DE1164996B

DE1164996B - Process for the production of heavy metal silicates

Info

Publication number: DE1164996B
Application number: DEH40232A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Rolf Hein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-08-18
Filing date: 1960-08-18
Publication date: 1964-03-12

Description

Verfahren zur Herstellung von Schwermetall-Silikaten Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Schwermetall-Silikaten.Process for the preparation of heavy metal silicates The present The invention relates to a method for producing heavy metal silicates.

Es sind bereits Verfahren zur Fällung von Erdalkalisilikaten aus Alkalisilikaten bekannt, die je nach den Arbeitsbedingungen einen Gehalt an Erdalkali bis zu einem Molverhältnis von Me : Si02 = 1 :1 aufweisen. Die weitere Verarbeitung der ausgefällten Erdalkalisilikate (Filtrieren, Waschen, Trocknen) bietet keine Schwierigkeiten.There are already processes for the precipitation of alkaline earth silicates from alkali silicates known that, depending on the working conditions, an alkaline earth content of up to one Molar ratio of Me: SiO2 = 1: 1. The further processing of the precipitated Alkaline earth silicates (filtering, washing, drying) do not present any difficulties.

Versucht man jedoch, entsprechende Umsetzungen mit Schwermetallen, d. h. solchen Metallen, deren spezifisches Gewicht höher als 4 ist, wie Co, Ni, Cu, Mn, Zn, durchzuführen, so erhält man gallertartige oder kolloide Ausscheidungen, die bis zu 70% Wasser enthalten. Zum Filtrieren dieser voluminösen Massen braucht man unverhältnismäßig große Gefäße und Filter. Beim Trocknen schrumpfen die Produkte stark ein, so daß die Trockenräume schlecht ausgenutzt werden.However, if one tries to carry out corresponding reactions with heavy metals, d. H. such metals, the specific gravity of which is higher than 4, such as Co, Ni, Cu, Mn, Zn, then one obtains gelatinous or colloidal precipitations, which contain up to 70% water. Needs to filter these voluminous masses one disproportionately large vessels and filters. The products shrink as they dry strong, so that the drying rooms are poorly used.

Zum Beheben dieser Schwierigkeiten wurden schon die Filterkuchen, beispielsweise von gefälltem Bleisilikat, eingefroren und erst nach dem Wiederauftauen mit Alkohol und Wasser ausgewaschen. Auch dieses Verfahren ist sehr umständlich und unwirtschaftlich.To solve these difficulties, the filter cakes, for example of precipitated lead silicate, frozen and only after thawing washed out with alcohol and water. This procedure is also very cumbersome and uneconomical.

Schließlich ist auch ein Verfahren bekanntgeworden, mit dessen Hilfe gewisse Schwermetall-Silikate topochemisch aus schwerlöslichen Erdalkalisilikaten hergestellt werden. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die Schwermetallsalze, beispielsweise Chloride, die zur Fällung verwendet werden, im Überschuß angewandt werden müssen, um eine quantitative Umsetzung in dem oben angeführten Verhältnis Me : SiO2 = 1 : 1 zu erzielen. Auch dieses Verfahren ist umständlich und unwirtschaftlich und läßt nur eine unsichere Vorausbestimmung des Metallgehaltes des Endproduktes zu.Finally, a method has also become known with the help of which certain heavy metal silicates topochemically from poorly soluble alkaline earth silicates getting produced. However, this process has the disadvantage that the heavy metal salts, for example chlorides, which are used for precipitation, used in excess must be to a quantitative implementation in the above ratio Me: SiO2 = 1: 1. This process is also cumbersome and uneconomical and leaves only an uncertain prediction of the metal content of the end product to.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das auf sehr einfache und wirtschaftliche Weise die Herstellung von Schwermetall-Silikaten unter Vermeidung der oben angeführten Nachteile gestattet und die Schwermetall-Silikate in kristalliner, gut filtrierbarer und auswaschbarer Form liefert. Gemäß der Erfindung werden Schwermetallsalzlösungen mit festen Alkalisilikaten umgesetzt, wobei das Alkalimetall durch Schwermetall ersetzt wird und der Säurerest der Lösung mit dem frei werdenden Alkali des oder der Alkalisilikate ein leichtlösliches Salz bildet.The invention relates to a method that is very simple and economical Way the production of heavy metal silicates while avoiding the above Disadvantages permitted and the heavy metal silicates in crystalline, easily filterable and provides washable form. According to the invention, heavy metal salt solutions reacted with solid alkali silicates, the alkali metal being replaced by heavy metal is replaced and the acid residue of the solution with the liberated alkali of the or the alkali silicate forms an easily soluble salt.

Die Schwermetallsalze lassen sich direkt mit festen Alkalisilikaten, wie z. B. Natriumdisilikat oder -trisilikat, umsetzen, wenn das letztere in die Lösung eines Schwermetallchlorids oder eines Schwermetallchloridgemisches eingetragen und darin aufgeschlämmt wird. Die festen Alkalisilikate, die in kristalliner Form oder auch in Form eines mittels Sprühverfahrens getrockneten Pulvers verwendet werden können, setzen sich dabei noch vor ihrer Auflösung im festen Zustande, also nach Art eines topochemischen Prozesses, um. Auf diese Weise behalten die Silikate ihre kristalline Struktur bei.The heavy metal salts can be mixed directly with solid alkali silicates, such as B. sodium disilicate or trisilicate, implement if the latter in the Solution of a heavy metal chloride or a heavy metal chloride mixture entered and is slurried in it. The solid alkali silicates that are in crystalline form or can also be used in the form of a powder dried by means of a spray process are able to settle in a solid state before they are dissolved, i.e. after Kind of a topochemical process in order to. This way the silicates keep theirs crystalline structure.

Die Reaktion erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits in der Kälte nach kurzer Zeit. Sie kann durch Erwärmen der Schwermetallsalzlösung wesentlich beschleunigt werden.In the process according to the invention, the reaction already takes place in the cold after a short time. You can do this by heating the heavy metal salt solution significantly be accelerated.

Die Schwermetall-Silikate entstehen quantitativ und maximal im Molverhältnis Me : Si02 = 1 :1, was jedoch keineswegs ausschließt, daß auch jedes kleinere Molverhältnis hergestellt werden kann.The heavy metal silicates arise quantitatively and at most in the molar ratio Me: SiO2 = 1: 1, which in no way excludes that every smaller molar ratio can be produced.

Bei der Ausführung des Verfahrens unter Verwendung von Schwermetall-Salz-Gemischen weist das erhaltene Schwermetall-Silikatgemisch eine beliebige, vorher bestimmbare Zusammensetzung auf. Die Umsetzungsprodukte können einer thermischen Nachbehandlung unterzogen werden.When performing the method using heavy metal salt mixtures if the obtained heavy metal-silicate mixture has any predeterminable Composition on. The reaction products can undergo thermal aftertreatment be subjected.

Die entstehenden Schwermetall-Silikate sind leicht filtrierbar und leicht auswaschbar. Bei Umsetzung in der Hitze werden sie am besten warm abfiltriert oder geschleudert und mit Wasser chloridfrei gewaschen. Ausführungsbeispiele 1. 17 g Kupferchlorid CuC12 - 2 H20, also 1/1o Mol kristallines Kupferchlorid werden in 300 ml Wasser gelöst und auf 60° C erwärmt. Nach der Erwärmung gibt man möglichst schnell 31,2 g Na2Sis08 - aq, also 1/1o Mol pulverisiertes Natronwasserglas mit einem Wassergehalt von 20,8 % hinzu und rührt das Ganze etwa 20 Minuten bei 60° C durch. Die Reaktion erfolgt quantitativ, so daß im Filtrat später kein Kupfer mehr nachweisbar ist. Das entstandene Kupfersilikat wird noch warm rasch abgenutscht oder geschleudert, bis ein relativ trockener Filterkuchen entsteht, der mit kaltem Wasser ausgewaschen wird, bis das Waschwasser chloridfrei ist. Das Produkt wird bei etwa 120° C zu einem türkisgrünen Pulver getrocknet. Die Ausbeute ist vollständig. Sie betrug 42 g, enthaltend 6,3 g Cu, was 99,1 a/o der Theorie entspricht. Das gebundene Wasser kann durch höheres Erhitzen entfernt werden.The resulting heavy metal silicates are easy to filter and easily washable. When converted in the heat, they are best filtered off warm or spun and washed chloride-free with water. Embodiments 1. 17 g copper chloride CuC12-2 H20, i.e. 1/10 mol of crystalline copper chloride dissolved in 300 ml of water and heated to 60 ° C. After warming up, give it as much as possible quickly 31.2 g Na2Sis08 - aq, i.e. 1/10 mol of powdered soda water glass with a water content of 20.8% and the whole is stirred for about 20 minutes at 60 ° C through. The reaction takes place quantitatively, so that later no copper in the filtrate is more detectable. The resulting Copper silicate is still warm quickly sucked off or spun until a relatively dry filter cake is formed, which is washed out with cold water until the washing water is chloride-free. That Product is dried to a turquoise green powder at around 120 ° C. The yield is complete. It was 42 g, containing 6.3 g of Cu, which is 99.1 a / o of theory is equivalent to. The bound water can be removed by increasing the temperature.

2. 8,5 g CuClz * 2 H,0 bzw. 1!zo Mol krisfallisiertes Kupferchlorid und 19 g Pb - 3 11,0 bzw. 1/.o Mol kristallisiertes Bleiacetat werden in 300 ml Wasser gelöst und auf 70° C erwärmt. Nach der Erwärmung gibt man unter ständigem Rühren möglichst schnell 1/1o Mol festes, pulverisiertes Natriumtrisilikat zu und rührt noch 25 Minuten bei 70° C. Das entstandene Blei-Kupfer-Mischsilikat wird warm rasch abfiltriert und ausgewaschen. Das Produkt wird bei 120° C zu einem hellgrünen Pulver getrocknet.2. 8.5 g CuCl2 * 2 H, 0 or 1! Zo mol of crystallized copper chloride and 19 g of Pb - 3 11.0 or 1 / .o mol of crystallized lead acetate are in 300 ml Dissolved water and heated to 70 ° C. After warming up, give under constant Stir in 1/10 mol of solid, powdered sodium trisilicate as quickly as possible stir for another 25 minutes at 70 ° C. The resulting lead-copper mixed silicate becomes warm quickly filtered off and washed out. The product turns a light green at 120 ° C Powder dried.

3. Zu einer Lösung von 5,55 g CaCl2 gibt man 8,5 g CuClz - 2 H,0. Unter starkem Rühren wird zu dieser Lösung 1/1o Mol festes Natriumtrisilikat eingetragen und in der Kälte etwa 60 Minuten gerührt. Das entstandene Kalzium-Kupfer-Mischsilikat wird sofort abgenutscht und wie im Beispiel 1 weiterbehandelt.3. To a solution of 5.55 g of CaCl2 is added 8.5 g of CuCl2 - 2 H, 0. 1/10 mol of solid sodium trisilicate is added to this solution with vigorous stirring and stirred in the cold for about 60 minutes. The resulting calcium-copper mixed silicate is sucked off immediately and treated further as in Example 1.

Claims

Claims: 1. Process for the production of heavy metal silicates from alkali silicates and heavy metal salt solutions, their acid residue with the alkali forms a soluble salt, which means that the alkali silicates be implemented in solid form with the heavy metal salt solutions.

2. Procedure according to Claim 1, characterized in that the heavy metal salts are preferably heavy metal chlorides be used.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that for producing mixed heavy metal silicates when implementing solutions of heavy metal salts can be used.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the reaction products of a thermal aftertreatment be subjected.

5. Modification of the method according to claim 3 for manufacturing of calcium-heavy metal mixed sifcat, characterized in that in a solution of dissolved heavy metal chloride and calcium chloride, a solid sodium silicate, preferably Sodium trisilicate, added and stirred in the cold for about 60 minutes, whereupon the liquid is drawn off. Publications considered: German Patent Nos. 536 546, 557 337; U.S. Patent No. 2,088,281.