DE1210112B - Verfahren zur Herstellung hydratisierter Calciumsilicat-Produkte - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

C09c

DeutscheKl.: 22f-9 .

Nummer: 1210112 .

Aktenzeichen: J 22199IV a/22 f

Anmeldetag: 2. August 1962

Auslegetag: 3. Februar 1966

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung verbesserter hydratisierter Calciumsilicat-Produkte. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem verbesserten Verfahren zum Puffern der Grundeigen- , schäften hydratisierter Calciumsilicate.

Hydratisierte Calciumsilicatpartikeln sind als Füllstoffe, Pigmente, Verlängerungsmittel usw. für Farben, Papier, Gummi, Kunststoff und ähnliche Erzeugnisse bekannt. Für manche Anwendungszwecke sind solche Silicate in verschiedenem Maße brauchbar gewesen. Man hat bereits Calciumsilicat-Produkte, die als Pigmente oder Füllstoffe verwendet werden sollen, mit Aluminiumsulfatlösungen behandelt. Jedoch besitzen diese Calciumsilicatverbindungen, die heute erhältlich sind, typischerweise eine oder mehrere Eigenschaften, beispielsweise eine relativ hohe Löslichkeit, eine hohe Alkalinität oder Grund-pH-Wert — u. a., die sie ungeeignet und/oder unpraktisch für viele Anwendungszwecke oder -produkte machen, bei denen ein im wesentlichen vollständig unlöslicher ao oder »inerter« und/oder etwa neutraler oder sogar saurer Füllstoff oder Pigment, der im übrigen Eigenschaften aufweist, die sich von denjenigen des hochabsorptionsfähigen Calciumsilicats nicht unterscheiden, wirksam und wirtschaftlich viele Füllstoff-, Pigment- oder Verlängerungsstoff-Erfordernisse in der Farbstoff-, Papier-, Gummi-, Kunststoff- und ähnlichen Industriezweigen erfüllen könnten.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von hydratisierten Calciumsilicatpartikeln und das hierdurch erzeugte Produkt und ist dadurch gekennzeichnet, daß beständige, hydrothermisch gebildete, hydratisierte Calciumsilicate der hohen Temperaturphase hydrothermisch mit Aluminiumsulfat bei einer Temperatur von wenigstens 177°C, Vorzugsweise zwischen 177 und 232⁰C, in einer Menge und während eines Zeitraums zur Reaktion gebracht werden, die ausreichen, um die Reaktion von wenigstens 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 7,5 bis 60 Gewichtsprozent, der gesamten CaO-Komponente des hydratisierten Calciumsilicats mit Aluminiumsulfat zu bewirken. Vorzugsweise sind die hydratisierten Calciumsilicate aus der Gruppe ausgewählt, die Xonotlit und ein synthetisches hydratisiertes Calciumsilicat mit der Zusammensetzung

2 CaO · 3 SiO₂ · 1-2,5 H₂O

und deren Gemische umfassen. Insbesondere soll das hierdurch erzeugte Produkt einen »Alaunbedarf« von nicht mehr als 4 ml einer wäßrigen Lösung von 0,0216 g Aluminiumsulfat pro Milliliter benötigen, um einen pH-Wert von über 5 zu erhalten.

Verfahren zur Herstellung hydratisierter
Calciumsilicat-Produkte

Anmelder:

Johns-Manville Corporation, New York, N. Y.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Seiler und DipL-Ing. J. Pfenning,

Patentanwälte, Berlin 19, Oldenburgallee 10

Als Erfinder benannt:

Carl Rene van der Linden,

Bound Brook, N.J.;

James Peter Leineweber, Sqmmerville, N. J.

(V. St. A.) '

F i g. 1 zeigt die Wirksamkeit der Behandlung der Erfindung und die pH-Eigenschaften des Erzeugnisses dieser Behandlung im Vergleich mit denjenigen Verfahren, die nicht in den Bereich der Erfindung fallen;

F i g. 2 zeigt die Nichtempfänglichkeit der hydratisierten Calciumsilicat-Produkte mit niedriger Temperaturphase, wie Calciumsilicathydrat I, gegenüber allen Behandlungsarten, einschließlich des neuen Verfahrens gemäß der Erfindung;

F i g. 3 zeigt die relative Wirksamkeit des Verfahrens gemäß der Erfindung auf verschiedene hydratisierte Calciumsihcatverbindungen der hohen Temperaturphase; . ."..-

Fig. 4 zeigt die Langzeit-Alaunbeständigkeit von Erzeugnissen, die gemäß der Erfindung behandelt worden sind.

Typische hydratisierte Calciumsilicat-Produkte reagieren, wenn sie einem wäßrigen, sauren Medium im Verlauf eines Verfahrens oder bei der Herstellung eines Produktes ausgesetzt werden — z. B. bei dem Ausrüsten während der Papierherstellung, wobei oft Alaun (Aluminiumsulfat) zugesetzt wird, um den pH-Wert der Ausrüstung ungefähr im Bereich von 4 bis 6 zu halten —, mit der oder den sauren Komponenten des Mediums, wobei sich ein Gesamtanstieg im pH-Wert ergibt. Daher muß, so oft es wesentlich oder wenigstens wünschenswert ist, den niedrigen pH-Wert des Mediums aufrechtzuerhalten oder wiederherzustellen, eine zusätzliche Menge der sauren oder Säure erzeugenden Komponente zugefügt werden, um

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den pH-Wert auf dem gewünschten oder Ursprung- Das Ausmaß, bis zu welchem die Aluminiumsulfatlichen Pegel zu halten oder diesen wiederherzustellen. behandlung des hydratisierten Calciumsilicats fort-Ein solches Verfahren ist oft kostspielig und verbietet gesetzt wird, hängt natürlich von den relativen Eigensich daher für viele Herstellungsverfahren und Pro- schäften oder Molverhältnissen des der Calciumdukte. 5 silicatverbindung zugesetzten Aluminiumsulfats ab

Die Erfindung führt zu neuen hydratisierten und kann von unwirtschaftlichen stöehiometrischen Calciumsilicaten, die außerordentlich kleine pH-Werte Proportionen, d. h. einer im wesentlichen vollständigen zeigen sowie andere vorteilhafte Eigenschaften, die sie oder totalen Reaktion oder einem Verbrauch der insbesondere als Füllstoffe, Pigmente, Verlängerungs- gesamten verfügbaren Calciumoxydkomponente des mittel usw. geeignet machen, und zwar in Produkten io Calciumsilicats, bestehend aus 1 Mol Al₂(SO₄J₃ auf oder Verfahren, die Medien mit relativ geringem oder 3 Mol CaO, herab durch jede Anteil- oder Prozentsaurem pH-Wert umfassen oder benötigen. Die neuen zusammensetzung bis zu der untersten wirksamen SiHcatprodukte gemäß der Erfindung werden herge- Grenze von wenigstens etwa 5% Calciumoxydanteil stellt, indem beständige hydratisierte Calciumsilicat- auf die spezielle Calciumsilicatverbindung durchverbindungen der hohen Temperaturphase mit Alu- 15 laufen. Geeignete, mit Aluminiumsulfat behandelte miniumsulfat behandelt werden oder reagieren, bei Calciumsilicat-Produkte für viele Anwendungszwecke Temperaturen von wenigstens 177° C und Vorzugs- sind solche, die sich aus einer Behandlung mit geweise innerhalb eines Bereichs von 232 und 287° C. nügend Aluminiumsulfat ergeben, damit etwa 7,5% Eine Temperatur von etwa 232 ⁰C ist aus Gründen der des verfügbaren Calciumoxyds des speziellen Silicats Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit am meisten zu 20 [d. h. 0,025 Mol Al₂(SO₄)S pro Mol CaO] reagieren, empfehlen. Des weiteren soll .die Behandlung oder Die Wirksamkeit der beschriebenen Aluminium-Reaktion genügend Aluminiumsulfat umfassen und Sulfatbehandlungen sowie diejenige der bekannten bis zu einem Punkt durchgeführt werden, wo wenig- Verfahren, d. h. das Ausmaß oder der Grad, bis zu stens 5 Gewichtsprozent der Calciumoxydkompo- welchem die Behandlungen die Grund-pH-Werte des nente des speziellen Silicats mit dem Aluminiumsulfat 25 behandelten Calciumsilicat-Produktes reduzieren oder reagiert haben, wobei vorausgesetzt wird, daß die unterdrücken, kann durch die Menge des Aluminiumtheoretischen stöehiometrischen Anteile des Alu- sulfate gemessen werden, das benötigt wird, um einen miniumsulf ats und des Calciumoxyds 1 Mol Alu- Schlamm eines mit einer gegebenen Menge Aluminiumminiumsulfat auf 3 Mol Calciumoxyd betragen. Das sulfat behandelten Calciumsilicats auf einen vorbe-Maß, bis zu welchem es erwünscht oder angemessen 30 stimmten pH-Wert zu bringen oder um einen vorist, die Aluminiumsulfatbehandlung über den oben bestimmten maximalen-pH-Wert für einen Schlamm angegebenen Mindestwert von 5 °/o hinaus zu er- oder ein wäßriges Medium nach dem Zusatz eines mit strecken, hängt von den gewünschten Erfordernissen Aluminiumsulfat behandelten Calciumsilicats aufdes Endproduktes ab. rechtzuerhalten. Die Wirksamkeit oder das Ausmaß,

Wie schon erwähnt, ist die Hochtemperaturbehand- 35 in welchem die Behandlung die Grund-pH-Werte des lung mit Aluminiumsulfat gemäß der Erfindung nur behandelten Calciumsilicats vermindert oder unterwirksam, wenn sie auf die Hochtemperaturphase von drückt und gleichzeitig geeignete Mittel zum Messen hydratisierten Calciumsilicatverbindungen angewendet dafür werden im Anschluß hieran als »Alaunbedarf« wird, nämlich beispielsweise hydrothermische Re- des mit Aluroiniumsulfat behandelten oder gepufferten aktionsprodukte einer wäßrigen Suspension von Kalk 40 Calciumsilicats bezeichnet. Der spezielle Test, der zur und einem reagierenden siliciumdioxydhaltigen Mate- Bestimmung des »Alaunbedarfs« des behandelten rial,-wie Diatomeenerde, Quarz usw., bei Temperaturen Calciumsilicats in den folgenden Beispielen und der von wenigstens 188° C und vorzugsweise etwa 232° C. ganzen Beschreibung benutzt wird, geht, wenn nichts Beispiele für geeignete Calciumsilicatverbindungen der anderes angegeben ist, so vor sich, daß 0,5 g der Hochtemperaturphase sind das Calciumsilicatxonotlit 45 Probe des speziellen mit Aluminiumsulfat behandelten (5CaO · 5SiO₂-H₂O) und eine Calciumsilicatverbin- Calciumsilicats, auf geschlämmt in 400 ml Wasser, dung mit sehr geringer Löslichkeit, welche die Formel nach und nach je 1 ml Alummiumsulfatlösung zu-

2CaO · 3 SiO · 1 2 5HO gesetzt werden, die 0,0216 g hydratisiertes Aluminium-

² ' ² sulfat [Al₂(SO₄)S' 18H₂O] pro Milliliter enthält, und

und eine bemerkenswerte Röntgenstrahlablenkung 50 der pH-Wert nach Umrühren während 5 Minuten mit sehr starken Linien d — 3,12Ä und d = 4,12 Ä gemessen wird. Der »Alaunbedarf« wird ausgedrückt und einer Mittellinie bei d = 8,34 Ä besitzt. Die vor- als Milliliter der Aluminiumsulfatlösung, die hinzuerwähnten Verbindungen mit hoher Temperaturphase gefügt werden müssen, um den pH-Wert der Aufkönnen durch die hydrothermische Reaktion von schlämmung auf 5,0 zu bringen.
Kalk und einer Quelle reaktionsfähigen Silicium- 55 Die Aluminiumsulfatbehandlung der beständigen dioxyds in den entsprechenden Molverhältnissen von hydrothermisch hergestellten hydratisierten Calcium-1 Mol CaO pro Mol SiO₂ und 0,5 bis 0,7 Mol CaO süicatverbindungen der hohen Temperaturphase kann pro Mol SiO₂ in wäßriger Suspension bei Temperatu- im wesentlichen in jeder üblichen oder geeigneten Weise ren von wenigstens über 188 ⁰C, vorzugsweise 323⁰C, durchgeführt werden, wobei es nur darauf ankommt, für Zeiten von etwa 2 Stunden hergestellt werden. 60 daß das hydratisierte Calciumsilicat der hohen Tem-Durch Veränderung der Molverhältnisse des reagie- peraturphase und das Alurmniumsulfat in einem renden Kalks und der siliciumdioxydhaltigen Verbin- wäßrigen Medium bei Temperaturen von wenigstens düngen können Calciumsilicat-Produlcte erzeugt wer- 177° C und vorzugsweise bei 232°C zusammenden, die Mischungen aus den verschiedenen beständi- gebracht werden. Des weiteren kann die Aluminiumgen hydratisierten Calciumsilicaten der Hochtempe- 65 sulfatbehandlung praktisch und wirtschaftlich in dem raturphase enthalten, und solche Mischungen sind in gleichen Reaktionskessel oder -gefäß durchgeführt gleicher Weise in der Ausführung der Erfindung an- werden, das verwendet wird, um die Synthese des wendbar. Hochtemperatur-Calciumsilicats durchzuführen, indem

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einfach eine wäßrige Lösung des Aluminiumsulfats 200 g/l in das Reaktionsgefäß hinzugefügt, bis der

direkt in den Reaktionskessel gegeben wird, nachdem Aluminiumsulfatanteil 2,4 kg pro Kilogramm CaO-

die hydrothermische Bildung des hydratisierten CaI- Komponente des Calciumsilicats (etwa 0,20 Mol des

ciumsilicat-Produkts im wesentlichen abgeschlossen hydratisierten Aluminiumsulfats pro Mol CaO) ent-

und die Synthesetemperaturen beibehalten sind. Solch 5 hielt, und das kombinierte Reaktionsgemisch wurde

ein Verfahren, nämlich der Zusatz des Aluminium- auf einer Temperatur von etwa 238⁰CfUr eine zusätz-

sulfats direkt zu dem Inhalt des heißen Reaktions- liehe Zeit von etwa 30 Minuten gehalten. Der Inhalt

kesseis, bringt beträchtliche Einsparungen im Ver- des Reaktionsgefäßes wurde dann gefiltert, getrocknet

gleich zu einer anschließenden Erhitzung aller Korn- und gemahlen,

ponenten auf die geeignete Reaktionstemperatur. ίο ρ · · ι *

Das Aluminiumsulfatreagenz, das für die Ausfüh- Beispiel 3
rung der Erfindung geeignet ist, kann gewöhnliches Ein Hochdruck-Reaktionsgefäß wurde zunächst Alaun für die Papierherstellung oder jedes der handeis- mit Dampf auf eine Temperatur von etwa 232° C vorüblichen Arten von Aluminiumsulfat, die auf dem geheizt und nach Ablassen des Kondensats mit Markt erhältlich sind, umfassen. 15 38,6 Diatomeenerde, suspendiert in2731 Wasser, gefüllt,

Der Mechanismus der Erfindung ist etwas proble- worauf die Temperatur erneut auf 232° C gebracht matisch; daher werden die folgenden theoretischen wurde. 45,4 kg hydratisierter Kalk, ebenfalls in 2731 Erklärungen nur zum Zwecke der Erläuterung und Wasser suspendiert, wurde dann denrReaktionsgefäß nicht im Sinne einer Beschränkung gegeben. Umfang- zugeführt und die Temperatur erneut auf 232° C gereiche Beobachtungen zeigen jedoch, daß die Behänd- 20 bracht und dort während einer Reaktionszeit von lung der beständigen hydratisierten Calciumsilicate 2 Stunden gehalten. Die Anteile des Kalks und des der hohen Temperaturphase mit Aluminiumsulfat bei siliciumdioxydhaltigen Materials wurden zu einem den angegebenen notwendigen Temperaturen zu CaO: SiO₂-Molverhältnis von 1,0 berechnet. Nach einem Reaktionsprodukt des Aluminiumsulfats mit Abschluß der Reaktionszeit wurde das Reaktionsdem Calciumsilicat führen, bei dem ein Schutzüberzug 25 produkt in einen Aufbewahrungsbehälter abgelassen gebildet wird oder eine Umwandlung der Oberflächen und die gesamten Feststoffe in dem Schlamm durch der hydratisierten Calciumsilicatpartikeln erfolgt, die Verdampfen eines bekannten Volumens des Schlamms einen wirksamen Widerstand gegen weitere Säure- bis zur Trockenheit bestimmt, um den Anteil des angriffe bieten. hydratisierten Calciumsilicats für die folgende Be-

Die folgenden Beispiele erläutern die vorüegende 30 handlung zu ermitteln. Dann wurde genügend Alu-Erfindung unter Einschluß verschiedener Variationen miniumsulfat, um mit etwa 15% des CaO-Anteils bei ihrer Ausführung. des Calciumsilicats zu reagieren (0,237 kg des hydratisierten Aluminiumsulfats pro Kilogramm des hydrati-

Beispiel 1 sierten Calciumsilicats), in etwa 911 Wasser aufgelöst

35 und der wäßrigen Suspension des hydratisierten

38,7 kg Diatomeenerde, suspendiert in 2731 Wasser, Calciumsilicats in dem Aufbewahrungsbehälter unter wurde einem Reaktionskessel zugeführt, der durch kontinuierlichem Umrühren hinzugefügt, wobei der Dampf auf eine Temperatur von 232° C vorgeheizt war Inhalt über 1 Stunde auf einer Temperatur von etwa und dessen Kondensat abgezogen war. Nachdem die 71⁰C gehalten wurde. Dieser Zusatz des Aluminium-Temperatur des Reaktionsgefäßes auf 232⁰C zurück- 40 Sulfatbehandlungsmittels führte zu einer beträchtlichen gekehrt war, wurden 45,4 kg hydratisierter Kalk in Verdickung des Schlamms, und es war notwendig, 2731 Wasser (was ein berechnetes CaO: SiO₂-MoI- zusätzlich Wasser hinzuzufügen, etwa die Hälfte des verhältnis von etwa 1,0 ergibt) hinzugefügt und die ursprünglichen Schlammvolumens, um den Schlamm Temperatur erneut auf 232° C gebracht und auf diesem in einem verarbeitbaren Zustand zu halten. Das Wert etwa 1,5 Stunden lang gehalten. Schließlich 45 behandelte Produkt wurde in einem rotierenden wurden 8,4 kg Papierherstellungsalaun in 183 1 Wasser Vakuumfilter gefiltert, bei 116° C in einem Ofen ge-(0,024 Mol hydratisiertes Aluminiumsulfat pro Mol trocknet und gemahlen.

CaO) in das Reaktionsgefäß gegeben und dort etwa Der »Alaunbedarf« der Erzeugnisse der Beispiele 1 ³Z₂ Stunde gehalten, so daß sich eine gesamte Re- und 2, die ein mit 7,5% ^un(i ein mit 60% Aluminiumaktionszeit von etwa 2 Stunden bei einer Temperatur 50 sulfat behandeltes Xonotlit gemäß der Erfindung umvon 232⁰C ergab. Das Produkt wurde dann in einen fassen, des Beispiels 3, das ein mit 7,5% auf übliche Aufbewahrungstank abgelassen und über einen dreh- Weise behandeltes Xonotlit umfaßt, und eines unbebaren Vakuumfilter gefiltert, im Ofen getrocknet und handelten Xonotlits als Vergleichsprobe wurde gemäß pulverisiert. den weiter oben beschriebenen Verfahrensschritten . 55 durchgeführt, d. h., es wurden 1 ml Zusätze von B e 1 s ρ 1 e I 2 Aluminiumsulfatlösung mit 0,0216 g hydratisiertem

Ein mit Aluminiumsulfat behandeltes Xonotlit- Aluminiumsulfat [Al₂(SOJ₃ · 18 H₂O] pro Milliliter in calciumsilicat wurde hergestellt, indem ein wäßriges eine 0,5-g-Probe jedes der speziellen mit Aluminium-Reaktionsgemisch von 81801 Diatomeenerdeschlamm sulfat behandelten Calciumsilicat-Produkte und des mit 63 g Diatomit pro Liter und etwa 30901 Kalk- 60 unbehandelten Xonotlits, in 4000 ml Wasser aufgeschlamm mit 146 g CaO pro Liter in einem Reaktions- schlämmt, titriert und der pH-Wert nach einem Umgefäß 1,5 Stunden bei einer Temperatur von 238°C rühren während 5 Minuten festgestellt. Die Ergebnisse gehalten wurde. Die relativen Anteile von Kalk und dieser Versuche wurden in einem Schaubild zum Versiliciumdioxydhaltigen Komponenten wurden so be- gleich des »Alaunbedarfs« des unbehandelten Calciumrechnet, daß sich ein CaO: SiO₂-Molverhältnis von 65 silicatxonotlits und der gemäß der bisherigen Praxis 1,0 ergibt. Nach Abschluß der Reaktion, die 1,5 Stun- behandelten Stoffe aufgetragen. Diese Ergebnisse den bei einer Temperatur von etwa 238⁰C dauerte, zeigt das Schaubild der Fig. 1. Der »Alaunbedarf« wurde eine wäßrige Lösung von Aluminiumsulfat mit ist ausgedrückt als Milliliter der Aluminiumsulfat-

lösung, die hinzugefügt - werden müssen, um den etwa V₂ Stunde bei einer Temperatur von etwa 232° C

pH-Wert des Schlamms auf 5,0 zu reduzieren. gehalten wurde, und zwar zusammen mit genügend

. . Aluminiümsulfatreagenzmittel, daß etwa 7,5, 30, 40,

B e ι s ρ ι e i 4 _{50> 60? 90 0}^ _des CaO-Anteils reagieren konnten. Der

Drei identische Proben einer hydrätisierten Calcium- 5 Langzeit-»Alaunbedarf« für jede der so hergestellten,·

silicatverbindung der niedrigen Temperaturphase, wie mit Aluminiumsulfat behandelten Calciumsulfatpro-

sie in der · Literatur als das Phasencalciumsilicat- ben wurde zum Vergleich und zur Auswertung fest-

hydrat I (Taylor, Journal of the Chemical Society, gestellt, indem ' 0,5 g jeder der Proben in 400 ml

USA., S. 163, 1953) bezeichnet wird, wurden herge- Wasser aufgeschlämmt wurden, Aluminiumsulfat zu

stellt, indem hydratisierter Kalk und ein silicium- io jeder aufgeschlämmten Probe in einer Menge, äquiva-

dioxydhaltiges Material mit einem Molverhältnis von lent- zu 0,086 leg pro 'Kilogramm Calciumsilicat,

0,6CaO : ISiO₂ bei einer Temperatur von 177 bis hinzugesetzt und der pH-Wert jeder aufgeschlämmten

182° C während einer Zeit von etwa 2 Stunden zur Probe als Funktion der Zeit gemessen und aufge-

Reaktion gebrächt wurden. Die Probe 1 wurde als zeichnet wurde. Die Ergebnisse dieser Versuche, die in

Vergleichsprobe unbehandelt gelassen. Die zweite 15 F i g. 4 gezeigt sind, zeigen den bleibend geringen

Probe wurde mit genügend Aluminiumsulf at behan- pH-Wert der 60 %-Behandlung. Wegen der großen

delt, daß 7,5%. des Kalkanteils bei Umgebungs- Unterschiede in der Stabilität dieser Proben ist die

temperaturen reagierten. Die dritte Probe wurde in Zeit in einem logarithmischen Maßstab aufgetragen, dem Reaktionsgefäß zurückbehaltenund mit genügend

Aluminiumsulfat behandelt, daß 7,5% des Kalks bei 20 jj _eispiel 7
Temperaturen im Bereich von 177 bis 182° C reagierten. Der »Alaunbedarf« jeder Probe, der genau wie bei ■ Ein hydratisiertes Calciumsilicat der hohen Temden vorangegangenen Verfahren festgestellt wurde, perattirphase mit geringer Löslichkeit, das die Formel wurde zum Vergleich aufgezeichnet und stellt die

Fi g. 2 der . Zeichnung dar. Dieses Experiment 25 2CaO-3SiO₂-I—2,5H₂O

zeigt dementsprechend, daß nur die Calciumsilicate

der-, höheren Temperaturphase (über etwa 188° C, hatte, wurde mit 10 kg Papierherstellungsalaun

vorzugsweise bei etwa 232°C) gegen Säurebeein- [Al₂(SO₄)S■· 18H₂O] pro 45,4 kg der Kalkkomponente

flussung durch Behandlung mit Aluminiumsulfat be- in dem hydrothermischen Reaktionsgefäß während

ständig gemacht werden können. - 30 eines Zeitraums von 30 Minuten bei einer Temperatur

von etwa 232° C behandelt. Dies ist genügend AIu-

Beispie-15 miniumsulfat, um mit etwa 7,5% des CaO-Anteils

des Calciumsilicats zu reagieren. Ein Vergleich der

Es wurde eine Reihe von hydrothermischen Synthe- Filtrationsgeschwindigkeit des genannten, mit Alaun

sen hydratisierter Calciumsilicat-Produkte der hohen 35 behandelten hydrätisierten Calciumsilicats wurde mit

Temperaturphase durchgeführt, wobei Kalk und einer identischen, unbehandelten hydrätisierten CaI-

siliciumdioxydhaltige Reaktionsstoffe mit CaO: SiO₂- ciumsilicatverbindung der hohen Temperaturphase

Molverhältnissen, die von 0,5 bis 1,0 CaO auf und mit geringer Löslichkeit angestellt. Unter identi-

1 SiO₂ anstiegen, bei Temperaturen von etwa 232° C sehen Bedingungen war die Filtrationsgeschwindigkeit

für einen Zeitraum von etwa 1,5 Stunden miteinander 40 des mit Aluminiumsulfat behandelten Produkts

zur Reaktion gebracht wurden. Jedes der sich er- 85 kg/m² · h, während das unbehandelte Produkt eine

gebenden hydrätisierten Calciumsilicat-Produkte, die Filtrationsgeschwindigkeit von 39 kg/m² · h ergab,
jeweils Xonotlit, das gering lösliche Calciumsilicat
mit der Formel Beispiele

2CaO-3SiO₂-1-2,5H₂O, ⁴⁵ _ΛΓ

Verschiedene Druckreaktionsgefaße mit einem In-

auf das bisher Bezug genommen wurde, oder Ge- halt von 22,71 wurdenjeweils mit 438 g Diatomeenerde,' mische dieser Verbindungen enthielt, wurde durch 151 g hydratisiertem Kalk und 15,91 Wasser gefüllt, den Zusatz von genügend Aluminiumsulfat in das um ein CaO: SiO₂-Molverhältnis von 1,0 zu ergeben, Reaktionsgefäß behandelt, daß 7,5 % des Calciumoxyd- 50 und nach Abschluß einer Reaktionszeit von 90 Minuten anteils der speziellen Verbindung reagierte, und die bei 232° C, als das beständige hydratisierte Calcium-Reaktionen wurden für einen Zeitraum von etwa silicatxonotlit der hohen Temperaturphase produziert V₂ Stunde bei Temperaturen von etwa 232° C fort- war, wurde Aluminiumsulfat in jedes Reaktionsgefäß gesetzt. Die abnehmenden CaO: SiO₂-Molverhält- in 2,271 Wasser hinzugefügt, und nach einer zusätznisse des hydrätisierten Calciumsilicats führten nur zu 55 liehen Y₂ Stunde Reaktionszeit bei 232° C wurde das einem geringen Anwachsen des »Alaunbedarfs«. Der Produkt aus jedem Reaktionsgefäß abgelassen, ge- »Alaunbedarf«jeder dieser Produkte, wie er in diesem filtert, getrocknet und gemahlen. Die Aluminium-Test festgestellt wurde, ist in dem Schaubild der sulfatbehandlungen wurden bei theoretischen Werten Fig. 3 dargestellt. von 3, 6 und 30% der Menge des erforderlichen τ, . . , , 60 AluminiumsuHats durchgeführt, um mit dem CaO-P ^e Anteil des Calciumsilicats zu reagieren (eine 100 %ige

Sechs identische Proben des Calciumsilicatxonotlits Aluminiumsulfatbehandlung erfordert 1 Mol AIu-

der hohen Temperaturphase wurden gemäß dem miniumsurfat auf 3 Mol Calciumoxyd des Calcium-

hydrothermischen Verfahren und der Aluminium- silicat-Produktes). Wenn etwa 6% oder eine größere

sulfatbehandlung des Beispiels 2 hergestellt. Die ent- 65 Menge Aluminiumsulfat benutzt wurden, ergab sich

sprechenden Xonotlitproben wurden mit Aluminium- ein endgültiger »Alaunbedarf« des Produkts von

sulfat in veränderlichem Maße behandelt, indem jede weniger als 0,14 kg Alumiriiumsulfat pro Kilogramm

in einem wäßrigen Medium für einen Zeitraum von Calciumsilicat, während bei der Behandlung mit 3%

Aluminiumsulfat der »Alaunbedarf« wesentlich höher lag.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung hydratisierter Calciumsilicat-Produkte, insbesondere zur Verwendung als Pigmente oder Füllstoffe, durch Behandlung von Calciumsilicaten mit Aluminiumsulfat, dadurch gekennzeichnet, daß beständige, hydrothermisch gebildete, hydratisierte Calciumsilicate der Hochtemperaturphase hydrothermisch mit Aluminiumsulfat bei einer Temperatur von wenigstens 177° C, vorzugsweise zwischen 177 und 232⁰C, in einer solchen Menge und während eines solchen Zeitraums zur Re-

aktion gebracht werden, daß wenigstens 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 7,5 bis 60 Gewichtsprozent, der gesamten CaO-Komponente des hydratisierten CalciumsiMcats mit Aluminiumsulfat umgesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als hydratisierte Calciumsilicate Xonotlit, ein synthetisches hydratisiertes Calciumsilicat mit der Zusammensetzung

2CaO-3SiO₂-1-2,5H₂O
oder deren Gemische verwendet werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 937 414, 964 714.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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