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Verfahren zum Herstellen von Suspensionen von Silicaten mehrwertiger
Metalle in hydrophoben Substanzen Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung
von Suspensionen von Süicaten zwei- oder inehrwertiger Metalle in hydrophoben Substanzen
und hat zum Ziel die Erzeugung besonders beständiger Suspensionen solcher Silicate.
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Es ist bekannt, unlösliche kieselsaure Salze mehrwertiger Metalle
in Form einer Suspension in einem wäßrigen Reaktionsgemisch zum Entstehen zu bringen.
Das Vermischen aus wäßrigen Reaktionsgemischen abgeschiedener Silicate mit hydrophoben
Substanzen führt nicht zu immer befriedigenden, vor allem nicht zu beständigen Suspensionen.
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Es wurde gefunden, daß die im wäßrigen Reaktionsgemisch gebildeten
Silicatteilchen im Zeitpunkt ihres Entstehens zwar außerordentlich klein sind, unmittelbar
nach ihrer Entstehung jedoch sehr schnell zu wachsen beginnen, daß andererseits
aber Suspensionen solcher Silicate in hydrophoben Substanzen um so beständiger und
besser zu verwerten sind, je kleiner die Teilchengröße des in der hydrophoben
Substanz suspendierten Silicats ist. Um eine Suspension möglichst feiner Silicatteilchen
in einer hydrophoben Substanz zu erhalten, die zugleich außerordentlich stabil ist,
wird gemäß der Erfindung das in Form einer Suspension in einem wäßrigen Reaktionsgemisch
gebildete Silicat eines mehrwertigen Metalls bei oder unmittelbar nach der Entstehung
des Silicats innig mit der hydrophoben Substanz vermischt und anschließend die wäßrige
Lösung von der so gewonnenen Suspension des Silicates im hydrophoben Kohlenwasserstoff
abgeschieden.
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Beim Vermischen der hydrophoben Substanz mit dem Reaktionsgemisch
spätestens bei oder sofort nach Beginn der Reaktion zeigt sich nicht nur, daß das
Wachstum der Silicatteilchen bei deren Übergang in die hydrophobe Substanz augenblicklich
unterbrochen wird, sondern auch, daß praktisch das gesamte im Reaktionsgemisch entstehende
Silicat von der hydrophoben Substanz aufgenommenwird. Werden dagegen Reaktionsgemisch
und hydrophobe Substanz erst beispielsweise 24 Stunden nach der Bildung des Metallsilicats
vermischt, so verbleibt ein wesentlicher Teil des Silicats in der wäßrigen Lösung.
Läßt man bis zum Zumischen der hydrophoben Substanz mehrere Tage verstreichen, verbleibt
sogar nahezu das gesamte Metallsilicat in der wäßrigen Lösung. Dies ist anscheinend
damit zu erklären, daß die suspendierten Silicatteilchen sich innerhalb der wäßrigen
Lösung aneinander anlagern, während hydrophobe Substanzen ein solches Agglomerieren
verhindern, die Teilchen mit ihnen vielmehr Suspensionen bilden, in denen sie in
ihrer ursprünglichen geringen Größe und in gleichmäßiger Verteilung erhalten bleiben.
Solche Suspensionen sind deswegen außerordentlich stabil.
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Die Bildung des Silicats geschieht am einfachsten und zweckmäßigsten,
indem man wäßrige Lösungen eines Alkalisilicats einerseits und eines in Wasser löslichen
Salzes eines mehrwertigen Metalls andererseits miteinander reagieren läßt. Unlösliche
Silicate mehrwertiger Metalle lassen sich auf diese Weise aus nahezu allen wasserlöslichen
Salzen solcher Metalle bilden, sofern das Reaktionsgemisch nicht sauer reagiert.
Saure Reaktionsgemische entstehen jedoch nur ausnahmsweise, und zwar bei Verwendung
gewisser, säure Lösungen ergebender Salze amphoterer Alkalimetalle und sofern die
iii der Reaktionsflüssigkeit vorhandene Menge der stets basischen Alkalisilicatlösung
nicht ausreicht, die Säure zu neutralisieren. In sauren Reaktionsgemischen entstehen
freie Kieselsäure üi gelöster Form oder als Kieselsäuregel und Gemische von Metalloxyden.
Diese Erscheinung wurde bereits ausgenutzt, um z. B. aus einem aus Wasserglas und
einer wäßrigen Lösung von Aluminiumchlorid zusammengesetzten Reaktionsgemisch, das
infolge seines Aluminiumchloridgehaltes oder infolge von Schwefel-oder Salzsäure
sauer reagiert, Kieselsäuregelkörner herzusteHen.
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Für die Erfindung ist es gleichgültig, ob das neutrale oder basische
Reaktionsgernisch durch die Verwendung eines Metallsalzes, das von sich aus eine
neutrale oder basisch reagierende wäßrige Lösung ergibt, zustande kommt oder ob
eine saure MetaUsalzlösung durch Vermischen mit der basischen Lösung des Alkalisilicats
neutralisiert wird.
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Es wurde weiter festgestellt, daß eine beständige Suspension feinster
Teilchen von Silicaten mehrwertiger
Metalle am einfachsten und sichersten
gelingt, wenn die Bildung des Metallsilicats in Gegenwart einer hydrophoben Substanz
stattfindet, die einer oder beiden der zur Reaktion zu bringenden wäßrigen Lösungen
beigegeben wurde. Der Verwendung von zwei Emulsionen aus einer hydrophoben Substanz
mit je einer der beiden wäßrigen Lösungen ist dabei der Vorzug zu geben.
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Beispiel 1
3Mol 'Wasserglas von 37 bis 40'B6, bei dem
Na,0 und Si0, im molekularen Verhältnis von 1:3,3 stehen, werden in der 10fachen
Gewichtsmenge Wasser gelöst und mit einer Lösung von 2Mol Aluminiumsulfat in der
10fachen Gewichtsmenge Wasser vermischt.
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Nach der Reaktion wird die wäßrige Lösung mit dem soeben entstandenen
und in ihr suspendierten Aluminiumsilikat innig mit 6 Mol Mineralöl vermischt.
Die feinen Partikelchen des Aluminiumsilicate gehen in das Mineralöl und verbleiben
dort in Form einer feinen Suspension. Die wäßrige Lösung von Natriumsulfat wird
abgetrennt und erforderlichenfalls ausgespült.
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Die Verdünnung soll so gewählt sein, daß die -Masse stets homogen
und flüssig bleibt.
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Beispiel 2 1 Mol Wasserglas mit Na,0 und Si0, im gleichen molekularen
Verhältnis wird zusammen mit 10,Mol Schmieröl in der 10fachen Gewichtsmenge Wasser
emulgiert; diese Emulsion wird unter lebhaftem Umrühren mit einer wäßrigen Lösung
von 2#viol Calciumchlorid vermischt. Calciumehlorid ist dabei im Überschuß vorhanden.
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Nach der Reaktion wird die wäßrige Lösung von Calciumehlorid und Natriumchlorid
dekantiert und die ölige Suspension erforderlichenfalls gewaschen. Die Verdünnung
soll so sein, daß die Masse homogen und flüssig ist.
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Beispiel 3
1 Mol MgS 0, 1 Mol AI.(S0,) und
1 Mol Kupfersulfat werden in 300 Mol Wasser gelöst und mit
5 Mol Wasserglas von 38' B6 vermischt, das in 7 Mol Heizöl
und 25 1
Wasser suspendiert ist. Die wäßrige Lösung wird dekantiert und erforderlichenfalls
die Ölsuspension ausgewaschen. Es ist auch möglich, das Öl in einer wäßrigen
Lösung der Metallsalze mit Hilfe eines geeigneten Ernulgators zu emulgieren. Dies
ist jedoch nicht so wirtschaftlich. An Stelle von Mineralölen können auch Kohlenv#,asserstoffe
mit Ersatzgruppen, wie Rizinusöl, Wollfett, feiner vegetabile und tierische Ole
verwendet werden.
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Beispiel 4 1 Mol Wasserglas von 35'B6 wird in der 10fachen
Gewichtsmenge Wasser aufgelöst und dann mit der 10fachen Gewichtsmenge Leinöl emulgiert.
Die Emulsion wird unter lebhaftem Rühren schnell mit einer Lösung von
1 Mol Magnesiumsulfat in der 10fachen Menge Wasser vermischt.
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Die Verdünnung wird so gewählt, daß die Masse homogen und flüssig
ist.