton zwecks Aktivierung mit einer ausreichenden Menge an Minerlasäure gemischt, und zwar in Gegenwart von genügend Wasser, damit der Ton verformt werden kann. Der so behandelte Ton geht dann durch eine Strangpresse und wird zu kleinen Formkörpern oder Körnern geformt, hierauf erhitzt. um die Aktivierung zu bewirken, wobei ein starker Verlust von Wasser vrmieden werden muß, worauf die überschüssige Säure die wasserlöslichen Salze und Wasser beseitigt werden. Es ist zweckmäßig, den Ton zu trocknen und denselben zu einem feinen Pulver zu vermahlen. bevor er mit Säure und Wasser vermischt wird; jedoch ist es auch möglich, das WIaterial ohne vorhergehendes Trocknen und Älahlen zu behandeln, wobei die Zerkleinerung vor dem Strangpressen das Durchmischen des Tons mit der zugesetzten Säure und dem Wasser bewirkt.
• Das vorliegende Verfahren hat wesentliche Vorteile gegenüber der Art und Weise von Aktivierung, bei welcher der Ton in Form eines Schlammes behandelt wird indem es die Schwierigkeiten der Handhabung von Schlamm vermeiden läßt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch wesentlich wirk- samer als das andere vorerwähnte bekannte Verfahren, bei welchem die Särue in Kontakt mit vorgeformten Tonkörnern oder Formkörpern gebracht wird, weil dahei die notwendige Säure bereits von Anfang an in innigem Kontakt mit dem Ton innerhalb der aus diesem gebildeten kleinen Formkörper ist und so die dann durch Einwirkung von Hitze ausgelöste Aktivierung schnell und einheitlich verläuft, ohne daß, abgesehen von der Säure und dem Wasser. die in den Formkörpern enthalten sind, irgendwelche Flüssigkeit von außen her einzuwirken hätte.
• Bei einer hevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Fullererde oder ein anderer Montmorillonitton zuerst getrocknet und zu einem Pulver mit 2 bis 15 0/c Feuchtigkeit vermahlen. Hierauf wird der Ton mit Schwefelsäure und Wasser in ausreichender menge vermischt, um das anschließen, de Strangpressen zu ermöglichen und die Aktivierung bis zu dem gewünschten Stadium zu gestatten.
• Je nach dem besonderen Verhältnis von Schwefelsäure zu Fullererde, wie es für die Aktivierung verwendet wurde, hat man es für möglich befunden. durch den Zusatz geeigneter Mengen von Wasser zu dem Gemisch für die Strangpresse geeignete Mischungen herzustellen. Produkte, die hier interessieren, werden erhalten innerhalb eines Verhältnisbereiches von 0,075 bis 0,5 Gewichtsteilen Schwefelsäure auf 1 Gewichtsteil Fullererde. Bei anderen Mineralsäuren werden chemisch äcluivalente Verhältnisse verwendet. Die Älenge an Wasser, die notwendig ist, um innerhalb dieses Bereiches Strangpreßfähigkeit zu erhalten, schwankt zwischen 40 und 80%, bezogen auf den Gehalt des Gemisches an Fullererde (bei 0% Feuchtigkeit). Der genaue Prozentsatz des notwendigen Wassers hängt nicht nur von dem besonderen Verhältnis von Säure zu verwendeter Walkerde ab. sondern auch von der als Rohmaterial für das Verfahren verwendeten Tonsorte.
• Die Bestandteile des Gemisches werden gründlich miteinander gemischt und in einer üblichen. mit säurefestem Material gefütterten Älaschine zu einem Strang gepreßt, vorzugsweise zu einer Stange von etwa 12,7 mm Durchmesser oder auch weiniger, welche sodann in Längen von etwa 12.7 mm geschnitten wird.
• Hierauf wird die Aktivierung ausgeführt. und zwar durch Erhitzen der auf diese Weise geformten Körperchen in einer Atmosphäre, in welcher während des Erhitzens kein wesentlicher Verlust an Wasserdampf stattfindet. Das kann in der Weise erfolgen. daß man die Atmosphäre bei der verwendeten Temperatur mit Wasserdampf sättigt oder durch Ausführung der Aktivierung unter Druck. Zur Aktivierung bei etwa Atmosphärendruck liegen die geeigneten Temperaturen innerhalb des Bereiches von 60 bis 1250, wobei Zeiträume von 1 bis zu 32 Stunden günstig sind. Die Aktivierung kann kontinuierlich erfolgen indem die Formlinge einen beheizten Turm herabrieseln oder durch einen Kanalofen hindurchgehen.
• Nach der Aktivierung werden zie Formlinge von unerünschten Salzen ued nicht zur reaktion gekommener Schwefelsäure befreit. Diese Behandlung kann durch Auslaugen mit Wasser erfolgen. Wahlweise können die Formkörper grobgemahlen werdeii. und die sich dabei ergebende Schlämme kannv von dem Elektrolyten in einem kontinuierlich arbeitenden Wascheindicker, einem rotierenden Vakuumfilter oder in einer sonstigen Waschvorrichtung befreit werden.
• Als weitere Alternative kann das Verfahren ausgeführt werden durch Auslaugen mit Wasser und Verdrängen des Wassers durch ein mit Wasser mischbares Lösungsmittel (gemäß der deutschen Patentschrift 826 752) oder durch Verdampfungstrocknung in einem Gemisch mit einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel und einer anderen Flüssigkeit (s. die deutsche Patentschrift 893 195) oder durch Beseitigung des gesamten Wassers, der Säure und der unerwünschten Salze durch Verdrängen durch ein mit Wasser mischbares Lösungsmittel (s. die deutsche Patentschrift 838 744).
• Bei Anwendung des bevorzugten Auslaugrerfahrens, sei es nun unter Verwendung von Wasser oder eines mit Wasser mischbaren Lösungsmittels oder durch Kombinationen derselben, wie sie oben erwähnt wurden, dann kann die Entfernung der Salze und der nicht zur Realition gekommenen Säure in einem kontinuierlich arbeitenden Gegenstromsystem erfolgen. Die Verwendung warmen oder heißen Wassers in diesem Stadium führt zu einer Verminderung der dafür erforderlichen Menge sowie zu einer Herabsetzung der Auslaugezeit. Die Temperatur des Waschwassers wird vorzugsweise auf einen Höchstwert von 80° beschränkt, da bei höheren Temperaturen die formlinge zur Aufnahme von Wsser bis zu einem gewissen Grade neigen. Vorausgesetzt, daß die Formlinge während des Strangpressens in der richtigen Weise geformt wurden und daß dem Reaktionsgemisch die genaue Menge an Wasser zuge- setzt wurde, ist es möglich, den Arbeitsgang des Auslaugens so zu führen, daß während desselben kein wesentlicher Anteil an Feinmaterial anfällt.
• Das Auslaugen kann beendet werden, wenn keine Säure oder Salze mehr extrahiert werden oder wenn der Gehalt an Säure und Salzen auf einen angemessenen Stand gesunken ist. Es ist wohlbekannt. daß es eine optimale Restacidität im Hinblick auf die Entfärbewirkung aktivierter Tone gibt.
• Die gewaschen aktivierten Formkörper können getrocknet werden, indem man dieselben kontinuierlich einem Drehofen oder einer sonstigen geeigneten Einrichtung aufgibt, in welcher sie bis zu irgendeinem geeigneten Feuchtigkeitsgehalt getrocknet werden, d. h. weniger als 200/o. Feuchtigkeit. bezogen auf das Gewicht des Äiaterials. das bei 1050 auf konstantes Gewicht getrocknet wurde. Wurden andererseits die Formkörper vor der Auslaugung der Salze zerkleinere, dann kann die sich dabei ergebende grobe Schlämme entwässert und einer ähnlichen Apparatur aufgegeben werden. Bei jedem dieser Verfahren kann man Restfeuchtigkeitsgehalte bis herunter zu etwa 0.10/0 erhalten.
• Das gesamte Produkt aus diesem Verfahren kaiin vermahlen werden, um einen Bleichton zu ergeben, oder die feinen Teilchen könneii abgetrennt und die Formkörper als Bleichmittel oder als Katalysatoren verwendet werden. Wahlweise können die feuchten Formlinge mit Wasser oder mit einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel und durch Vermahlen in eine Schlämme übergeführt werden. Die auf diese Weise gebildete Schlämme kann einem Feinschicht-Walzentrockner oder einem Zerstäubungstrockner aufgegeben werden, um eine Bleicherde der gewünschten Eigenschaften zu erzeugen.
• Das Verfahren ist zweckmäßig und wirtschaftlich. die Aktivierung durch Erhitzen der Formkörper ist einfach auszuführen. und das anschließende Auslaugen wird durch das dafür beschriebene Verfahren erleichtert. Durch Begrenzung der Wassermenge, welche nach dem Waschen mit der aktivierten Erde in Berührung bleibt, können die Erfordernisse für das Abdampfen während des Trocknens auf einem Mindestmaß gehalten werden.
• Die vorliegende Erfindung wird weiterhin erläutert durch die nachfolgenden Beispiele.
• Beispiel 1 200 g getrockneten und vermahlenen natürlichen Calcium-NIontmorillonits mit einem Restfeuchtigkeitsgehalt von 6,5 0/o wurden in einer Knetmaschine mit 128 g Wasser und 31.2 g reiner Schwefelsäure gemisdit. Nach Herstellung eines homogenen Gemisches ging die sich dabei ergebende nasse durch eine Strangpresse mit ÄIehrlochmundstück mit Löchern von 4,763 mm Durchmesser. Die ausgepreßten Stränge wurden in kurze, etwas bildsame Formkörper mit einer durchschnittlichen Länge von 12,7 mm geschnitten. Diese wurden in einer mit Wasser gesättigten Atmosphäre bei 1000 2 Stunden lang erhitzt. Nach dem Erhitzen wurden die Formlinge in Wasser getaucht und durch mechanisches Rühren zu einer groben Schlämme aufgebrochen. Die überschüssige Säure und die Salze wurden nun durch wiederholtes Verdünnen mit Wasser aus der Schlämme ausgezogen, worauf Dekantieren erfolgte.
• Die gewaschene Schlämme wurde auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 8,5 % getrocknet und zeigte dann eine Gesamtacidität von 2-,45 0/o-, als Schwefelsäure ausgedrückt.
• Beispiel 2 200 g getrockenten und vermahlenen natürlichen Calcium-Montmorillonits wurden mit 128 g Wasser und 31,2 g reiner Schwefelsäure gemischt. Die Masse wurde genauso wie im Beispiel 1 behandelt, abgesehen davon, daß die Formkörper nach der Aktivierung nicht zu einer Schlämme vermahlen wurden. Das Waschen wurde direkt an den Formkörperchen selbst ausgeführt unter Verwendung von Wasser von 800.
• Das Auslaugen erfolgte im Gegenstrom. Die gewaschene Formlauge wurde auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 5°lo getrocknet und in einer Kugelmühle zu einem Pulver vermahlen. Während des Waschens erfolgte ein nubeeutender Zerfall, so daß das Wasser von den Formlingen vor dem Trocknen leicht abtropfen konnte.
• Beispiel 3 133 g Fullererde, wie sie aus der Grube kam, mit einem Feuchtigkeitsgehalt 33%, auf das Trockengewicht des Tons bezogen, wurden kräftig mit 19.4 g Wasser und 15, 6 g reiner Schwefelsäure vermischt.
• Sobald die Masse homogen war, wurde sie in der im Beispiel 1 dargelegten Weise zu einem Strang gepreßt.
• Die dabei erhaltenen Formkörper wurden in einer mit Wasser gesättigten Atmosphäre bei 1000 erhitzt, in einem Gegenstromapparat gewaschen, so daß sie praktisch frei von löslichen Salzen und Schwefelsäure waren, und schließlich zu einem feinen Pulver vermahlen. In jedlem Stadium des Verfahrens vor Zerkleinerung des getrockneten Produkts erfolgte nur ein sehr geringer Zerfall der Formlinge. Die titrierbare Acidität des getrockneten Produkts belief sich auf 1.23 % als H2SO4 ausgedrückt.
• Die Produkte der obigen Beispiele zeigten als Bleichmittel für Leinöl und für ÄlineralöfeWirkungsgrade, die durchaus vergleichbar waren mit dem Wirkungsgrad ähnlicher Tone, die nach dem üblichen Verfahren aktiviert worden waren; sie besaßen auch eine ähnliche Wirksamkeit als Katalysatoren.

Claims (7)

1. PATENTANSPRUCHE 1. Verfahren zur Herstellung von Bleicherden oder Katalysatoren durch Aktivierung von Mont- morillonitton mittels Mineralsäurebehandlung und anschließender Erhitzung, dadurch gekennzeichnet, daß der Ton in feinverteiltem Zustand mit Säure vermischt wird in Gegenwart von so viel Wasser, daß der Ton verformt werden kann, der dann zu einem Strang gepreßt und zu Formkörpern geformt wird, worauf dieselben erhitzt werden, wobei ein erheblicher Verlust an Wasser vermieden wird, und schließlich von überschüssiger Säure, wasserlöslichen Salzen und Wasser befreit werden.
2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ton Fullererde oder Holloysit ist.
3. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1 odler 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rohe grubenfeuchte Ton der Behandlung unterworfen wird.
4. 4. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennz ! eichnet, daß der der Behandlung unterworfiene Rohstoff ein Ton ist, welcher getrocknet oder vermahlen wurde.
5. 5. Verfahren gemäß einem der Ansrpüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das während der Aktivierung anwesende Wasser in einer Menge von 40 bis 80% verteten ist. auf den torckenen Ton bezogen, und daß die Menge der verwendeten Säure innerhalb eines Verhältnisbereiches von 0,075 bis 0,5 Teilen Schwefelsäure oder dem äquivalenten Molekularverhältuis einer anderen Mineralsäure - auf 1 Gewichtsteil Fullererde liegt.
6. 6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die überschüssige Säure und die wasserlöslichen Mineralsalze durch Auslaugen der aktivierten Formkörper entfernt werden.
7. 7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis, 6 dadurch gekennzeichet, daß die Forrmkörper nach der Aktivierung, aber vor Entfernung der überschüssigen Säure und der wasserlöslichen Salze zerkleinert werden.

   In Betracht gezogene Druckschriften Schwizerische Patentschriften Nr. 126 189.

   187 110.