AT130434B - Verfahren zur Herstellung eines zum Basenaustausch befähigten Silikates. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung eines zum Basenaustausch befähigten Silikates. 



   Das vorliegende Verfahren dient zur Erzeugung von zum Basenaustausch befähigten Metallsilikaten, die sich namentlich zum Weichmachen von Wasser eignen. Sie haben die Eigenschaft von Zeolith, und das in dem Zeolith vorhandene Natrium oder Kalium wird bei dieser Verwendung zur Erweichung des Wassers die Stelle des Magnesiums oder Kalziums in dem harten Wasser einnehmen. Die Wiedergewinnung des Natriums oder Kaliums geschieht durch Behandlung der Salze mit einer entsprechenden Lösung. 



   In früheren Verfahren, die einen ähnlichen Zweck verfolgten, wurden Natriumsilikat mit Aluminiumsulphat in Reaktion gebracht, und bei dieser Reaktion war das Verhältnis des Natriumoxydes zum Aluminiumoxyd und zum Silizium wie 1 : 1 : 4. Nach dem vorliegenden Verfahren wird der Reaktionsmischung eine Säure zugesetzt, die mit einem oder mehreren metallischen Oxyden in Verbindung tritt und Salze mit ihnen bildet. Wenn in   Vorveröffentlichungen   Säure erwähnt wurde, war damit das saure Salz Aluminiumsulphat gemeint. Es wurde auch schon vorgeschlagen, Natriumsilikat mit Eisenchlorid in Lösung zu bringen, und statt des Eisenehlorids hat man auch Eisensulphat benutzt.

   Es wurde auch schon vorgeschlagen, die Reaktion von   Aluminatlösungen   durch Alkalisilikat in Gegenwart anderer löslicher Alkalisalze, wie Natriumsulphat, auszuführen, und es wurden dabei schon stark verdünnte Lösungen von Salzen benutzt. Solche Lösungen von Salzen waren beispielsweise Natriumsilikat mit geringen Mengen von Siliziumoxyd. Diesem bekannten Verfahren gegenüber zeichnet sich das vorliegende Verfahren dadurch aus, dass das Verhältnis des Siliziumgehaltes zu den Gehalten von Oxyden bedeutend erhöht wird, und diese Änderung des Verhältnisses des Siliziumgehaltes ist auf den Zusatz einer Säure   zurückzuführen,   die mit den metallischen Oxyden in Verbindung tritt. 



   Die Beimischung der Säure geschieht, indem man vor oder während oder nach der Zusammenbringung der Salze von Metallen, deren Hydroxyde amphotere Eigenschaften haben, die Säure zugibt und diese Mischung von Salzen und Säure mit der Lösung des Alkalimetallsilikats mengt. Die Säure, die zugegeben wird, ist Schwefelsäure, und wenn als eines der Salze eines Metalles, dessen Hydroxyd amphotere Eigenschaften hat, ein   Natriumsalz gewählt   wird und als anderes Salz ein Aluminiumsulphat, so entsteht dadurch ein Natriumsulphat. 



   Die Menge der Säure wird gross genug gewählt, um das Verhältnis des Siliziums zu den übrigen Bestandteilen der Mischung mindestens zweimal so gross zu machen als jenes Verhältnis, das zustande gekommen wäre, wenn keine Säure zugegeben worden wäre. 



   Die folgende Beschreibung nimmt auf zwei Beispiele Bezug, in welchen die Verhältnisse der Einzelbestandteile innerhalb weiter Grenzen schwanken. Auch können die Temperaturen, die Konzentrationsgrade, die Behandlungsdauer usw. innerhalb weiter Grenzen geändert werden. 



   Bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden 290 cm3 konzentrierter Schwefelsäure, welche 519 g   H2S04   enthält, auf   3'2 l   einer Lösung zugegeben, die aus dem im Handel   erhältlichen   Aluminiumsulphat gewonnen wird. Diese Lösung enthält ungefähr 60   g Al203   und 127 g   S03   pro Liter. Die Mischung wird 
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 Volumen der in Betracht kommenden Lösungen umfasst, und nach einer weiteren kurzen Zeit ändert sie sich auf eine steife, feste, fast lederartige Masse   um.   Nachdem diese Masse keine Änderung mehr 

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 hat pro Kilogramm eine Austauschfähigkeit von 30 bis 40 g Kalziumkarbonat oder dessen Aquivalent, und es hat eine Dichtigkeit von ungefähr   0'9 leg   pro Kubikdezimeter.

   Seine   Austauschfähigkeit   für dasselbe Volumen ist demnach im Überschuss von 29 g. 



   Die Porosität dieses, nach dem zweiten Ausführungsbeispiel hergestellten Produkts ist selbst grösser als die Porosität des   erstbeschriebenen   Materials. Durch Adsorption von Wasser gewinnt es ungefähr   55% im   Gewicht. Diese hohe Porosität und die glasartige Beschaffenheit werden selbst bei hoher Temperatur beibehalten. 



   Die Materialien, die nach diesen Verfahrensschritten erzeugt werden, haben grössere Dichte und grössere   Austauschfähigkeit   pro Gewichtseinheit als jene Materialien, die früher auf dem nassen Weg hergestellt wurden. Ihre   Austauschfähigkeit   pro Raumeinheit des Materials ist grösser als die Austauschfähigkeit irgendeines Stoffes, der bis jetzt zum Erweichen von Wasser benutzt wurde. 



   Die Reaktionsmasse, die nach den oben gegebenen Verhältnissen erzeugt wurde, ist alkalisch zu Phenolphthalein. Man kann jedoch die Verhältnisse ändern und eine Masse erzeugen, die sich gegen Phenolphthalein und Lakmus neutral verhält, die jedoch gegen Methylorgane alkalisch ist. Selbst in 
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Natürlich kann das Verhältnis des amphoteren Salzes zur Säure und zum Silikat des alkalischen Metalles innerhalb weiter Grenzen geändert werden. Irgendein alkalisches Silikat kann benutzt werden, in dem   Na20     und Si02   in beliebigem Verhältnis vorhanden sind. Kaliumsilikat ist sehr leicht erhältlich und kann mit zufriedenstellenden Ergebnissen benutzt werden.

   Andere Aluminiumsalze, wie Alaun oder Aluminiumazetat, sowie die Salze anderer gleichartiger Oxyde oder Hydroxyde amphoterer Metalle können benutzt werden, und die Erfindung erstreckt sich   natürlich   auch auf diese Ersatzstoffe. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erzeugung eines Silikats für Basenaustausch durch Mischung einer Lösung eines Alkalisilikats mit einer Lösung eines amphoteren Hydroxydes, dadurch gekennzeichnet, dass während oder nach der Zusammenbringung der Bestandteile dieser Mischung so viel Säure zugesetzt wird, dass die gelatinartige Masse im wesentlichen das Volumen oder tatsächlich das ganze Volumen ausfüllt und das Endprodukt des Verfahrens einen wesentlich grösseren Gehalt von Siliziumverbindungen hat als solche Basenaustauschmaterialien, welchen nur genügend Säure zugesetzt wurde, um die Alkalinität auszugleichen.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nichtalkalische Lösung des amphoteren Hydroxyds erst mit der Säure gemischt wird, worauf diese Mischung mit einer Lösung eines Silikates eines alkalischen Metalles in Mischung gegeben wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des nichtalkalischen amphoteren Hydroxyds im Verhältnis zu den andern Bestandteilen so gewählt wird, dass die Gesamtmischung alkalisch gegen Phenolphthalein ist.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die der nichtalkalischen Lösung des amphoteren Hydroxyds zugesetzte Säure in solchen Mengen gewählt wird, dass die gelatinartige Masse, die aus der Mischung entsteht, einen Siliziumgehalt hat, der mindestens zweimal so gross ist wie jener Gehalt, der vorhanden wäre, wenn eine gleichwertige Menge amphoteren Hydroxyds benutzt worden wäre.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte gelatinartige Masse getrocknet wird und durch Anfeuchtung mit Wasser nach dem Trocknen in Teilchen aufgebrochen wird, die sich zu Zwecken der Wassererweichung eignen.

   6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse durch Anwendung von Hitze getrocknet wird, worauf durch die Behandlung mit Wasser die in Wasser löslichen Verbindungen ausgeschieden werden.