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Verfahren zur Aufrechterhaltung der Zusamntensetzl g von Eskosefällbiiderll.
Bei der Herstellung von künstlichen Fäden, Filmen, Bändchen, Haaren aus Viscose kommen schwefelsaure Fällbäder in Anwendung, welche neben Natriumsulfat auch Magnesiumsulfat enthalten.
Beim Gebrauch nimmt der Sehwefelsäuregehalt wegen der Neutralisation durch das Viskosealkali ab und die Spinnbadmenge vermindert sich, weil ein Teil der Flüssigkeit durch die Erzeugnisse, z. B. die Fäden, weggeschleppt wird und in das Waschwasser gelangt. Der Natriumsulfatgehalt des Bades wird in gewissem Masse automatisch ergänzt, insofern als im Bad dieses Salz beim Umsatz des Viskosealkalis mit der Schwefelsäure sich forlaufend bildet. Schliesslich findet nach dem Wassergehalt der Viskose
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wachsen des Bades bewirken kann. Alle diese beim Viskosefällprozess fortlaufend bewirkten Badveränderungen müssen zeitweise zweckmässig, aber ebenfalls fortlaufend, ausgeglichen werden bzw. rückgängig gemacht werden.
Dies geschieht bisher im allgemeinen in der Weise, dass allfällig überschüssig werdende Badmengen ablaufen gelassen werden und die erforderliche Konzentration an Schwefelsäure und Salzen durch Zugabe dieser Stoffe von aussen ins Bad ergänzt wird.
Bei Spinnbädern einfacher Art, die nur Schwefelsäure und Natriumsulfat als Ingredienzien enthalten, hat man bereits mehrfach vorgeschlagen, sogenannte Regenerationsverfahren für Säure und Salz in Anwendung zu bringen, welche darin bestanden, dass man die verdünnten Spinnbäder eindampfte, um der Verwässerung entgegenzuarbeiten, oder indem man die dieselben zwei Stoffe enthaltenden sogenannten Oberbäder oder Waschbäder, Nachfixierbäder, eindampfte und die Konzentrate ins Hauptspinnbad zurückführt, um geringere Mengen an frischer Schwefelsäure und frischem Natriumsulfat verwenden zu müssen oder die Zufügung des letzteren Stoffes zum Spinnbad entbehrlich zu machen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf die Einführung und die nähere Gestaltung eines Regenerationsverfahrens, welches für solche Spinnbäder tauglich ist, welche neben Schwefelsäure bzw.
Schwefelsäure und Natriumsulfat auch noch Magnesiumsulfat enthalten sollen. Bei solchen Bädern führt das einfache Eindampfverfahren, wie Versuche erwiesen haben, sowohl beim Hauptbad als auch bei den sogenannten Oberbädern, Waschbädern u. dgl. nicht zum Ziele. Es ergibt sich nämlich, dass beim einfachenEindampfender Badlösungen, welche beide Salze gleichzeitig enthalten, die Natriumsulfatkomponente gegenüber der Magnesiumsulfatkomponente unverhältnismässig stark anwächst, weil immer neues Natriumsulfat im Spinnbade gebildet wird. Die Folge ist, dass man einen Überschuss an Natriumsulfat bekommt und gar nicht in der Lage ist, das Magnesiumsulfat in der erforderlichen Weise in Lösung zu behalten bzw. zurückzugewinnen.
Wenn die Regenerierung insbesondere auch des Magnesiumsulfates eine effektive und praktische werden und die vorgeschriebene Zusammensetzung des Hauptbades erhalten werden soll, so muss fortlaufend ein Teil des Natriumsulfates entfernt werden.
Wenn man nun den Versuch macht, die bezeichneten Badlösungen durch Auskristallisation vom Überschuss an Natriumsulfat zu befreien, so erhält man im allgemeinen, wie Versuche ergeben haben, Salzausscheidungen, welche neben dem zu entfernen den Natriumsulfat unerwünschterweise auch Magnesiumsulfat enthalten, welch letzteres demnach mitsamt dem überschüssigen Natriumsulfat verlorengehen würde.
Es wurde nun der nachfolgend beschriebene praktische Weg gefunden, der vorerst an Hand von Beispielen erläutert werden soll.
Beispiel 1 : Es liegt eine Badlösung vor mit
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<tb>
<tb> 130 <SEP> g <SEP> H2S04 <SEP> pro <SEP> Liter
<tb> 190 <SEP> g <SEP> MgS04 <SEP> pro <SEP> Liter
<tb> 130 <SEP> g <SEP> Na2S04 <SEP> pro <SEP> Liter.
<tb>
Die Aufgabe besteht darin, die Badmischung tunliehst weitgehend von Natriumsulfat zu befreien und alsdann in konz. Form ins Hauptspinnbad zurückzuleiten.
Versucht man, diese Badlösung in der üblichen Weise durch Eindampfen oder Abkühlen zur Auskristallisation zu bringen, so kommt man nicht zum Ziel, weil dann immer ein Gemisch von Natriumsulfat und Magnesiumsulfat ausfällt.
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<tb>
<tb> 95% <SEP> H2SO4,
<tb> 84% <SEP> MgSO4, <SEP> aber <SEP> nur <SEP> noch
<tb> 37% <SEP> Na2SO4.
<tb>
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<tb>
<tb> 98% <SEP> H2SO4,
<tb> 97% <SEP> MgSo4 <SEP> zurückgewonnen, <SEP> dagegen
<tb> 63% <SEP> Na2SO4 <SEP> ausgeschieden.
<tb>
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<tb>
<tb> 115 <SEP> g <SEP> h2SO4,
<tb> 165 <SEP> g <SEP> MgSO4
<tb> 115 <SEP> g <SEP> NA, <SEP> SO,
<tb>
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<tb>
<tb> 130 <SEP> g <SEP> H2SO4 <SEP> pro <SEP> Liter,
<tb> 240 <SEP> MgSO <SEP> pro <SEP> Liter,
<tb> 130 <SEP> g <SEP> Na2SO4 <SEP> pro <SEP> Liter.
<tb>
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<tb>
<tb> 133 <SEP> g <SEP> H2SO4 <SEP> pro <SEP> Liter,
<tb> 174 <SEP> g <SEP> MgSO4 <SEP> pro <SEP> Liter,
<tb> 132 <SEP> g <SEP> Na2SO4 <SEP> pro <SEP> Liter,
<tb>
wobei gleichzeitig wegen des mit dem Bittersalz entzogenen Kristallwassers eine Zusammenschrumplung des Badvolumens um etwa 5% erfolgt ist. Das Filtrat wird nun um 5-10% verdünnt und dann auf -5 C abgekühlt. hiebei fällt magnesiumsulfatfreies Natriumsulfat in Form von Glaubersalz aus, so dass in der Restlauge nur noch etwa 50 na2SO4 pro Liter enthalten sind. Die aufkonzentrierte,
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Hauptfällbades verwendet.
Beispiel 4 : Wenn eine Badzusammensetzung mit
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<tb>
<tb> mo <SEP> g <SEP> H2SO4 <SEP> pro <SEP> Liter,
<tb> 160 <SEP> g <SEP> MgSO4 <SEP> pro <SEP> Liter,
<tb> 140 <SEP> g <SEP> Na2SO4 <SEP> pro <SEP> Liter
<tb>
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spinnbad zurückgegeben.
Beispiel 5 : Es liegt eine aufzuarbeitende Badloösung, wie folgt vor :
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<tb>
<tb> 100 <SEP> g <SEP> H2SO4 <SEP> pro <SEP> Liter,
<tb> 200 <SEP> g <SEP> MgSO4 <SEP> pro <SEP> Liter,
<tb> 200 <SEP> g <SEP> NA, <SEP> SO, <SEP> pro <SEP> Liter.
<tb>
Dieses Bad kann, ähnlich wie bei Beispiel 1, auf zwei verschiedene Arten verarbeitet werden : a) Man fügt dem Bade 40 g MgSO4 pro Liter hinzu. Nach dem Auflösen kühlt man ab, jedoch
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natriumsulfatfreies Bittersalz aus. Unterschreitet man diese Temperatur, so fällt bereits ein unbrauch- bares Gemisch mit hohen Natriumsulfatgehalt an. Die abfiltrierte Lösung wird dann um 5-10% verdiinnt, auf -50 C abgekühlt, das Glaubersalz abgetrennt, das Filtrat aufkonzentriert und zusammen mit dem vorher ausgeschiedenen Bittersalz ins Hauptbad zurückgetan. b) Die zu verarbeitende Lösung wird um 15-20% verdünnt, dann ohne weiteres zwecks Aus-
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spinnbad zurückfliessen gelassen.
Bei den genannten Beispielen verändern sieh die Verhältnisse und die zu treffenden Massnahmen
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z. B. auf 150 g H2S04 pro Liter und darüber ansteigt oder auf 65 g pro Liter und darunter sinkt. In diesen genannten Grenzen bewegt sich aber der Sehwefelsäuregehalt von gewöhnliehen Spinnbädern, Oberbädern u. dgl. in den meisten Fällen.
Aus den Beispielen geht deutlich hervor, dass der Magnesiumsulfatgehalt pro Liter des zu verarbeitenden Bades im wesentlichen über die zu treffenden Massnahmen entscheidet.
Wenn dieser Magnesiumsulfatgehalt nicht mehr als etwa 170 g pro Liter beträgt, so kann ohne weiteres eine Ausscheidung des Glaubersalzes durch einfache Abkühlung erfolgen.
Wenn der Magnesiumsulfatgehalt über etwa 220 g pro Liter beträgt, so kann man durch erstmalige Abkühlung auf 8-10 C einen Teil des Magnesiumsulfates ausscheiden und dann nach einer angemessenen Verdünnung den Hauptteil des Natriumsulfates bei einer weiteren Abkühlung auf z. B.-5 C zur Auskristallisation bringen.
Wenn der Magnesiumsulfatgehalt in dem Zwischengebiete zwischen 170 und 220 g pro Liter liegt, so muss der Magnesiumsulfatgehalt durch Zugabe zuerst erhöht werden. Dann kann man wie vorstehend verfahren. Statt dessen kann man auch durch eine entsprechende Verdünnung den Magnesiumsulfatgehalt auf unter 170 g pro Liter drücken und dann nach der ersten Vorschrift sogleich mit der Glauber- salzausscheidung beginnen.
Wenn bei hohem Magnesiumsulfatgehalt (s. Beispiel 5) auch ein hoher Natriumsulfatgehalt vorhanden ist, so darf man beim Ausscheiden des Bittersalzes vermittels der ersten Abkühlung nicht zu tief gehen (nur 10-12 C statt 8-10 ), da sonst bereits Natriumsulfat in erheblicher Menge mit ausfällt.
Ganz analog muss man die Abkühlung bei der Ausscheidung des Glaubersalzes in mässigen Grenzen halten. Wenn man bei der Glaubersalzausscheidung bis zu Temperaturen von-10 C und darunter geht, so läuft man Gefahr, schon Magnesiumsulfat mit auszukristallisieren, wenn der Gehalt desselben in der Lösung ein erheblicher ist. In den meisten Fällen wird man sieh daher mit einer Abkühlung auf -50 C begnügen.
Das neue Verfahren lässt sich anwenden zur Einengung des Hauptspinnbades selbst und zu einer Befreiung von überschüssigem Natriumsulfat. Es lässt sich auch anwenden bei der Aufarbeitung von sogenannten Tropfbädern, die von Spulen und Walzen abtropfen, oder von Schleuderbädern, die von Spinnzentrifugen abgeschleudert werden, oder von Oberbädern, worin besponnene Spulen nachfixiert oder ausgelaugt werden. In jedem Falle werden die zu behandelnden Bäder oder Badanteile nach dem Verfahren mit Vorteil aufgearbeitet und die aufkonzentrierte, natriumsulfatarme Endlauge wird zweckmässig zusammen mit etwa sonst ausgeschiedenem Bittersalz zur Auffrischung des Hauptspinnbades verwendet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Aufrechterhaltung der Zusammensetzung von Viskosefällbädern, die neben Schwefelsäure Natriumsulfat und Magnesiumsulfat nebeneinander enthalten (insbesondere Spinnbädern der Viskoseseideindustrie), dadurch gekennzeichnet, dass man portionenweise oder fortlaufend aus Anteilen der Badlösung durch Abkühlung und infolgedessen Auskristallisierung das Natriumsulfat bzw. das Magnesiumsulfat jedes für sich allein in praktisch reiner Form teilweise zur Abscheidung bringt, die Filtrate vereinigt und aufkonzentriert und mit dem ausgeschiedenen Magnesiumsulfat zusammen dem Hauptspinnbade wieder zufügt.