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Verfahren zur Behandlung von Schlämmen, welche fein verteilte anorganische feste Stoffe, ins- besondere Kieselsäureteilchen enthalten.
Die-Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Befreiung von Lösungen von darin suspendierten festen Stoffen in fein verteiltem Zustande, die nachstehend der Kürze halber als "Schlamm" bezeichnet werden sollen.
Solcher Schlamm kommt bei den verschiedensten Fabrikationen vor, z. B. beim Auflösen von Erzen oder mineralischen Erzeugnissen, die schwerlösliche oder unlösliche Stoffe enthalten. Diese bleiben, falls sie sich in hinreichend fein verteiltem Zustande befinden, in der Lösung suspendiert.
Die Entfernung des Schlammes wird umso schwieriger, je feiner der Schlamm und je konzentrierter die Lösung ist. Bei besonders feinem Schlamm, dessen Korngrösse unter 0'001 mm Durchmesser sinken kann, und wenn die Lösung gleichzeitig eine hohe Konzentration hat, ist es fast unmöglich, den Schlamm in üblicher Weise durch Absetzenlassen, Filtern oder Schleudern zu entfernen. Selbst die besten Filter werden-nach einiger Zeit. von solchen Schlammteilchen verstopft und sind nach kurzer Zeit unbrauchbar. Will man absetzen lassen, so erfordert dies-wegen des geringen Eigengewichtes der Schlammteilchen und infolge ihrer geringen Grösse-oft in Verbindung mit grosser innerer Reibung mit der Lösung entweder lange Zeit oder es liefert eine nicht hinreichend klare Flüssigkeit.
Aller Wahrscheinlichkeit nach erschwert, insbesondere die Gegenwart äusserst feiner kolloider Teilchen, das Absetzen des Schlammes.
Derartige Teilchen brauchen erstens wegen ihrer geringen Grösse sehr lange Zeit, um zu Boden zu sinken, falls nicht die Brownsche Molekularbewegung ein Herabsinken überhaupt verhindert, zweitens steigern sie die innere Reibung der Lösung und erschweren dadurch das Absetzen auch der grösseren Teile. Dasselbe gilt für das Schleudern.
Die Erfindung bezweckt,'die Trennung derartigen Schlammes von der Flüssigkeit oder Lösung, in der er suspendiert ist, mittels eines einfachen Verfahrens zu erleichtern.
Es wurde nämlich gefunden, dass der Charakter des Schlammes in sehr wesentlichem Grade geändert wird, sobald man in der vorliegenden Suspension eine Ausscheidung von Schwefel in fein verteiltem Zustande bewirkt. Es zeigt sich, dass sich der vorliegende Schlamm sehr-leicht durch Absetzenlassen. Filtern oder. Schleudern von der Flüssigkeit trennen lässt, nachdem eine solche Ausscheidung von Schwefel stattgefunden hat. Man kann versuchen, diese Erscheinung in verschiedener Weise zu erklären. Man kann sich ganz einfach denken, dass die feinen Schlammteilchen von gefälltem Schwefel umschlossen werden und dadurch diejenigen Eigenschaften verlieren, die ihre Sonderung von der Flüssigkeit so schwierig machen.
Ein anderes Moment, das bei dem Vorgange vielleicht-eine Rolle spielt, besteht in den besonderen kolloid-chemischen Eigenschaften des Schlammes und des ausgeschiedenen Schwefels. Der kolloide Schwefel ist bekanntlich ein elektronegatives Kolloid, wogegen der Schlamm, wenn er wesentlich aus kolloiden Kieselsäurehydratteilchen besteht, was oft der Fall ist, sobald die Teilchen in einer stark säurehaitigen Flüssigkeit suspendiert sind, ein elektropositives Kolloid ist. Es ist nicht unwahrscheinlich, dass die Wirkung des Schwefels
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auf einer gegenseitigen Koagulation des elektronegativen Kolloids, des Schwefels, und dem in starken Säuren elektropositiven Kolloid, dem Kieselsäurehydrat, beruht.
In dem folgenden Beispiel wird ein Verfahren für eine zweckmässige Ausführung der Methode beschrieben.
Zur Behandlung liegt eine Lösung mit dem spezifischem Gewicht von etwa 1'5 vor, und zwar mit einem Gehalt von zweiwertigem und dreiwertigem Eisen als Sulfat, Titansulfat und eventuell anderen Sulfaten. In der Lösung ist ein Schlamm suspendiert, der hauptsächlich aus fein verteilten Kieselsäurehydratteilchen besteht, die sich nicht ohne grosse Schwierigkeiten durch Absetzenlassen, Filtern oder Schleudern von der Lösung trennen lassen. In die Lösung wird entweder Schwefelwasserstoffgas eingeleitet oder ein Sulfid eingebracht, das mit anwesender Säure H2S entwickelt. Dieser wird sehr bald durch in der Flüssigkeit vorhandene Oxydationsmittel, in diesem Falle Ferrisulfat, oxydiert, wodurch Schwefel ausgeschieden wird. Falls kein Oxydationsmittel in der Lösung vorhanden ist, muss ein solches, z. B.
Salpetersäure, Nitrate, Chlor oder Chlorate, zugesetzt werden. Da das Oxydationsmittel in der Flüssigkeit gelöst ist, wird der Schwefel in der ganzen Lösung gleichmässig ausgeschieden und wirkt auf alle vorhandenen Schlammteilchen ein. Die Behandlung mit Schwefelwasserstoff kann bei höherer oder niedrigerer Temperatur stattfinden und kann gegebenenfalls in einem Autoklaven unter Druck vorgenommen werden.
Nach der Behandlung ist es verhältnismässig leicht, die Lösung von den suspendierten festen Bestandteilen durch Absetzenlassen, Filtern oder Schleudern in bekannter Weise zu befreien. Als ein Beweis für die Wirksamkeit des Verfahrens mag erwähnt werden, dass die erwähnte Lösung, die ursprünglich etwa zog Schlamm im Liter enthält, durch gewöhnliches Absetzenlassen nur bis auf einen Schlammgehalt von 5 bis 10 g im Liter
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Weise bewirkt werden kann, ist es einleuchtend, dass die Erfindung durchaus nicht auf die als Beispiel beschriebene Fällungsart beschränkt ist,
PATENT-ANSPRÜCHE :
I. Verfahren zur Behandlung von Schlämmen, welche fein verteilte anorganische feste Stoffe, insbesondere Kieselsäureteilchen enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass in den Schlämmen eine Fällung von Schwefel in fein verteiltem Zustand bewirkt wird, worauf 'die festen Teilchen in bekannter Weise durch Absetzenlassen, Filtern oder Schleudern entfernt werden.