DE102007025654A1 - Verfahren zur Herstellung von Wasserglaslösungen - Google Patents

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20—Silicates
    • C01B33/32—Alkali metal silicates

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Herstellung von Wasserglaslösungen mit verringertem Schwermetallgehalt, wobei man bei der Herstellung der Wasserglaslösung aus festem Stückenglas und Wasser/Dampf (Löseprozess) dem festen Stückenglas vor der Druckverlösung ein oder mehrere anorganische Erdalkalimetallverbindungen mit einer Wasserlöslichkeit unterhalb von 0,5 g/l bei 20°C zugibt und wobei man nach dem Löseprozess wasserunlösliche Bestandteile durch Sedimentation oder Filtration abtrennt.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wasserglaslösungen mit reduziertem Schwermetallgehalt.
  • Stand der Technik
  • Flüssige Wasserglaslösungen, d. h. wässrige Lösungen von Alkalisilikaten mit einem Molverhältnis (MV) SiO2 zu Alk2O im Bereich von 1 bis 5 – unter dem Molverhältnis (MV) eines Alkalisilikates versteht man das Molverhältnis der das Alkalisilikat konstituierenden Bausteine SiO2 und Alk2O, wobei unter Alk die Alkalimetalle Lithium, Natrium, Kalium zu verstehen sind –, werden großtechnisch aus festem Alkalisilikat-Stückenglas durch deren Druckverlösung in Autoklaven in Wasser hergestellt. Alternativ kann Sand auch direkt hydrothermal in konzentrierter Lauge gelöst werden, wobei nur Lösungen mit geringerem MV erhalten werden können. Da für technische Ware mangels mengenmäßiger Verfügbarkeit kein Reinstquartz, sondern Sand als SiO2-Rohstoffquelle eingesetzt wird, enthalten fertige Wasserglaslösungen verschiedene Schwermetalle im ppm bis ppb Bereich je nach ursprünglich eingesetzter Sandqualität. Außerdem können über den eingesetzten Brennstoff der Ofenheizung und über Erosion der Apparate weitere Schwermetalle prozesstechnisch eingetragen werden.
  • In vielen Anwendungen stören diese ppm-Verunreinigungen nicht, da die in Wasserglaslösungen enthaltenen Oligosilikate sehr gute Komplexierungsmittel für Schwermetalle sind und z. B. gerade daher wegen ihrer schwermetall-maskierenden Wirkung auch als Stabilisator für Wasserstoffperoxid eingesetzt werden. Wie gut die Komplexierung der Silikatanionen wirkt, zeigt die Tatsache, dass mit Ammonsulfid keine Schwermetalle aus technischen Wasserglaslösungen ausgefällt werden können. Wasserglaslösungen dienen auch als Rohstoffbasis zur Herstellung von Reinigungsmitteln, Brandschutzscheiben, Si-haltigen Katalysatoren, chromatographischen Trägern und Kieselsolen. In diesen Folgeprodukten können die Schwermetalle aufgrund verfärbender Wirkung, ihrer Absorption- oder Redox- oder elektrischen Eigenschaften unerwünscht sein. Bei längerer Lagerung spezieller Reinigungsmittel können unerwünschte farbige Niederschläge auftreten. In der Elektronikindustrie werden bzgl. Reinheit der Kieselsole für CMP (chemical mechanical polishing) immer schärfere Anforderungen gestellt, welche z. B. bei erlaubten Cu- und Ni-Gehalten Forderungen der Reduktion bis in den ppb-Bereich beinhalten.
  • Es ist daher wichtig, Wasserglaslösungen mit geringeren Schermetallgehalten bereitstellen zu können. Hierzu sind im Stand der Technik verschiedene Methoden vorgeschlagen worden. Es ist möglich, sehr reinen Si-Rohstoff, z. B. fein disperse pyrogene Kieselsäure, mit reiner Alkalilauge aufzulösen. Dieses Verfahren ist aufgrund des sehr aufwändigen Verfahrens der Herstellung das Rohstoffs eines der teuersten. Die Auflösung kann nicht in gängigen Edelstahlbehältern erfolgen, da wegen der extremen Alkalität hierbei Chrom und Nickel aus der Behälterwand in nennenswerten Mengen in Lösung gehen.
  • Gemäß WO 99/52821 können hergestellte Wasserglaslösungen durch nachträgliche Nanofiltration von 50–90% der enthaltenen Gehalte an Al, Fe, Ca, Mg und Ti befreit werden. Verfahrenstechnisch muss die Ausgangslösung mindestens auf 50% verdünnt werden, außerdem sinkt das GV der Ausgangslösung stark ab. Für industrielle Herstellverfahren von Si-haltigen Produkten sind aber meist höhere GV (> 3,2) und mög lichst hochkonzentrierte Lösungen interessant. Die notwendige Aufkonzentration der Spuren-minimierten Lösung ist Energie-intensiv. Eine Nanofiltrationsanlage muss in bestehenden Wasserglasfabriken zusätzlich teuer investiert werden.
  • Die Reduktion der Schwermetalle kann in Folgeproduktionen z. B. zu Kieselsol angegangen werden. Gemäß US 4,857,290 kann hochreine Kieselsäure durch Kationaustausch mit einer relativ hohen Menge an organischem Ionentauscher erreicht werden.
  • Gemäß US 6,063,344 können aus Wasserglaslösungen bei ausreichen hohem pH-Wert (d. h. niedrigerem GV) mit Ionentauschern HMO2-Ionen herausgefangen werden. Auch hier wird die Ausgangslösung auf mindestens 50% verdünnt. Der Prozess ist nur bei wenigen Schwermetallen, wie z. B. Mn und Zn, effektiv. Die angegebene Theorie des Abfangen von HMO2- durch einen Kationtauscher ist merkwürdig, da gerade auch in der Patentschrift die Ineffektivität des Einsatzes eines Aniontauschers angegeben wird. Eher beruhen die angegebenen nur geringen Reduktionseffekte auf Abfangen der Metallionen in ihrer (bei hohem pH kaum vorhandenen) kationischen Form.
  • US 6,123,826 beschreibt ein Verfahren, insbesondere Nickel und Eisen aus alkalischen Lösungen mit Magneten zu entfernen. Das Verfahren startet auch mit verdünnten Lösungen beinhaltet auch einen Aufkonzentrierungsschritt durch Eindampfung. Seine Effektivität bei Wasserglaslösungen ist marginal, wenn überhaupt werden nur suspendierte Eisen- und Nickel-Partikel, welche aus Erosionsprozessen stammen, magnetisch abgefangen. Die in den Polysilikaten eingebundenen Schwermetalle werden nicht reduziert.
  • In DE 10 48 562 wird eine nachträgliche Behandlung einer Wasserglaslösung durch Zugabe von Ammoniumthioglycolat und Aktivkohle vorgeschlagen. Dieses Verfahren zielt spezifisch nur auf eine Verringerung von Eisen, geht auch von einer 1:2 vorverdünnten Lösung aus und die Zugabemengen an Aktivkohle alleine sind ca. 10 Gew-% bezogen auf SiO2. Die Produkfverluste im Filterkuchen wären sehr hoch und das Verfahren damit unökonomisch. Ammoniakalische Lösungen in Mischung mit Wasserglaslösungen führen zu einer extremen Geruchsbelastung bei der Herstellung.
  • Grundsätzlich kann in dem Zielverfahren von Zugaben irgendwelcher organischer Komplexierungsliganden (z. B. Oxalsäure), in die Wasserglaslösung zur Effizienzsteigerung der Abtrennverfahren nur abgeraten werden, da organische Gehalte im Endprodukt grundsätzlich unerwünscht sind und in den meisten Weiterverarbeitungen störend wirken.
  • Es hat auch nicht an Versuchen gefehlt, durch chromatographische Adsorption an unlöslichen anorganischen Trägem gewisse Schermetalle aus Wasserglaslösungen zu entfernen. Diese Versuche gehen alle von vorverdünnten Wasserglaslösungen aus, scheitern aber zuletzt an einer Verglasung der Chromatographiesäule. Z. B. W. Schikore und E. G. Müller, Zeitschrift für anorg. Chemie Bd. 255, 1948 empfehlen die Verwendung von Aluminiumoxid, ihre Versuche führten zu keiner Reinigung technischer Wasserglaslösungen bei Verwendung von Calciumsulfat oder Calciumcarbonat.
  • In US 2,940,829 wird ein Verfahren beschrieben, auch handelsüblich konzentrierte Wasserglaslösungen von Eisen zu reinigen. Durch Zugabe leicht löslicher Erdalkalisalze werden deren unlösliche Silikate ausgefällt und hierbei adsorptiv gewisse Mengen Eisen mit ausgefällt. Bei Verwendung der Erdalkalihydroxide oder Erdalkalihydroperoxide werden vorteilhaft keine weiteren Verunreinigungen anionischer Art ins Produkt eingetragen. Die Wirksamkeit der Methode zur Verminderung anderer Schwermetalle außer Eisen ist nicht beschrieben. Die Zugabe der löslichen Erdalkalisalze bewirkt eine Entstehung von extrem feinteiligen, nanopartikulären Silikaten in sehr voluminöser Form, so werden in Bsp. 5 aus 10 kg zugegebenem Hilfsmittel 270 kg abzufiltrierendes Sediment. Die entstandenen Trübstoffe lassen sich nur sehr schwer blank abfiltrieren, wenn überhaupt nur durch Zugabe von technisch uninteressant großen Mengen an Filterhilfsmitteln. Die deswegen alternativ angeführten Absitzzeiten für eine verbesserte Bsp. 2: 141 Stunden) sind für eine großtechnische Herstellung ebenfalls unakzeptabel lange.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Wie dem Fachmann bekannt, entsteht bei der Herstellung von Wasserglas im Schmelzofen zunächst eine Schmelze aus Alkalisilikat, welche beim Abkühlen auf Raumtemperatur zu Glasstücken (sogenanntes Stückenglas) erstarrt. Diese Glasstücke werden technisch in Druckautoklaven in Wasser gelöst, üblicherweise bei erhöhter Temperatur, etwa bei ca. 120°C (sogenannter Löseprozess). Technische Wasserglaslösungen enthalten üblicherweise einen Feststoffanteil von ca. 30 bis 50% Gew.-%.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Wasserglaslösungen, insbesondere Alkalisilikaten mit einem Molverhältnis (MV) SiO2 zu Alk2O im Bereich von 1 bis 5, mit verringertem Gehalt an Schwermetallen bereitzustellen.
  • Unter Wasserglas versteht der Fachmann bekanntlich aus dem Schmelzfluß erstarrte, glasige, wasserlösliche Kalium- und Natriumsilikate oder deren viskose wässrige Lösungen.
  • Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass eine Zugabe ein oder mehrerer anorganische Erdalkalimetallverbindungen mit einer Wasserlöslichkeit unterhalb von 0,5 g/l bei 20°C bereits im Löseprozess, d. h. bei der Herstellung der Wasserglaslösung aus Stückenglas und Wasser eine deutliche Reduzierung verschiedener Nebenbestandteile, hierbei insbesondere Schwermetalle, bewirkt.
  • Demgegenüber hat die Anmelderin folgendes festgestellt: (1) Die Zugabe von anorganischen Erdalkalimetallverbindungen mit einer Wasserlöslichkeit oberhalb von 0,5 g/l bei 20°C führt nicht zum gewünschten Erfolg; (2) die Zugabe von anorganischen Erd alkalimetallverbindungen mit einer Wasserlöslichkeit unterhalb von 0,5 g/l bei 20°C zu bereits fertigen technischen Wasserglaslösungen und nebst anschließender Filtration oder Sedimentation führt nur zu einem unbedeutenden Erfolg. Mithin ist nicht nur die Art der einzusetzenden anorganische Erdalkalimetallverbindungen ein kritischer Parameter, sondern auch der Zeitpunkt der Zugabe im erfindungsgemäßen Verfahren.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Herstellung von Wasserglaslösungen mit verringertem Schwermetallgehalt, wobei man bei der Herstellung der Wasserglaslösung aus festem Stückenglas und Wasser/Dampf (Löseprozess) dem festen Stückenglas vor der (üblicherweise in Autoklaven stattfindenden) Druckverlösung ein oder mehrere anorganische Erdalkalimetallverbindungen mit einer Wasserlöslichkeit unterhalb von 0,5 g/l bei 20°C zugibt und wobei man nach dem Löseprozess wasserunlösliche Bestandteile durch Sedimentation oder Filtration abtrennt.
  • Wie schon gesagt handelt es sich bei den im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens einzusetzenden anorganischen Erdalkalimetallverbindungen um solche mit einer Wasserlöslichkeit unterhalb von 0,5 g/l bei 20°C, also um schwer oder sehr schwer wasserlösliche Verbindungen.
  • Diese Verbindungen können in Form natürlich vorkommender Substanzen oder Substanzgemischen – z. B. Dolomit (CaMg-Carbonat) – oder in Form synthetisch hergestellter Substanzen eingesetzt werden.
  • Vorzugsweise setzt man synthetische Verbindungen oder weiße natürliche Verbindungen (wie sie typischerweise z. B. als Füllstoff in Farben und Putzen verwendet werden) ein.
  • In einer Ausführungsform wählt man die anorganischen Erdalkalimetallverbindungen aus der Gruppe Calciumoxid, Calciumhydroxid, Calciumcarbonat (synthetisch, natürlich, Marmor, Kalk, Kreide), Calciumfluorid, Calciumphosphat, Calciumsulfat (Gips), Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Magnesiumaluminat, Magnesiumcarbonat, Magnesiumphosphat, Magnesiumsulfat, (Bittersalz, Kieserit), Bariumsulfat, Bariumsilicofluorid.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wählt man die anorganischen Erdalkalimetallverbindungen aus der Gruppe Kalkmilch, Bittersalz, Calcite, Schwerspat.
  • Die erfindungsgemäß einzusetzenden anorganischen Erdalkalimetallverbindungen werden vorzugsweise in einer Menge von 0,05 bis 2 Gew.-% – bezogen auf Stückenglas – eingesetzt, insbesondere in Mengen von 0,1 bis 1 Gew.-%.
  • Es kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch gewünscht sein, während des Löseprozesses zusätzlich reduzierende (z. B. Na-hypophosphit) oder oxidierende Stoffe (z B Na-Percarbonat, Wasserstoffperoxid, Chlorbleichlauge) einzusetzen.
  • Wie schon ausgeführt wird im erfindungsgemäßen Verfahren nach dem Löseprozess sedimentiert oder filtriert. Hierzu kann man übliche Sedimentatoren oder Filterpressen einsetzen.
  • Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass ohnehin vorhandene Reaktionsgefäße, Filteranlagen und Lagerbehälter in Wasserglasfabriken des allgemein üblichen technischen Standards auch weiterhin benutzt werden können. Es muss nicht in Chromatographieanlagen oder Ultrafiltration investiert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt einen großen Fortschritt im Vergleich zu herkömmlichen Methoden dar, die via Nachbehandlung bereits filtrierter oder sedimentierter Wasserglaslösungen (= an sich fertige technische Ware) einen zusätzlichen Prozessschritt beinhalten.
  • Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung sei im Hinblick auf die einleitend genannte US 2,940,829 folgendes ausgeführt: Setzt man bei der Wasserglasherstellung im Löseprozess anstelle der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren obligatorischen schwer bis sehr schwer löslichen Erdalkaliverbindungen leicht wasserlösliche Erdalkaliverbindungen ein, so wird entweder keine Reduktion des Gehalts an Übergangsmetallen erzielt oder es entstehen im Kontakt mit Wasserglas kolloidale Niederschläge (Teilchen im Nano-Maßstab) welche nicht in standardmäßigen Sedimentatoren oder Filterpressen sedimentiert oder abfiltriert werden können.
  • In einer Ausführungsform werden die erfindungsgemäß einzusetzenden anorganischen Erdalkalimetallverbindungen in ausreichend grober Körnung zugegeben, so dass die nach dem Löseprozess durchzuführende Sedimentation oder Filtration in üblichen Prozesszeiten auf existenten Apparaten durchgeführt werden kann. Wegen ihrer Schwerlöslichkeit werden durch die erfindungsgemäß einzusetzenden anorganischen Erdalkalimetallverbindungen keine weiteren Fremdstoffe in das Produkt (Wasserglaslösung) eingetragen, insbesondere keine organischen Verunreinigungen – was als weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist.
  • Die erhaltenen spurenminimierten Wasserglaslösungen fallen beim erfindungsgemäßen Verfahren direkt in den technisch üblichen höheren Konzentrationen an. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher den aus dem Stand der Technik bekannten auch hinsichtlich der Energieeffizienz überlegen, da keine nachfolgenden Eindampfungsschritte zur Aufkonzentrierung notwendig sind, z. B. keine leistungsfähigen, Energieverbrauchenden Pumpen wie bei der Ultrafiltration. Hierin liegt ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die Wirksamkeit der Reduktion an Schwermetallen (Spurenmetallen im ppb-Bereich) kann gewünschtenfalls in einem üblichen Betriebslabor anhand der Absenkung des Eisengehaltes über die Phenanthrolin-photometrische Bestimmung in kurzer Zeit festgestellt werden. Es hat sich nämlich gezeigt, dass die Spurengehalte aller Schwermetalle relativ zu ihrem rohstoffbedingten Ausgangswert bei der beschriebenen Vorgehensweise stärker sinken als der Eisenwert. Es sind daher im laufenden Betrieb nicht zwingend aufwändige Analysenverfahren wie AAS oder ICP zu betreiben, um kundenspezifisch geforderte ppb-Spezifikationen bei der Herstellung garantieren zu können. Vielmehr reicht es aus, den Eisengehalt auf die genannte Weise zu bestimmen, weil dieser auf die beschriebene Art mit dem Gehalt an Schwermetallen korreliert.
  • Dementsprechend bezieht sich die vorliegende Erfindung in einem weiteren Aspekt auf ein Verfahren zur Beurteilung des Gehaltes von Wasserglaslösungen an Schwermetallen, wobei man den Gehalt der Wasserglaslösungen an Eisen photometrisch mit Phenanthrolin (z. B. gemäß gemäß ISO 3201) bestimmt und diesen mittels Eichkurven mit den Werten von Schwertmetallen korreliert.
  • Beispiele
  • Löseversuche (erfindungsgemäße Versuche sowie Vergleichsversuche) wurden im Labormaßstab (10 Liter Wasserglaslösung) und im technischen Maßstab (10 Tonnen Wasserglaslösung) durchgeführt. Hergestellt wurden jeweils dem Molverhältnis (MV) und die Art des Alkali an Alkalisilikatgehalt möglichst hochkonzentrierte (technische Standardprodukte) Wasserglaslösungen von mindestens 25% Feststoffgehalt. Als technisch übliche Autoklaven zum Verlösen von Stückenglas wurden entweder „stehende" druckfeste Löseapparate (StLö) mit eingebautem Siebboden eingesetzt, auf dem das feste Glas und danach das Lösewasser eingebracht wurde; danach wurde mit Dampf-Direktzugabe geheizt. Die nicht unbedingt vollständige Verlösung des Stückenglases wurde durch Umpumpen der Flüssigkeit bei ca. 120°C in ca. 1–2 Stunden erreicht. Alternativ wurden rotierende Löseautoklaven (RotLö) mit Stückenglas, Wasser und Dampf beschickt und die Vermischung/Verlösung durch Rotation des Autoklaven bewirkt. Sedimentation wurde langsam durch Stehenlassen der (trüben) Lösung in Spitzbodenbehältern (SB) mit Seitenabzug bewirkt, oder beschleunigt durch Einsatz von Zentrifugen (Z). Filtration erfolgte über Edelstahlfilterpatronen, Kantenspaltfilter oder mit Anschwemmmitteln (Filterperl D18 Fa. KNAUF, Arbocel400 od. Vitacel100 Fa. Rettenmayer) über Filterpressen (FP).
  • Für die Laborversuche wurde Zentimeter-großes technisches Stückenglas auf < 1 cm Stücke kleingebrochen. Die Verlösung erfolgte durch Vorlegen von verkleinertem Stückenglas und Wasser in einem verschlossenen Laborautoklaven (LabStLö) und Aufheizen über dessen Wärmemantel oder in endverschraubbaren Edelstahlzylindern (LabRotLö), welche auf Rollenlager gedreht in einem Glycerinbad extern bis 120°C aufgeheizt wurden. Die hergestellte Rohlösung wurde in einem abgedeckten Becherglas sedimentiert, in einer Hermle Laborzentrifuge (Labt) oder filtriert in einer Seitz Labornutsche (LabNu) über KD7 oder KD5 Filterplatten, Fa. Begerow.
  • Die Parameter der Versuche können Tabelle 1 entnommen werden. In den Tabellen 2 und 3 sind die erzielten Versuchsergebnisse dokumentiert.
  • In der Tabelle 1 bedeuten:
    • • Die erste Spalte gibt in fortlaufender Numerierung das Beispiel (erfindungsgemäß oder zum Vergleich) an; die Spalten 2, 3 und 4 beziehen sich auf das eingesetzte Stückenglas und nennen dessen Art, dessen SiO2:Na2O Molverhältnis (MV) und die eingesetzte Menge; die Spalten 5 und 6 beziehen sich auf das eingesetzte Additiv (anorganische Erdalkalimetallverbindung) und nennen dessen Art und die eigesetzte Menge (Gew.-% Additiv bezogen auf die eingesetzte Menge an Stückenglas); die Spalte 7 spezifiziert den im Löseprozess eingesetzten Löser; die Spalten 8 und 9 beziehen sich auf den Prozeß der Abtrennung unlöslicher Bestandteile und nennen die Art der Abtrennung („Klärung") und das dabei eingesetzte Hilfsmittel.
    • • sCaCO3 bedeutet synthetisches Calciumcarbonat („Socal” von Fa. Solvay; tCaCO3 bedeutet technisches Carbonat, worunter natürlich vorkommendes Marmormehl oder Calcit zu verstehen ist.
    • • Na GV3,35 = Natriumsilikat mit einem SiO2:Na2O-Gewichtsverhältnis (GV) von 3,35 (entsprechend einem SiO2:Na2O-Molverhältnis von 3,45)
    • • Na GV3,85 = Natriumsilikat mit einem SiO2:Na2O-Gewichtsverhältnis (GV) von 3,85 (entsprechend einem SiO2:Na2O-Molverhältnis von 4)
    • • 1) sCaCO3 /Natriumhypophosphit 2) 0,4/0,2
    • • 3) CaMgCO3/Natriumpercarbonat 4) 0,4/0,1
    • • 5) Natronwasserglas 37/40 ist ein kommerzielles Produkt der Firma Cognis.
    • • Die Angabe „./." bedeutet "ohne"; dementsprechend wurde in den Beispielen 1, 2, 11, 14, 25 und 28 kein Additiv eingesetzt.
    • • Die Angabe „Gew.-%" bedeutet Gew.-% Additiv bezogen auf die eingesetzte Menge an Stückenglas
  • Tabelle 2 zeigt eine Bewertung der technischen Durchführbarkeit durch Kategorisierung hinsichtlich notwendiger Zeit bzw. Transparenz/Klarheit der erhaltenen Wasserglaslösungen. Als Maßstab bzgl. der Transparenz gilt, dass brauchbare Wasserglaslösungen eine Transparenz > 99% haben sollen. Die technische Durchführbarkeit wurde nach einem Schulnotensystem bewertet (1 = sehr gut, 2 = gut, 3 = befriedigend, 4 = ausreichend, 5 = mangelhaft, 6 = ungenügend)
  • Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse der Schwermetallbestimmungen in den hergestellten Wasserglaslösungen. In allen Fällen liegen die (in ppm) bestimmten Gehalte an den untersuchten Schwermetalle (Mn, Pb, Cr, Cu, Ni) niedriger als der Gehalt an Eisen. Daraus ergibt sich, dass es in der betrieblichen Praxis genügt, die Reduktion des Gehaltes der Wasserglaslösungen an Schwermetallen indirekt auf einfache Weise zu verfolgen, indem man den Eisengehalt der Wasserglaslösungen mittels der in der Silikatindustrie bekannten Standardmethode ISO 3201 (Fe photometrisch mit Phenanthrolin) durchführt.
  • In Tabelle 3 wurden der Gehalt der Spurenelemente Mn, Pb, Cr, Cu und Ni in ppb mittel GRAS bestimmt. Tabelle 1
    Bsp. Nr. – Stückenglas – – Additiv – Löser Klärung Hilfsmittel
    Art MV Menge Art Gew-%
    1 Na GV3.35 3.45 3,5 kg ./. ./. LabRotLö LabNu KD7
    2 Na GV3.35 3.45 3,5 kg ./. ./. LabStLö LabNu KD5
    3 Na GV3.35 3.45 3,5 kg Ba(NO3)2 3 LabStLö LabNu KD7
    4 Na GV3.35 3.45 3,5 kg BaSO4 1 LabStLö LabNu KD7
    5 Na GV3.35 3.45 3,5 kg tCaCl2 0,6 LabRotLö LabNu KD5
    6 Na GV3.35 3.45 3,5 kg tCaCO3 0,6 LabRotLö LabNu KD7
    7 Na GV3.35 3.45 3,5 kg sCaCO3 0,6 LabRotLö LabNu KD5
    8 Na GV3.35 3.45 3,5 kg Zeolith 1 LabRotLö LabNu KD5
    9 Na GV3.35 3.45 3,5 kg Al2(SO4)3 0,5 LabRotLö LabNu KD5
    10 Na GV3.35 3.45 3,5 kg Ca(OH)2 0,3 LabStLö LabZ LabNu KD7
    11 Na GV3,85 4 2,7 kg ./. ./. LabRotLö LabZ LabNu KD7
    12 Na GV3,85 4 2,7 kg CaNO3 0,5 LabRotLö LabZ LabNu KD7
    13 Na GV2,85 4 2,7 kg tCaCO3 0,5 LabRotLö LabNu KD5
    14 K GV2,65 4 2,9 kg ./. ./. LabRotLö LabZ KD5
    15 K GV2,65 4 2,9 kg MgSO4 0,5 LabRotLö LabZ KD5
    16 Na GV3,35 3,45 3,5 t sCaCO3 0,4 RotLö FP FD18
    17 Na GV3,35 3,45 3,5 t sCaCO3 0,4 RotLö FP FD18/Vita100
    18 Na GV3,35 3,45 3,5 t sCaCO3 0,3 RotLö SB/Z ./.
    19 Na GV3,35 3,45 3,5 t Ca(OH)2 0,2 StLö SB/Z/FP Arbo400
    20 Na GV3,35 3,45 3,5 t MgSO4 0,5 StLö FP FD18/Arbo400
    21 Na GV3,35 3,45 3,5 t 1) 2) RotLö FP FD18/Vita100
    22 Na GV3,35 3,45 3,5 t 1) 2) RotLö FP FD18/Vita100
    23 Na GV3,35 3,45 3,5 t CaMgCO3 0,4 RotLö Z/FP FD18/Arbo400
    24 Na GV3,35 3,45 3,5 t 3) 4) RotLö Z/FP FD18/Arbo400
    25 Na GV3,35 3,45 3,5 t ./. ./. RotLö FP FD18/Arbo400
    26 5) 3,45 13 t sCaCO3 0,5 Rührbehälter FP FD18/Arbo400
    27 5) 3,45 13 t BaSO4 0,5 Rührbehälter FP FD18/Arbo400
    28 5) 3,45 ./. ./. Lagertank ./. ./.
    Tabelle 2
    Bsp. Nr Transparenz Endlösung % techn. Durchührbarkeit Schulnotensystem Bemerkung
    1 99,9 1
    2 99,9 1
    3 99,8 1
    4 99,8 1
    5 95 5 schnelle Filterverblockung
    6 99,7 1
    7 99,7 2 erhöhter Druckverlust
    8 99,7 1
    9 90 6 viskose Urlösung, sofort Filterverblockung
    10 99,5 2 erhöhter Druckverlust
    11 99,9 1
    12 95 4 sehr starker Druckanstieg beim Filtrieren
    13 99,6 2
    14 100 1
    15 99,7 2 geringfügiger Druckanstieg bei Filtration
    16 99,6 2
    17 99,7 1 weniger Druckaufbau als in Bsp. 16
    18 99,3 1
    19 99,3 1
    20 99,3 2
    21 99,6 1
    22 99,5 1
    23 99,4 1
    24 99,5 1
    25 99,8 1
    26 98,5 3 sehr starker Druckanstieg beim Filtrieren
    27 99,0 2 Druckanstieg bei der Filtration
    28 99,8 1 Verkaufsprodukt Fa. Cognis
    Tabelle 3
    Bsp ppm Fe (ISO3201) ppm Fe (ICP-MS) ppm Fe (RFA) ppb Mn pp bPb pp bCr ppb Cu ppbNi Bemerkung
    1 50 51 50 1300 790 910 220 280
    2 48 50 49 1200 780 900 210 280
    3 42 44 42 1100 750 880 200 270
    4 33 35 35 700 600 500 170 220
    5 53 51 51 1300 840 940 280 280 (trübe Lsg)
    6 25 27 24 510 380 420 120 140
    7 22 21 23 440 330 390 100 90
    8 50 53 51 1300 800 900 250 280
    9 52 53 50 1400 820 920 250 280 (trübe Lsg)
    10 18 17 22 400 300 330 90 80
    11 46 48 45 1300 650 1110 250 330
    12 44 43 42 1200 660 1110 250 350 (trübe Lsg)
    13 24 24 24 700 350 510 110 90
    14 41 39 39 900 590 1200 240 220
    15 24 19 21 400 290 500 120 120
    16 25 27 24 510 380 420 120 130
    17 21 22 20 480 340 390 90 80
    18 22 23 24 490 370 410 100 90
    19 17 20 19 440 320 340 80 70
    20 27 26 25 550 440 450 140 170
    21 20 19 20 470 310 390 70 80
    22 20 19 20 440 300 320 130 80
    23 21 20 20 500 400 380 120 100
    24 19 18 19 480 360 400 80 90
    25 48 50 49 1200 800 900 250 280
    26 42 41 41 1100 790 810 270 260
    27 49 47 48 1200 840 890 240 280
    28 50 51 50 1300 800 900 250 280
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 99/52821 [0005]
    • - US 4857290 [0006]
    • - US 6063344 [0007]
    • - US 6123826 [0008]
    • - DE 1048562 [0009]
    • - US 2940829 [0012, 0028]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - W. Schikore und E. G. Müller, Zeitschrift für anorg. Chemie Bd. 255, 1948 [0011]
    • - ISO 3201 [0032]
    • - ISO 3201 [0038]
    • - ISO3201 [0039]

Claims (4)

  1. Verfahren zur Herstellung von Wasserglaslösungen mit verringertem Schwermetallgehalt, wobei man bei der Herstellung der Wasserglaslösung aus festem Stückenglas und Wasser/Dampf (Löseprozess) dem festen Stückenglas vor der Druckverlösung ein oder mehrere anorganische Erdalkalimetallverbindungen mit einer Wasserlöslichkeit unterhalb von 0,5 g/l bei 20°C zugibt und wobei man nach dem Löseprozess wasserunlösliche Bestandteile durch Sedimentation oder Filtration abtrennt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei man die anorganischen Erdalkalimetallverbindungen in einer Menge von 0,05 bis 2 Gew.-% – bezogen auf Stückenglas – einsetzt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei den Schwermetallen um Eisen, Mangan, Blei, Chrom, Kupfer und Nickel handelt.
  4. Verfahren zur Beurteilung des Gehaltes von Wasserglaslösungen an Schwermetallen, wobei man den Gehalt der Wasserglaslösungen an Eisen photometrisch mit Phenanthrolin bestimmt und diesen mittels Eichkurven mit den Werten von Schwermetallen korreliert.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1048562B (de) 1959-01-15 VEB Farbenfabrik Wolfen, Wolfen (Kr. Bitterfeld) Verfahren zur Entfernung von Schwermetallverbindungen aus Alkalisilicatlösungen
US2940829A (en) 1956-12-13 1960-06-14 Philadelphia Quartz Co Improvement relating to the purification of soluble silicates
US4857290A (en) 1986-06-13 1989-08-15 Moses Lake Industries, Inc. Process for producing silica of high purity
WO1999052821A2 (en) 1998-04-16 1999-10-21 Pq Holding, Inc. Method for purifying alkali metal silicate solutions
US6063344A (en) 1999-06-01 2000-05-16 Occidental Chemical Corporation Removing anions from alkaline silicate solutions
US6123826A (en) 1999-10-14 2000-09-26 Pioneer (East) Inc. Method for removal of nickel and iron from alkali metal hydroxide streams without requiring the use of sodium borohydride

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1048562B (de) 1959-01-15 VEB Farbenfabrik Wolfen, Wolfen (Kr. Bitterfeld) Verfahren zur Entfernung von Schwermetallverbindungen aus Alkalisilicatlösungen
US2940829A (en) 1956-12-13 1960-06-14 Philadelphia Quartz Co Improvement relating to the purification of soluble silicates
US4857290A (en) 1986-06-13 1989-08-15 Moses Lake Industries, Inc. Process for producing silica of high purity
WO1999052821A2 (en) 1998-04-16 1999-10-21 Pq Holding, Inc. Method for purifying alkali metal silicate solutions
US6063344A (en) 1999-06-01 2000-05-16 Occidental Chemical Corporation Removing anions from alkaline silicate solutions
US6123826A (en) 1999-10-14 2000-09-26 Pioneer (East) Inc. Method for removal of nickel and iron from alkali metal hydroxide streams without requiring the use of sodium borohydride

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ISO 3201
W. Schikore und E. G. Müller, Zeitschrift für anorg. Chemie Bd. 255, 1948

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