AT160857B

AT160857B - Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbonat von bestimmten Füllvolumen

Info

Publication number: AT160857B
Authority: AT
Inventors: Iwan Dr Ing Marghen; Anton Von Dr Wacek
Original assignee: Iwan Dr Ing Marghen; Anton Von Dr Wacek
Publication date: 1942-09-01

Description

Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbonat von bestimmtem Füllvolumen
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und durch ein feines Sieb getrieben. i g dieser Kreide wird dann in einem graduierten Glas- rohr von 16 bis 17 mm lichter Weite in 20 cm3 dest. Wasser aufgeschlämmt und 8 Stunden stehengelassen. Die von dem abgesetzten Calciumcarbonat eingenommene Zahl cm3 wird hier als Nassvolumen bezeichnet. Diese Kennzeichnung ist natürlich willkürlich gewählt und kann auch anders vorgenommen werden, nur muss man, um vergleichbare Werte zu bekommen, immer in der gleichen Art und Weise vorgehen.

Erhält man nun von dem so geprüften Material ein Nassvolumen von unter 7, so ist die
Brernung als verfehlt zu betrachten. Die optimale Brenntemperatur und Brenndauer ist von
Kalkstein zu Kalkstein verschieden und muss durch eine Versuchsreihe festgestellt werden.

Die besten von uns erhaltenen Werte für das Nassvolumen bei Verwendung eines guten Kalk- steins waren 12 bis 13, gegenüber dem besten bisher bekannten Wert von ungefähr 6 bis 7.

Hat man sich so von der richtig durchgeführten, Brennung überzeugt, so müssen bei der Fällung folgende Bedingungen eingehalten werden : es dürfen nicht zuviel Kristallkeime entstehen, jede Übersättigung der Lösung an gebildetem Calciumcarbonat, welche die Bil- dung von Kristallkeimen begünstigt, muss vermieden werden. Das kann man z. B. dadurch erreichen, dass man bei rascher Fällung das Absinken der Temperatur unter eine bestimmte
Grenze vermeidet oder auch bei tiefer Temperatur die Fällungsdauer stark ausdehnt und womöglich verdünnte Kohlensäure verwendet. Die Kristallisationsgeschwindigkeit ist also gegenüber der Keimbildungsgeschwindigkeit stark zu begünstigen.

Dadurch wird unter anderem erreicht, dass die Grösse der gebildeten Calciumcarbonatkristalle nicht unter das
Mass sinkt, bei welchem die Löslichkeit des Calciumcarbonates in Wasser bereits stark zunimmt. Zur Erreichung eines Materials mit niedrigem Füllvolumen sind sinngemäss die Grenzbedingungen zu wählen, dass bei hoher Keimzahl eine geringe Kristallisations- geschwindigkeit oder aber bei extrem geringer Keimzahl eine hohe Kristallisations geschwindigkeit erreicht wird, z. B. fällt man also bei tiefer Temperatur rasch (körniges
Material) oder bei hoher Temperatur sehr langsam (grob-kristallines Material).

Man kann so auch wahlweise Produkte erhalten, die infolge richtiger Einstellung des Ver hältnisses von Keimbildungsgeschwindigkeit zu Kristallwachstumsgeschwindigkeit, z. B. bei gleichem Füllvolumen, eine verschiedene gewollte Oberflächenbeschaffenheit, Kristallform und - art, Dichte, Härte, Adsorptionsvermögen usw. besitzen.

Im folgenden sind zur näheren Erläuterung einige Ausführungsbeispiele gegeben. Nach den drei ersten erhält man ein Material mit hohem Nassvolumen, nach dem vierten eines mit niederem Nassvolumen.

Beispiel I : Kalkstein wird bei der bei 10000 C ermittelten Brenntemperatur 3 Stunden gebrannt (Stückgr. rd. 2 cm3). Das noch heisse Material wird mit der 15fachen Menge reinem, . warmem Wasser gelöscht, 2 bis 3 Stunden unter Luftabschluss belassen, wobei man öfters aufrührt, und innerhalb von 3 Stunden bei 35 C und guter Durchmischung mit gereinigten
Kalkofenabgasen, die 5 bis in''/, Kohlensäure enthalten, gefällt, bis eine Probe gegen
Phenolphthalein neutral ist. Man lässt 1/2 Stunde stehen und leitet dann noch einen geringen Überschuss von Kohlensäure ein. Nach Filtrieren und Trocknen erhält man ein Material vom Nass volumen 8 bis 10, je nach der Güte des Kalksteins.

Beispiel II : Kalkstein wird bei II 500 C 2 Stunden durch indirekte Heizung gebrannt (Stückgr. rd. i cm3). Das noch heisse Material wird in reinem Wasser von 700 C gelöscht (i Teil Kalkstein-auf 18Teile Wasser), 2 Stunden bei ungefähr So C unter öfterem Umrühren stehengelassen, dann unter Rühren auf 850 C gebracht und innerhalb von 14 bis 18 Minu- ten bei dieser Temperatur mit reiner Kohlensäure durchcarbonisiert. Eine Probe soll Phenol- phthalein nicht rot färben. Nach Abkühlung auf 500 C wird 15 Minuten ganz langsam weitercarbonisiert. einige Zeit stehengelassen, filtriert, bei 100 bis 1050 C getrocknet.

Das
Nassvolumen ist 10 bis 13, je nach Güte des Materials, welches verwendet wurde.

Beispiel III : Kalkstein wird wie bei Ausführungsbeispiel II behandelt, nur werden
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und carbonisiert dann langsam fertig, wobei man etwas Überschuss an Kohlensäure einleitet.

Beispiel IV : Kalkstein wird bei 13000 C durch 2 Stunden gebrannt (Stückgr. rd. 500 cm3). Das heisse Material wird mit der I8fachen Menge warmem Wasser gelöscht, 1/2 Stunde stehengelassen und bei 300 C innerhalb von 10 bis 15 Minuten bei guter Durchmischung mit Kohlensäure gefällt, bis eine Probe gegen Phenolphthalein neutral ist. Man lässt i Stunde stehen, leitet einen geringen Überschuss an Kohlensäure ein, filtriert und trocknet. Das Material muss nachgemahlen und gesiebt werden. Man erhält ein körniges Produkt mit einem Nassvolumen von 2 bis 3.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : I. Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbonat mit hohem Füllvolumen, dadurch gekennzeichnet, dass man die Brennung und Löschung so durchführt, dass bis zur Fällung praktisch keine Kristallkeime von Calciumcarbonat vorhanden sind und die Keimbildungsgeschwindigkeit bei der Fällung niedergehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dass man unter folgenden gleichzeitig einzuhaltenden Bedingungen arbeitet : a) Kalk wird unter Einhaltung einer Temperatur und Zeitdauer gebrannt, bei-denen die calcitischen Kristallgitter praktisch restlos zerstört werden, unter Berücksichtigung der mit dem Calcit und Aragonit isomorphen Kristalle anderer Stoffe (z. B. Barytocalcit) ; b) vom Ende der Brennung bis zur Fällung muss das Entstehen neuer Kristallkeime ver- hindert werden ; c) bei der Fällung muss man die jeder Keimbildungsgeschwindigkeit entsprechende Kristal- lisationsgeschwindigkeit einhalten, d. h. die Keimbildungsgeschwindigkeit relativ klein, die Kristallisationsgeschwindigkeit möglichst gross halten.

3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch Änderung des Kohlensäuredruckes, des Kohlensäurepartialdruckes (kohlensäurehaltige Abgase), der Zerteilung der Kohlensäure in der Kalkmilch, der Konzentration der Kalkmilch, der Grösse der Calciumhydroxvdkriställchen oder der mechanischen Rührung usw. die Fällungsgeschwindigkeit verkleinert bzw. vergrössert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3 zur Erreichung eines Produktes mit geringem Füllvolumen (Nassvolumen 2 bis 7), dadurch gekennzeichnet, dass man bei sehr hoher Keimzahl oder bei im Verhältnis zur Wachstumsgeschwindigkeit der Kristalle äusserst kleiner Keimzahl fällt, z. B. dadurch erreichbar, dass man in der Kälte rasch fällt oder in der Hitze extrem langsam fällt.