DE609891C - Verfahren zur Herstellung einer Schwefelsaeurebeizloesung fuer Eisen und Stahl und zur Verhinderung der Aufloesung von Eisen und Stahl durch Schwefelsaeure - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung einer Schwefelsäurebeizlösung für Eisen und Stahl . und zur Verhinderung der Auflösung von Eisen und Stahl durch Schwefelsäure Schwefelsäure an sich greift Eisen und Stahl sehr leicht an. Es bestehen daher bei der Aufbewahrung von Schwefelsäure große Schwierigkeiten. Werden Stahl- oder Eisenbehälter benutzt, so ist deren Lebensdauer nur kurz, und es besteht immer der Zufall des Leckwerdens mit seinen Gefahren in bezug auf Leben und Eigentum. Bei dem sogenannten Beizverfahren wird Schwefelsäure benutzt, um Kesselstein oder Rost von der Oberfläche von Eisen oder Stahl zu entfernen. Für den praktischen Gebrauch muß die Oberfläche von Eisen und Stahl glatt und glänzend bleiben, anderenfalls sind die Gegenstände für die Galvanisation und den Gebrauch im Handel ungeeignet.-- Die Schwefelsäure entfernt zwar zuerst den Kesselstein und den Rost, aber nach deren Entfernung greift sie das darunter befindliche Metall an, raubt die Oberfläche auf und entwickelt dabei unangenehme,- z. T. schädliche Gase. Praktisch ist es nun nicht möglich, den Kesselstein und Rost zu entfernen, ohne daß das Metall angegriffen wird, da man nicht sieht, wann der Prozeß unterbrochen -werden muß. Ferner bedecken die zu entfernenden Unreinigkeiten die Metalloberfläche nicht gleichmäßig, daher wirkt die Säure an der einen Stelle noch auf Rost ein, während er auf der anderen Stelle bereits entfernt ist, das nIctall dort also bereits angegriffen wird.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung eines Stoffes, der die auflösende Wirkung von Schwefelsäure auf Eisen und Stahl verhindert, insbesondere auch auf die Herstellung einer neuen Beizlösung, mit der Eisen und Stahl von Rost und anderen Verunreinigungen befreit -werden können, ohne daß deren Oberfläche angegriffen wird und ohne daß die -Beizwirkung der Lösung zum Entfernen von Rost u. dgl. durch. den Zusatz dieses Stoffes beeinträchtigt wird.
• Es sind bereits mehrfach sogenannte Beiz-oder Sparzusätze für ähnliche Zwecke vorgeschlagen -worden, so z. B. Thioharnstoffe und Aldehyde. Es -wurde nun gefunden, daß man durch Zugabe -von Reaktionsprodukten aus Aiylthioharnstoffen (Thiocarbamidc) und Aldehyden zu der Schwefelsäure wesentlich bessere Wirkungen erzielt. Die -Klasse dieser Verbindungen ist viel wirksamer, leichter zu handhaben und völlig beständig in der Schwefelsäure.
• Die Zugabe dieser Verbindungen in verhältnismäßig geringen Mengen verhindert praktisch jede Ätzung oder Korrosions-virk-ung _der Säure auf Eisen oder Stahl. , Die bessere Wirkung des neuen Mittels ist beispielsweise aus folgenden Vergleichsversuchen zu entnehmen:.

  ün- #,sserstoff

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  Di - o-tolOharnstoff

  und hc@rma@dc#li@>cl: . ;o - r2 -

  Bei diesen Versuchen wurden in jedem Fall die gleiche Menge des Verhinderungsmittels (35 mg) sowie gleiche Stahlproben in den gleichen Abmessungen von etwa 15 X 2,5 ". 0#2 cm angewandt. Die Versuche wurden bei einer Badtemperatur von etwa S2° C mit einer Lösung durchgeführt, die 500 ccm Wasser und 25 ccm reine Schwefelsäure (94,6 oje) enthielt.
• Durch den Ausdruck »Reaktionsprodukte von Arylthioharnstoffcn und Aldehyden<; sollen diejernigen -Reaktion'sprodukte umfaßt werden, die durch die chemische Verbindung eines aromatischen Schwefelliarnstoffes, z. B. Thiocarbanilid, Di-io-tolylthüocarbamid usw.,.mit irgendeinem aliphatischen Aldehyd entstehen, z. B. mit Formaldehyd, Acetaldehyd, Pnopionaldehyd, Aerolein u. dgl., ,oder ,einem aromatischen Aldehyd, z. B. Benzaldehyd, Zimtaldehyd, bzw. deren Homologen, Isomeren oder Substitutionsprodukten, z. B. Aldehydammoniak usw.
• Als Ausführungsbeispiel sei die Reaktion zwischen Di-o-tolylthiocarbamid und Formaldehyd beschrieben. In eine 2-1-Flasche mit Wasserrückflußkühler werden 256 g Di-otolylthiocarbamid, 150 g 4cr%ige Formaldehydlösung und Zoo cm3 Wasser gegeben. Das Gemisch wird gekocht. Nach einigen Stunden beginnen die Kristalle des Di-.o-tolylthiocarbamids zu verschwinden unter gleichzeitiger Bildung eines schweren öligen Bestandteils, der sich auf den Boden der Flasche absetzt. Nach etwa 16 bis 18 Stunden Kochen am Rückflußkühler ist die Reaktion vollendet. Die Kristalle des Di-o-tolylthiocarbamids sind dabei vollständig verschwunden. Der ölige Bestandteil wird von dem darüber befindlichen Wasser getrennt und ist zum sofortigen Gebrauch verwendbar; er kann aber vor dem Gebrauch auch einer Destillation unterworfen werden. Die neue Verbindung ist farblos, eine schwere Flüssigkeit, die bei gewöhnlichen Temperaturen sehr viskos ist; sie ist sehr wenig in kaltem Wasser und wenig in kochendem Wasser löslich. Dagegen ist sie leicht löslich in Uher, Benzol, Chloroform, Aceton, Tetrachlorkohlenstoff und, kochendem Alkohol. Qualitative Untersuchungen ergeben, daf.i sie frei von Aldehyden und Thioharnstoffen ist. Bei der üblichen Herstellung der Reaktionsprodukte wird ein Überschuß an Formaldehyd angewandt, um die Reaktion möglichst vollständig zu machen; deshalb können in den käuflichen Produkten geringe Mengen von eingeschlossenen oder zurückgehaltenen Aldehyden festgestellt werden. Das Produkt kocht unter verringertem Druck ohne Zersetzung und kann destilliert werden. Bisher ist es jedoch nicht gelungen, das Produkt in eine kristallinische Form zu bringen. Selbstverständlich können auch andere Methoden benutzt werden, um zu den gewünschten Reaktionsprodukten zu kommen; ferner ist das oben für Di-o-tolylthiocarbamid angegebene Verfahren auch zur Herstellung anderer Reaktionsprodukte anwendbar, z. h. zur Herstellung eines solchen aus Thiocarbanilid und Formaldehyd oder- aus Di-otolyltliiocarbamid und Benzaldehyd usw. Diese genannten Reaktionsprodukte sind feste Körper von weißlicher Färbung, sehr wenig löslich in Wasser und löslich in den verschiedenen organischen Lösungsmitteln. Qualitative Untersuchtuigen ergaben ebenfalls die Abwesenheit von Thioharnstoffen und Aldehyden.
• Diese Reaktionsprodukte von Arylthioharnstoffen und Aldehyden sind ausgezeichnete Beiz- oder Sparzusätze und besitzen gegenüber den bisher bekannten und benutzten bessere Eigenschaften.
• Der Prozentsatz des der Schwefelsäure zuzugebenden Mittels kann beträchtlich geändert werden; etwas ist er abhängig von der Art der zu behandelnden Gegenstände und der Menge des zu entfernenden Rostes u. dgl. Versuche haben ergeben, daß selbst ein so geringes Verhältnis von t Teil des Kondensationsproduktes aus Diorthotolylthioharnstoff und Formaldehyd auf z t oo Teile 98%iger Schwefelsäure oder r Teil des Mittels auf 22 ooo Teile einer 5o/oigen Sclrnefelsäurelösung genügend wirksam ist. Der zugefügte Betrag kann beträchtlich erhöht werden, aber für alle praktischen Zwecke braucht er t olo nicht zu übersteigen. Entsprechende Verhältnisse bestehen bei den anderen angegebenen Reaktionsprodukten.
• Die Wirkung dieses Mittels ist auch aus folgendem Versuch ersichtlich. Zwei Glasbecher mit je 2 1- Fassungsvermögen werden mit je r5oo g einer 5%igen Schwefelsäurelösung beschickt. In den einen Becher fügt man 124 mg des Kondensationsproduktes aus Diorthotolylthioharnstoff und Formaldehyd hinzu, während das andere Becherglas lediglich die reine Säure enthält. Beide werden bis zum Kochen erhitzt, worauf ein Stahlstreifen von etwa 20 X 2,5 X 0,2 cm in jeden Becher gebracht und die Temperaturen während einer Stunde nahe dem Siedepunkt gehalten werden. Aus dem Becherglas, das kein zugesetztes Mittel enthält, entweicht sich bildendes Wasserstoffgas, während aus dein anderen Becherglas, dem das Reaktionsprodukt zugegeben war, praktisch nichts entweicht. Nach einer Stunde werden die Stahlstreifen aus den Bechergläsern entfernt und miteinander verglichen. Der in die reine Säure eingetauchte Streifen war stark zerfressen, während das andere Stück durch die mit dem Reaktionsprodukt versetzte Säure nicht angeWriffen wurde und Matt und g1.-incl geblieben war.

Claims (1)

1. PA,TI:NTAVSI'RUCII: Verfahren zurHerstellung einer Schwefelsäurebeizlösung für Eisen und Stahl so-%t ie zur Verhinderung der Auflösung von Eisen und Stahl durch Schwefelsäure, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwefelsäure ein Reaktionsprodukt -zugegeben wird, das aus einem Aryltliioliarnsboff und einem Aldehyd, beispielsweise aus einem Di-o-tolylthioliarnstofi oder Thiocarbanilid mit einem Formaldehyd oder Benzaldehyd, bzw. deren Homologen, Isomeren, Substitutionsprodukten entsteht.