Verfahren für die Mineralisierung von Fasermaterial und fester liörper aus mineralisiertem Fasermaterial. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Mineralisierung von Faser material, insbesondere von S,.igespänen, und einen gemäss diesem Verfahren hergestellten Körper.
Das Verfahren ist dadurch gekenn zeichnet, dass das Fasermaterial mit einer hochbasischen Lösung eines Metallsalzes getränkt wird, worauf durch ein geeignetes Reagenzmittel ein unlöslicher, das gesagte Metall enthaltender Niederschlag sowohl im Innern, als auch an der Oberfläche des Fasex- materia.ls hervorgerufen wird.
Die Erfindung ist im besonderen anwend bar für die Behandlung von Sägemehl bezw. Sägespänen; aller sie ist nicht auf diese An wendung beschränkt, da Materialien, wie Torf, Holzmasse, Kokosfasern und dcrglei- eben, ebenso vererzt oder versteinert werden können, wie oben angegeben.
Bei einer Ausführungsform des Verfah rens, bei welcher als Fasermaterial Sägemehl dient, wird eine Lösung eines Eisensalzes benützt, welches durch Hinzufügen eines Alkalis oder alkalischen Salzes, zum Beispiel eines Oxydes oder Hydrates oder Karbonates oder .doppeltkohlensauren Natrons, Kaliums oder irgend einer der alkalischen Erden, wie Calcium, basisch gemacht worden ist, wobei ein leichter Überschuss dieser Menge einen dauernden Niederschlag herbeiführen würde. Wird zum Beispiel Natriumhydrat als Re agenzmittel zugesetzt, so wird mit dem Zu satz aufgehört, wenn Eisenhydrat auszu fallen beginnt.
In diesem Lösungsverhältnis genügt ein geringer weiterer Zusatz von Natriumhydrat, um die vollständige Bildung von Eisenhydrat und Natriumchlorid herbei zuführen.
Würde- eine Lösung von Eisenperchlorid verwendet,. so ist ein -geeignetes Verhältnis 1/2 kg. des Chlorides auf je 5 kg Wässer -mit dem notwendigen Aufwand an Alkali, um die Lösung hochbasisch zu machen, ungefähr 50 gr Ätznatron oder ungefähr 100 gr.kohlen- saures Salz sind für gewöhnlich als genügend befunden worden. Das genaue Verhältnis hängt von der Reinheit -des Eisonperchlo= rides ab.
Das Fasermaterial wird dann mit der hochbasischen Lösung imprägniert, und erst wenn die einzelnen Teile sich mit der Lösung getränkt haben, wird das überschüssige Alkali zugesetzt, welches die völlige Aus- fällung des unlöslichen Metallhydrates be wirkt, das zur Metallisierung oder Versteine rung des Fasermaterials dient. Die Aus fällung vollzieht sich sowohl im Innern, als auch auf der Aussenseite der einzelnen Teile. Dabei behält (las Material bei dieser Behand lung seine ursprüngliche Form bei.
Dieses Verfahren kann nun auf verschie denste Weise angewendet werden. So auch durch Vermengung eines Fasermaterials mit einer abbindenden Mischung, z. B. Portland- zement.
Dabei ist. aber zu beachten, dass das Faser material vorzugsweise nicht in seinem natür lichen Zustande in Zement gebettet wird. Vielmehr wird erfahrungsgemäss das Faser material, z. B. Sägespäne, zuerst völlig mit der hochbasischen Lösung durchtränkt und dann erst der Zement beigemengt. Das in die sem Zement enthaltene Alkali wirkt also als Reagenzmittel zur Ausfällung der Me tallbase im Innern und auf der Oberfläche des Fasermaterials.
Eine solche Anwendung des Verfahrens gestaltet sich beispielsweise wie folgt: Das Sägemehl wird mit einer Eisen chloridlösung von hochbasischer Natur, die wie v orbeschrieben erzeugt ist, getränkt. Das getränkte Sägemehl wird dann mit dem Zement vermischt, welchem ein geeigneter Stoff beigefügt sein kann, wie Calcium- hydrat. Dann wirkt der Kalk im Zement oder der Zusatzstoff, wenn ein solcher ver wendet ist, mit der absorbierten Lösung zu sammen, wobei das Eisen zum Teil im: In nern und auf der Oberfläche und zum Teil in der Zementmischung niedergeschlagen wird.
Es ist. zu beachten, dass die Salzlösung von solcher Empfindlichkeit ist, dass, um die Reaktion zu befördern, der Aufwand an Zement oder basischem Material auf ein Mindestmass beschränkt ist, und ferner, dass die Nebenprodukte das Setzen, Härten und Verdichten der Masse befördern.
Im weiteren ist darauf hinzuweisen, dass in der Mehrzahl der Fälle, welche einiger massen von der Art des verwendeten Zementes abhängig sind, die besondere Beimengung eines basischen Materials nicht notwendig ist, besonders dann nicht, wenn mit einem kalk haltenden Zement gearbeitet wird.
Das Verfahren kann auch unter Ver wendung anderer als kalkhaltender Zemente ausgeführt werden. So kann zum Beispiel der bekannte Schmelzzement, zu dessen Her stellung ein tonerdehaltio,es Mineral, wie Bauxit, verwendet ist, ebenso ein Zement, der aus gebranntem oder sonstigem Schiefer hergestellt wird, das heisst aus Schiefer, aus welchem das<B>01</B> ausgetrieben ist, und welche Zemente im wesentlichen aus Tonerde und Silikaten bestehen, benützt werden. Wenn der verwendete Zement die zum Fällen der mineralischen Verbindung notwendigen Ele mente nicht enthält, können besondere Al- kalien oder andere basische Substanzen durch Mischen mit dem Zement oder mit dem ge tränkten Material eingeführt werden.
Ein Ausführungsbeispiel bei Verwendung eines tonerdehaltigen oder Bauxitzementes, wie geschmolzenem Zement, ist folgendes: Die Lösung von Eisenchlorid kann in irgend einer bekannten Weise basisch ge macht werden. wie zum Beispiel durch Bei- füg-zng eines Überschusses an Eisenhydrat. Hierauf wird das Fasermaterial mit der Lösung getränkt, und wenn mit Aluminium oder Bauxitzement gemischt, wird sich die Lösung durch die Alkali- oder andere Base, die im Zement anwesend sind, zersetzen.
Wenn ein solches Alkali oder eine Base nicht ausreichen, um die Reaktion zu bewir ken, kann eine kleine Beifügung von Kalk oder ähnlichen alkalischen Basen vorgenom men werden.
Verschiedene metallische Salze können auf die beschriebene Weise verwendet wer den, um Fasermaterialien zu behandeln, wie zum Beispiel Aluminiumsalze, Chromsalze und dergleichen oder Mischungen derselben. Es ist nicht notwendig, ein Chlorid zu ver wenden, sondern es kann auch irgend ein lösbares Salz Verwendung finden. Wenn jedoch beabsichtigt ist, bei :der Ausübung des Verfahrens Sägemehl und Zement zu ver wenden, so ist es vorteilhaft, ein solches Salz auszuwählen, ,dass die durch die Reaktion entstehenden Nebenprodukte für den ver wendeten Zement nicht nachteilig sind.
Die erwähnte Reaktion wirkt sowohl auf die Oberfläche, als im Innern des Holzes, welches vererzt wird, so dass die feste Ver bindung, die durch Beifügung des Zementes entsteht, wie eine Verbindung zwischen dem Zement und dem Holz wirkt. ' Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf Fasermaterial in körnigem Zustand an wendbar, sondern auch auf Materialien in Form von Brettern oder dergleichen. wie be sonders auch für die Behandlung der Holz stangen oder Streben, wie sie zum Versteifen von Beton benützt werden.
Irgendwelche der Kompositionen, die oben erwähnt sind, können Sand- oder anderes Füllmaterial in gewissen Fällen enthalten, und es ist zu beachten, dass der oben ver wendete Ausdruck "Zement" nicht nur den eigentlichen Zement einschliesst und eine Mischung von Zement und Sand, sondern auch eine' Mischung von Kalk und Sand oder dergleichen einbegreifen kann.
Eine Anwendung des so erzeugten Pro duktes besteht in derBenutzung mineralisierten Sägemehls entweder mit oder ohne Zement als feuerfeste Masse.
Das getränkte Fasermaterial kann natür lich vor seiner Mineralisierung in jede ge wünschte Form gepresst werden.
Process for the mineralization of fiber material and solid bodies made of mineralized fiber material. The present invention relates to a method for the mineralization of fibrous material, in particular from chips, and a body produced according to this method.
The method is characterized in that the fiber material is impregnated with a highly basic solution of a metal salt, whereupon an insoluble precipitate containing the said metal is produced both inside and on the surface of the fiber material using a suitable reagent.
The invention is particularly applicable for the treatment of sawdust BEZW. Sawdust; All of it is not limited to this application, since materials such as peat, wood pulp, coconut fiber, and the like can also be mineralized or petrified as indicated above.
In one embodiment of the method in which sawdust is used as the fiber material, a solution of an iron salt is used, which is obtained by adding an alkali or alkaline salt, for example an oxide or hydrate or carbonate or double carbonate of sodium, potassium or any of the alkaline earths , such as calcium, has been made basic, a slight excess of this amount would cause permanent precipitation. If, for example, sodium hydrate is added as a reagent, the addition is stopped when iron hydrate begins to fall out.
In this solution ratio, a little further addition of sodium hydrate is sufficient to bring about the complete formation of iron hydrate and sodium chloride.
A solution of ferric perchloride was used. so a -suitable ratio is 1/2 kg. of chloride for every 5 kg of water - with the necessary amount of alkali to make the solution highly basic, about 50 grams of caustic soda or about 100 grams of carbonate have usually been found to be sufficient. The exact ratio depends on the purity of the ice cream perchlo rides.
The fiber material is then impregnated with the highly basic solution, and only when the individual parts have soaked themselves with the solution, the excess alkali is added, which causes the complete precipitation of the insoluble metal hydrate, which is used to metallize or stiffen the fiber material . The precipitation takes place both inside and on the outside of the individual parts. The material retains its original shape during this treatment.
This method can now be used in a wide variety of ways. So also by mixing a fiber material with a setting mixture, e.g. B. Portland cement.
It is. However, it should be noted that the fiber material is preferably not embedded in cement in its natural state. Rather, experience has shown that the fiber material such. B. sawdust, first completely soaked with the highly basic solution and only then added the cement. The alkali contained in this cement thus acts as a reagent for the precipitation of the metal base in the interior and on the surface of the fiber material.
Such an application of the method is for example as follows: The sawdust is impregnated with an iron chloride solution of a highly basic nature, which is produced as described above. The soaked sawdust is then mixed with the cement, to which a suitable substance such as calcium hydrate can be added. Then the lime in the cement or the additive, if one is used, acts together with the absorbed solution, the iron being partly deposited in the inside and on the surface and partly in the cement mixture.
It is. It should be noted that the salt solution is of such a sensitivity that, in order to promote the reaction, the use of cement or basic material is kept to a minimum, and further that the by-products promote the setting, hardening and compacting of the mass.
It should also be pointed out that in the majority of cases, which depend to some extent on the type of cement used, the special admixture of a basic material is not necessary, especially not when working with a lime-retaining cement.
The process can also be carried out using other than lime-retaining cements. For example, the well-known molten cement, for the production of which an alumina content, a mineral such as bauxite, is used, as well as a cement made from burnt or other slate, i.e. from slate from which the <B> 01 <is used / B> is driven out, and which cements consist mainly of clay and silicates are used. If the cement used does not contain the elements necessary to precipitate the mineral compound, special alkalis or other basic substances can be introduced by mixing with the cement or with the impregnated material.
An embodiment using an alumina or bauxite cement, such as molten cement, is as follows: The solution of ferric chloride can be made basic in any known manner. for example by adding an excess of iron hydrate. The fiber material is then soaked in the solution, and if mixed with aluminum or bauxite cement, the solution will be decomposed by the alkali or other base that is present in the cement.
If such an alkali or base is insufficient to effect the reaction, a small addition of lime or similar alkaline bases can be made.
Various metallic salts can be used in the manner described to treat fiber materials, such as aluminum salts, chromium salts and the like, or mixtures thereof. It is not necessary to use a chloride, but any soluble salt can also be used. However, if it is intended to use sawdust and cement in the practice of the process, it is advantageous to select such a salt that the by-products resulting from the reaction are not detrimental to the cement used.
The mentioned reaction acts both on the surface and inside the wood, which is mineralized, so that the solid connection that is created by adding the cement acts like a connection between the cement and the wood. 'The present invention is applicable not only to fiber material in a granular state, but also to materials in the form of boards or the like. as well as especially for the treatment of the wood rods or struts, as they are used to stiffen concrete.
Any of the compositions mentioned above may contain sand or other filler material in certain cases and it should be noted that the term "cement" used above includes not only the actual cement and a mixture of cement and sand, but can also include a mixture of lime and sand or the like.
One application of the product so produced is the use of mineralized sawdust, either with or without cement, as a refractory mass.
The soaked fiber material can of course be pressed into any desired shape before it is mineralized.