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Verfahren zur Reinigung von Ton, Kaolin und tonhaltigen Materialien.
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Ganz besonders wirksam erweist sich das neue Verfahren bei der Reinigung von Materialien, welche der Peptisation entgegenwirkende Ionen, wie Ca oder A1 enthalten. Bei Anwesenheit von Kalk (Ca (OH) 2 oder CaO) in den Materialien versagen hydroxylionenhaltige Peptisatoren, während die Verwendung von Natriumoxalat ausgezeichnete Resultate gibt. Die auch in diesem Falle erfolgende weitgehende Peptisation ist wohl darauf zurückzuführen, dass der schädliche Kalk in das nicht dissoziierte (unlösliche) und daher unschädliche Kalziumoxalat übergeführt wird. Das entstehende NaOH begünstigt infolge seines Hydroxylionengehaltes die Peptisation, so dass auch aus diesem Grunde nur sehr geringe Mengen des Na-Oxalates notwendig sind.
Ist der Kalkgehalt verhältnismässig gering, so verwendet man in diesem Falle zweckmässig von vornherein zur Peptisation ein Gemisch von Na-Oxalat und eines hydroxylionenhaltigen Elektrolyten, und es erfolgt hiebei die Entfernung der ungeeigneten Substanzen, ihre Lockerung und Loslösung von den festen Teilchen der Suspension besonders rasch und weitgehend.
Ebenso wie bei Anwesenheit von Kalk gibt bei Anwesenheit von Gips (Ca"- und SOl'-Ionen) die Verwendung von Natriumoxalat technisch zufriedenstellende Resultate, während z. B. Natriumhydroxyd oft versagt. Die günstige Wirkung der erwähnten Salze ist wohl darauf zurückzuführen, dass das Ca-Ion in Form eines unlöslichen Salzes ausgefällt wird. Zurück bleibt das weniger störende S04-Ion. Um auch dieses zu entfernen, verfährt man zweckmässig so, dass man als Peptisator neben Natriumoxalat Barythydrat als hydroxylionenhaltigen Elektrolyten verwendet, wobei gemäss den Gleichungen :
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Für den Vorgang der Lockerung und Zertrümmerung der suspendierten Teile und die weitgehende Peptisation ist, wie ersichtlich, von besonderem Einflusse die Wirkung der Anionen der angewandten Salze. Beim Aufschlämmen des zu reinigenden Materials gehen die in den suspendierten Teilchen absorbierten oder gebundenen schädlichen Bestandteile teilweise in Lösung, u. zw. so weit, bis an den Grenzflächen der festen und flüssigen Phasen ein Gleichgewicht sich einstellt. Durch die Anwendung von Elektrolyten der in voiliegender Erfindung beanspruchten Art wird dieses Gleichgewicht durch die Unschädlichmachung bzw. Ausfällung der für die Peptisation schädlichen Ionen sehr rasch gestört, so dass der Prozess der Entfernung der schädlichen Bestandteile ausserordentlich beschleunigt wird.
Hinzu kommt noch die Wirkung der entstehenden bzw. hinzugefügten Hydroxylionen, welche nun ihrerseits keine schädlich wirkenden Substanzen bilden können, bzw. antreffen, da diese ja bereits in unschädliche Form gebracht sind. Als Folge hievon tritt eine raschere und weitergehende Lockerung, Peptisation und Reinigung der suspendierten Teile ein als nach den bisherigen Verfahren.
Die Ausführung des Verfahrens wird durch folgende Beispiele erläutert :
Beispiel 1 : 1 kg Rohton, welcher im Verhältnis von 1 Teil Ton zu 4 Teilen Wasser angerührt weder mit Natronlauge allein oder mit Wasserglas allein, noch mit Natriumoxalat allem in Sol zu bringen war, wird mit Wasser ausgelaugt. Die Analyse dieses Wassers ergibt einen Gehalt an
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<tb> 0. <SEP> 03 <SEP> g <SEP> Silikaten,
<tb> 0. <SEP> 085 <SEP> g <SEP> Ca <SEP> SO",
<tb> O'SssCaCOs,
<tb> 0. <SEP> 12 <SEP> g <SEP> Mg <SEP> C12,
<tb> 0-24 <SEP> NaCOs,
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oder einen Gehalt an 0-129 g Ca, entsprechend einer Menge von 0-43 43 g Na-Oxalat.
Das Verfahren wird nun, wie folgt, ausgeführt : 100 kg Rohton werden mit 400 l Wasser angerührt und zu dem Gemisch 3 l einer 3% igen Natriumoxalatlösung, entsprechend etwa der doppelten Menge des berechneten Oxalates, und 0-8 l einer 4% igen Natronlauge zugegeben und gut durchgerührt. Es erfolgt schnelles Absitzen des Sandes und der anderen grobkörnigen Verunreinigungen, während die feinen Tonteilchen in Schwebe bleiben. Nach beendetem Absitzen wird die überstehende Suspension von dem fest am Boden haftenden Absatz getrennt und der gereinigte Ton nach einer der bekannten Methoden aus der Suspension ausgebracht.
Die Analyse des geglühten Rohmaterials ergab einen Gehalt von 63. 35% SiOz und 26#25% Al2O3, während der geglühte gereinigte Ton 57-66% SiOs und 30#87% Al2O3 und der geglühte Rückstand 67. 05% SiO, und 23#87% Al2O3 enthielt. Der gereinigte Ton weist also einen erheblichen Mehrgehalt an Tonsubstanz und eine Verminderung des Kieselsäuregehaltes auf.
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Das <SEP> geglühte <SEP> Rohmaterial <SEP> enthält <SEP> 66. <SEP> 39% <SEP> Si02 <SEP> und <SEP> 13#14% <SEP> Al2O2.
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Der <SEP> gereinigte <SEP> Ton <SEP> enthält <SEP> 44#17% <SEP> SiO2 <SEP> # <SEP> 23#21% <SEP> Al3O3.
<tb> Der <SEP> Rückstand <SEP> enthält <SEP> 72-07 <SEP> % <SEP> SiOz <SEP> "10-78% <SEP> AI20s.
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Der mit Zitrat gereinigte Ton weist gegenüber dem Rohmaterial eine bedeutende Zunahme des Tonerdegehaltes und eine erhebliche Verminderung des SiO2-Gehaltes auf.
Beispiel 3 : Ein Rohton, dessen wässeiige Aufschlämmung sich durch Natronlauge allein oder Natriumoxalat allein nur unvollkommen in Sol bringen lässt, kann nur mit Hilfe eines gleichzeitigen Zusatzes von Natriumoxalat und Natronlauge vollkommen von Verunreinigungen, wie Sand, Glimmer u dgl., befreit werden.
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Absitzen der Verunreinigungen erfolgt. Der Zusatz dieser Elektrolyte im Betrieb wird nach dem besten Versuchsergebnis festgesetzt.
Für ein bestimmtes Material, das im Verhältnis von 1 kg Rohton zur 4l Wasser angerührt wird,
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Der Vorteil der Anwendung von Natriumoxalat bei gleichzeitiger Zugabe von Natronlauge ergibt sich aus dem Vergleich der Analysen der Sehlämmprodu. kte (gereinigter Ton und Rückstand), weiche dasselbe Material mit Natronlauge allein oder Natriumoxalat allein liefert ; bei den drei Versuchen wurde je 1 leg Ton mit 41 Wasser angerührt :
Versuch 1 : 4% ige Natronlauge allein ergibt bis zu 40 cm3 mangelhaftes Absetzen der Verunreinigungen. Das beste Absitzen findet bei 25 cm3 statt.
Analysen des gereinigten Tons : 57#55% SiO2; 38#71% Al2O3.
Analysen des Rückstandes : 69-34% SiO ; 27-43% Al, 03-
Versuch 2 : bei 10 bis 40 cm3 Na-Oxalat allein erfolgt kein Absitzen ; Analyse : 58-61% SiO2 ; 36#545 Al2O3.
Versuch 3: 20 cm3 3%iges Natriumoxalat + 10 cm3 4%ige Natronlauge:
Analyse des gereinigten Tons : 53-39% SiO2 ; 42#74% Al2O3 ;
Analyse des Rückstandes : 88-98 % SiO2 ; 8-10% A !, 03.
De geringe Gehalt von 8. 10% Al203 des Rückstandes von Versuch 3, verglichen mit dem Gehalt von 27. 43% Al203 im RÜckstand des Versuches 2 zeigt deutlich die hervorragende peptisierende Wirkung des Natriumoxalates an.
Beispiel 4: Ein Kaolin, welcher im Verhältnis von 1 Gewichtsteil zu 2 Gewiehtsteilen Wasser angerührt war, geht auf Zusatz von Natronlauge allein oder Natriumoxalat allein nicht in Sol.
Man laugt 1 kg Kaolin mit der zehnfachen Menge Wasser aus und analysiert den Eindampiungs-
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<tb> 78-79% <SEP> SiO2 <SEP> und <SEP> 20-25% <SEP> AI203,
<tb> des <SEP> gereinigten <SEP> Tons.........55#45% <SEP> SiO2 <SEP> # <SEP> 42#845 <SEP> Al2O3,
<tb> der <SEP> Rückstand <SEP> enthielt....... <SEP> 90#73% <SEP> SiO2 <SEP> # <SEP> 8#725 <SEP> Al2O3.
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Aus den Analysen erhellt ohne weiteres die günstige technische Wirkung, welche der Oxalatzusatz bewirkt : bedeutende Abnahme des Kieselsäuregehaltes im gereinigten Ton, geringer Gehalt des Rückstandes an Tonsubstanz.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Reinigung von ton- und kaolinhaltigen Substanzen mit einem Gehalt an pepti- sationshindernden Ionen auf kolloidchemischem Wege, dadurch gekennzeichnet, dass man das Rohmaterial aufschlämmt und zu den Aufsehlämmungen Elektrolyte hinzufügt, welche die die Peptisation hindernden Ionen in praktisch undisziierte Verbindungen überführen und gleichzeitig peptisierend auf die zu reinigenden Bestandteile wirken.