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Verfahren zur Herstellung von gut filtrierbarem, reinem Magnesiumhydroxyd
hohen Feststoffgehaltes Magnesiumhydroxyd wird nach einer Anzahl von Verfahren laufend
hergestellt. Ein Verfahren, welches in ausgedehntem Maße ausgeübt wird, verwendet
Kalkstein als Ausgangsmaterial. Der Kalkstein wird zu gebranntem Kalk gebrannt,
welcher mit Wasser gelöscht wird. Die so hergestellte Aufschlämmung von Calciumhydroxyd
wird in einem Reaktionsgefäß mit einer magnesiumchloridhaltigen Salzlösung gemischt,
wobei sich ein Magnesiumhydroxydniederschlag in Suspension bildet. Anschließend
wird der Niederschlag von der Mutterlauge abgetrennt und der so gewonnene Niederschlag
mit Wasser gewaschen. Er kann danach getrocknet werden. Das so hergestellte Magnesiumhydroxyd
ist im allgemeinen für Anwendungen befriedigend, welche ein hochreines Produkt erfordern,
beispielsweise für die Verarbeitung auf feuerfeste Erzeugnisse des Periklastyps.
Andere für die Herstellung von Magnesiumhydroxyd verwendete Verfahren benutzen Dolomit
als Ausgangsmaterial, welcher gebrannt wird. Die Oxyde werden mit Wasser oder wäßriger
Calciumchloridlösung gelöscht. Die gelöschte Aufschlämmung wird für eine angemessene
Zeit gelagert und dann mit einer magnesiumchloridhaltigen Salzlösung umgesetzt,
um Magnesiumhydroxyd in Suspension zu bilden. Das so hergestellte Magnesiumhydroxyd
wird abgeschieden und mit Wasser gewaschen.
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Die Verwendung gebrannten Dolomits bei der Herstellung von Magnesiumhydroxyd
bringt bestimmte Vorteile gegenüber der Verwendung gebrannten Kalksteins mit sich.
Zu solchen Vorteilen zählt die hohe Ausbeute an Magnesiumhydroxyd bei Verwendung
von Dolomit, weil dieser selbst, wenn er gebrannt ist, etwa 1 Mol Mg0 je Mol Ca0
enthält. Daher ergibt sich bei Umsetzung mit einer magnesiumchloridhaltigen Salzlösung
und beim Hydratisieren des Magnesiumoxyds im wesentlichen das Zweifache der Menge
Magnesiumhydroxyd, welche aus der Reaktion gebrannten Kalkstein mit einer gleichen
Menge Salzlösung erzeugt würde. Dolomit ist relativ reichlich vorhanden, wird in
einem im wesentlichen hohen Reinheitsgrad gefunden und lagert oft, was bequem ist,
in der Nähe natürlicher Salzlösungsquellen.
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Bisher hafteten jedoch der Herstellung von Magnesiumhydroxyd als Niederschlag
unter Verwendung von Dolomit als Rohmaterial Nachteile an. Hierzu zählen die schlechte
Filtrierbarkeit des Niederschlages, ferner der geringe Feststoffgehalt, d. h. die
geringe Dichte des Filterkuchens, (oft nur 30 bis 35 °/o Feststoffe) und insbesondere
die unerwünscht hohe Verunreinigung des aus mit Wasser gelöschtem Dolomit hergestellten
Produkts, insbesondere die Calciumverunreinigung, welche schon mit der Verunreinigung
des Magnesiumhydroxydniederschlages aus den Bestandteilen verbunden ist, welche
in .der Salzlösung vorhanden sind, insbesondere Chloride und Borate.
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Ein wichtiges Anwendungsgebiet des Magnesiumhydroxyds ist die Verarbeitung
auf feuerfeste Erzeugnisse vom Periklastyp. Diese dulden aber keine merkliche Verunreinigung
des Magnesiumhydroxyds. Schwierigkeiten, welche bei Verunreinigung durch Calcium
auftreten, sind besonders störend. Etwa 1,5 °/o Calciumoxyd im erhitzten Magnesiumhydroxydprodukt
wird im allgemeinen als maximal für gewerbliche Zwecke annehmbare Verunreinigung
betrachtet, soll aber am besten nicht mehr als 111/0 CaO betragen. Da eine Anzahl
großer Dolomitablagerungen im wesentlichen rein ist und etwa 1,03 Mol CaCO3 je Mol
MgCO3 mit einem kleinen Prozentgehalt an inerten Stoffen enthält, liegt die einzige
Sorge hinsichtlich Verunreinigung bei der Verwendung eines solchen Dolomits als
Ausgangsmaterial in der Calciumverunreinigung des Magnesiumhydroxyds.
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Es ist nunmehr möglich, ein Magnesiumhydroxyd verbesserter Reinheit
und Filtrierbarkeit und von hoher Dichte durch Vermischen einer wäßrigen Magnesiumchloridlösung
und einer Aufschlämmung, welche durch Löschen gebrannten Dolomits mit einer wäßrigen
Calciumchloridlösung erhalten wurde bei erhöhter Temperatur und durch Abtrennung
des gebildeten Magnesiumhydroxyds durch Filtration oder Sedimentation zu erzeugen.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschlämmung und eine
mindestens
2Gewichtsprozent MgCl, enthaltende Salzlösung gleichzeitig in ein Reaktionsgefäß
in einem Verhältnis eingeführt werden, daß stets mehr als 1 Mol Calciumhydroxyd
je Mol Magnesiumchlorid vorhanden ist und die Mischung in der Reaktionszone 2 odermehr
Stunden bei einer Temperatur zwischen 40 und 80°C gehalten wird.
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Das Verfahren kann vorteilhaft . kontinuierlich ausgestaltet werden.
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Bei dieser kontinuierlichen Arbeitsweise soll die Reaktionszeit so
gehalten werden, daß die Reaktion im wesentlichen vollständig verläuft. Es ist zu
bedenken, daß die Reaktionsgeschwindigkeit einmal von der Konzentration der Magnesiumchloridlösung
abhängig ist. Es sind daher die Reaktionskomponenten zweckmäßig mindestens 3 Stunden
miteinander reagieren zu lassen, wenn die Konzentration der Magnesiumchloridlösung
geringer als 3,5 Gewichtsprozent ist, und bei Konzentrationen oberhalb 3,5 Gewichtsprozent
ist zweckmäßig eine Reaktionszeit von mindestens 2 Stunden einzuhalten.
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Die Reaktionsgeschwindigkeit ist aber auch abhängig von der Partikelgröße
des calcinierten und gelöschten Dolomits in der Aufschlämmung. Gute Ergebnisse werden
erhalten, wenn zumindest 90 Gewichtsprozent dieser Dolomitpartikel einen Durchmesser
von weniger als 0,84 mm aufweisen. Weiterhin wird zweckmäßig die Dolomitaufschlämmung
in der Weise bereitet, daß man zum Löschen des gebrannten Dolomits eine wäßrige
Calciumchloridlösung verwendet, welche bei 25'C ein spezifisches Gewicht von 1,07
oder mehr aufweist. Vorzugsweise wird die Dolomitaufschlämmung in das Fällgefäß
innerhalb von 90 Minuten nach dem Löschen eingeführt und die Temperatur bei 60 bis
75°C gehalten.
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In Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man einen Teil des
Gemisches aus dem Fällgefäß zum Löschen im Kreislauf zurückführen, aber vorteilhafterweise
wird hierbei das Magnesiumhydroxyd zuvor durch Sedimentieren oder Filtrieren entfernt.
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Das Brennen von Dolomit wird gewöhnlich zwischen 1150 und 1450°C ausgeführt.
Das gebrannte Produkt wird danach auf eine geeignete Größe zerkleinert. Die Partikelgröße
ist nicht von so großer Wichtigkeit, ist aber gewöhnlich geringer als 57 mm Durchmesser.
Dazu können Stücke gehören, welche durch ein Sieb von 0,07 mm Durchmesser oder sogar
noch kleiner hindurchgehen. Die zweckmäßige Partikelgröße hängt zum Teil vom spezifischen
Gewicht der Calciumchloridlöschflüssigkeit ab. Wenn man beispielsweise eine Löschflüssigkeit
mit einem spezifischen Gewicht zwischen 1,15 und 1,30 verwendet, so ist es bevorzugt,
den gebrannten Dolomit derart zu pulverisieren, daß mindestens 90 Gewichtsprozent
durch ein Sieb (maximale Öffnung 0,84 mm Durchmesser) hindurchgehen, und daß er
vorzugsweise Partikel solcher Größe enthält, daß mindestens 25 % durch ein
Sieb (0,15 mm Durchmesser) und mindestens 15 °/o durch ein Sieb (0,07 mm Durchmesser)
hindurchgehen. Bei Anwendung einer Löschflüssigkeit mit einem spezifischen Gewicht
von zwischen etwa 1,07 und 1,15 erkennt man keinen besonderen Vorteil mit feinpulverisiertem,
gebranntem Dolomit, und es sind auch gröbere Stücke noch brauchbar; Stücke im Bereich
zwischen 1,27 und 5,7 cm werden gewöhnlich verwendet. Es wurde beobachtet, daß bei
einem spezifischen Gewicht der Löschflüssigkeit von größer als 1,15- die in der
-Löschvorrichtung gebildete Aufschlämmung Klumpen enthalten kann, was offenbar auf
die langsame Löschgeschwindigkeit in den spezifisch schwereren Calciumchloridlösungen
zurückzuführen ist. Eine Calciumchlorid-Löschflüssigkeit mit einem spezifischen
Gewicht über 1,3 kann ebenfalls verwendet werden, doch werden in Löschflüssigkeiten
mit spezifischen Gewichten über 1,3 kleinere Partikel des gebrannten Dolomits eingetragen
und längere Löschzeiten beobachtet.
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Die.einzuhaltende Löschzeit liegt zwischen 4 Minuten und 3 Stunden,
was zum Teil von der Temperatur und der Rührart abhängig ist. Die bevorzugte Zeit
liegt zwischen 0,1 und 0,5 Stunden, weil die kürzere Zeit einen Kuchen höherer Dichte
und bessere Filtrationseigenschaften zur Folge hat. Beispielsweise erzielte man
bei einer Löschdauer von 0,1 Stunden einen Kuchen mit 63 °/o Feststoffen, wohingegen
eine Löschdauer von 1,5 Stunden einen Kuchen mit 56°/0 Feststoffen zur Folge hatte.
Jedoch kann noch ein Kuchen mit befriedigender Dichte erhalten werden, wenn man
eine Löschzeit von 4 bis 6 Stunden oder sogar länger anwendet. Die Temperatur in
der Löschvorrichtung beträgt gewöhnlich zwischen 40 und 90°C. Die Löschflüssigkeit
kann eine frisch bereitete Lösung oder Calciumchloridmutterlauge sein, entweder
die Aufschlämmung vom Reaktionsgefäß, welche Magnesiumhydroxyd suspendiert enthält,
oder das im wesentlichen klare Filtrat, welches beim Arbeiten von der Filtrationsstufe
zurückgeführt wird. Wenn das rückgeführte Calciumchloridfiltrat oder die Mutterlauge
der Magnesiumhydroxydaufschlämmung ein höheres spezifisches Gewicht als gewünscht
aufweist, so kann es mit Wasser verdünnt werden.
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Das Verhältnis von Löschflüssigkeit zum gebrannten Dolomit soll derart
sein, daß eine leicht pumpbare Aufschlämmung entsteht.
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Die Aufschlämmung wird ohne Verzögerung nach ihrer Herstellung in
das Reaktionsgefäß gleichzeitig mit einer Magnesiumchloridlösung eingeführt. Wenn
die Aufschlämmung zum Reaktionsgefäß nicht im Zeitraum von einigen Stunden überführt
wird, kann das Magnesiumhydroxyd-Endprodukt eine niedrigere Dichte als erwünscht
aufweisen.
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Für beste Ergebnisse werden sowohl die magnesiumchloridhaltige Salzlösung
als auch die Aufschlämmung durch getrennte Rohre dem Reaktionsgefäß zugeführt, welche
vorzugsweise an Stellen entgegengesetzter Seiten einmünden.
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Die Verweilzeit des Reaktionsgemisches im Reaktionsgefäß ist ein wichtiger
Faktor bei der erfindungsgemäßen Herstellung von Magnesiumhydroxyd hoher Qualität.
Zwischen 3 und 20 Stunden werden gewöhnlich gebraucht. Eine Reaktionszeit unter
2 Stunden sollte vermieden werden. Eine zu kurze Reaktionszeit reicht ferner für
große Partikel des gebrannten Dolomits nicht aus, um mit dem Magnesiumchlorid in
der Salzlösung zu reagieren. Dies hat daher eine Erhöhung der Calciumverunreinigung
zum Ergebnis. Eine Reaktionszeit über 25 Stunden verschlechtert jedoch die Produktivität
des Verfahrens.
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Vorteilhaft kann in das Reaktionsgefäß eine kleine Dampfmenge eingeführt
werden, um eine im wesentlichen konstante Temperatur aufrechtzuerhalten. Bei Temperaturen
von weniger als 40°C ist die Reaktionsgeschwindigkeit unbefriedigend langsam.
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Ein großer Ca(OH)z-Überschuß ist bei der Fällung des Magnesiumhydroxyds
zu vermeiden, damit keine
Erhöhung der Calciumverunreinigungen im
Endprodukt auftritt.
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Die gebildete Magnesiumhydroxydaufschlämmung kann zur Filtration beispielsweise
einem Vakuumfilter zugeleitet werden. Das Filtrat wird abgezogen, und die darin
enthaltenden Salze, insbesondere das CaCl2, können zurückgewonnen werden.
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Es wurden die folgenden Ansatzreihen durchgeführt, welche das erfindungsgemäße
Verfahren näher erläutern.
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Eine typische Analyse des in allen Ansätzen verwendeten gebrannten
Dolomits zeigte folgende Zusammensetzung: 57,5% Ca0, 40,0% Mg0 und 2,50/0 inerte
Stoffe.
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Eine Analyse einer in den Ansätzen der Reihe 1 verwendeten typischen
Salzlösung zeigte die folgenden darin aufgelösten Salze (in Gewichtsprozent): 16,7%
CaC12, 9,4% MgC12, 2,70% NaCI, 0,96% KCl und geringere Mengen anderer Salze, so
des Sr, Li, B und Fe. Das spezifische Gewicht der Salzlösung betrug 1,28. Reihe
1 Diese Reihe wurde durchgeführt, um den Einfluß der CaC12-haltigen Löschflüssigkeit
zu zeigen. Die in den Beispielen 1 und 2 verwendeten CaC12-haltigen Löschflüssigkeiten
unterscheiden sich voneinander dadurch, daß die im Beispiel 1 verwendete Flüssigkeit
ein spezifisches Gewicht von 1,09 bis 1,11 und die im Beispiel 2 verwendete Flüssigkeit
ein spezifisches Gewicht von 1,3 aufweist.
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Gebrannter Dolomit und die wäßrige CaC12-Lösung wurden in eine kontinuierlich
arbeitende, sich drehende, zylindrische Löschvorrichtung eingeführt, welche mit
Leitblechen versehen ist. Die Verfahrensfaktoren sind in nachstehender Tabelle I
wiedergegeben. Im Reaktionsgefäß wurde ausgefälltes Magnesiumhydroxyd in Suspension
gebildet, wobei eine im wesentlichen magnesiumfreie Mutterlauge entstand. Bei den
Beispielen 1 und 2 wurde ein Teil der überlaufenden Mg(OH)2-Aufschlämmung und die
übrige Aufschlämmung zur nachfolgenden Filtration zwecks Gewinnung des Magnesiumhydroxydkuchens
abgezogen. Im Beispiel 1 wurde zusammen mit der rückgeführten Aufschlämmung zudem
etwas Wasser in die Löschvorrichtung eingeleitet, um das spezifische Gewicht der
Löschflüssigkeit herabzusetzen. (Das spezifische Gewicht der Löschflüssigkeit bezieht
sich auf die Mutterlauge und berücksichtigt nicht das darin suspendierte Magnesiumhydroxyd,
welches nicht an der Löschwirkung teilnimmt). Der Magnesiumhydroxydniederschlag
wurde als Kuchen gewonnen, indem man die Aufschlämmung periodisch durch einen Büchnertrichter
unter einem verminderten absoluten Druck von 15,2 cm Hg filtrierte. Der Magnesiumhydroxydkuchen
wurde auf dem Trichter mit Wasser gewaschen und der gewaschene Kuchen in dieser
Reihe einige Male aufgeschlämmt und anschließend entwässert, wobei man den Entwässerungstest
anwendete, welcher unter der Fußnote (6) der Tabelle I charakterisiert ist. Das
Filtrat wurde verworfen, obwohl bei praktischen Arbeiten das Filtrat gewöhnlich
der Verdampfung unterzogen wird, um die darin gelösten Salze, insbesondere das CaCl2,
zu gewinnen.
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Die Eigenschaften des hergestellten gefällten Produktes sind in Tabelle
I ebenfalls aufgezeigt. Ebenso sind in dieser Tabelle die Beispiele 2 bis 5 (Reihe
2) hinsichtlich Verfahrensfaktoren und Eigenschaften des Mg(OH)2-Verfahrensproduktes
zahlenmäßig erläutert. Reihe 2 Die Beispiele 3, 4 und 5 wurden durchgeführt, um
den Einfluß der Reaktionszeit im Reaktionsgefäß zu veranschaulichen. Der hier in
den Ansätzen verwendete gebrannte Dolomit zeigte die gleiche Analyse wie der oben
in Reihe 1 verwendete. Die Salzlösung jedoch, welche im Beispiel 3 verwendet wurde,
war die gleiche, wie die in Reihe 1 verwendete. Die in den Beispielen 4 und 5 verwendete
Salzlösung zeigte den folgenden Salzgehalt (in Gewichtsprozent): 17,5% CaC12, 3,3%
M9C12, 5,0% NaCl, 1,8% KCl und geringere Mengen anderer Salze, wie des Sr, Li, B
und Fe. Das spezifische Gewicht der Salzlösung betrug 1,26. Die Arbeitsweise der
Reihe 2 entsprach etwa der der Reihe 1 mit der Maßgabe, daß demgegenüber in den
Beispielen 3, 4 und 5 die Reaktionszeiten größenordnungsmäßig verändert wurden.
Bei der Auswertung der Ansätze der Reihen ergibt sich, daß eine Reaktionszeit von
etwa 2 Stunden befriedigend ist, wenn die verwendete Salzlösung etwa 9,0 bis 9,5
% M9C12 enthält, wohingegen mindestens etwa 3 Stunden Reaktionszeit benötigt wird,
wenn der M9C12-Gehalt der Salzlösung etwa 3,0 bis 3,5 % beträgt.
| Tabelle I |
| Reihe 1 Reihe 2 |
| Beispiele Beispiele |
| 1 i 2 3 I 4 I 5 |
| Ansatzdauer in Tagen .... 7 13 5 7 7 |
| Temperatur in der Lösch- |
| vorrichtung, ° C ....... 70 bis 75 74 bis 77 74 bis
91 65 bis 70 63 bis 77 |
| Löschzeit in Minuten (1) . . 20 I 8 6 bis 8 7 bis 8 4 bis 9 |
| g gebrannten Dolomits je |
| Liter Löschflüssigkeit .. 134,5bis145,6 157 bis 191 168 bis
213 157,191 145,6 bis 213 |
| Partikelgröße des gebrann- |
| ten Dolomits für die |
| Löschvorrichtung (2) ... zerkleinert pulverisiert |
| Fußnoten siehe am Schluß der Tabelle. |
| Tabelle 1 (Fortsetzung) |
| Reihe 1 Reihe 2 |
| Beispiele Beispiele |
| 1 ` 2 3 I . 4 I 5 |
| Spezifisches Gewicht der |
| zugeführtenLöschflüssig- |
| keit bei 25° C . . . . . . . . . . 1,09 bis 1,11 1,3 1,3 1,27
1,10 bis 1,14 |
| Temperatur im Reaktions- |
| gefäß irr °C ........... 57 67 77 51 57 |
| Reaktionszeit in Stunden.. 14 bis 15 20 bis 21 2,1 6;5
3,4 |
| kg Mg(OH)2-Produkt |
| je Stunde . . . . . . . . . . . . . 7,3 bis 7,7 7,3 bis 8,2
7,3 bis 7,7 7,0 bis 7,5 300 bis 313 |
| Spezifisches Gewicht des |
| Filtrats vom Filter bei |
| 25°C . . . . . . . . . . . . . . . . 1,203bis1,211 1,29 bis
1,32 1,27 bis 1,29 1,24 bis 1,26 1,24 |
| Filtratgeschwindigkeit der |
| Aufschlämmung, |
| 1/Std./dm2 (3) . . . . . . . . . 3,9 bis 4,3 5,5 bis 7,5 3,9
bis 7,1 5,5 bis 6,3 5,9 bis 6,7 |
| °/o Mg(OH)2 im gewasche- |
| nen Kuchen (4) . . ..... 59 bis 60 59 bis 61 58 bis
64 56 bis 58 56 bis 59 |
| % Ca0 im erhitzten ge- |
| waschenen Kuchen .... 0,8 bis 0,9 0,5 bis 0,9 0,7 bis
1,6 0,7 bis 1,0 1,0 bis 1,3 |
| °/o Mg(OH)2 im mit Wasser |
| aufgeschlämmten gewa- |
| schenen Kuchen (5) .... 52 51 nicht bestimmt 45,5 51,6 |
| Entwässerungsgeschwindig- |
| keit in kg Mg(OH)2/Std./ |
| dm2 . . . . . . . . . . . . . . . . . 10,3 12,2 bis 15,9 nicht
bestimmt 6,95 7,05 |
| °/o Mg(OH)2 im entwässer- |
| ten Kuchen (6) . . . . . . . . 61,5 60,6 nicht bestimmt 58,2
63,3 |
Erläuterung der Fußnoten der Tabelle I: (1) Berechnet volumetrisch wie folgt:
(2) »Zerkleinert« enthält bis zu 0,63-cm-Partikeln, wobei 23 bis 34°/o auf einem
20-Maschen-Sieb (0,89 mm Durchmesser) zurückbleiben; »Pulverisiert« bedeutet, daß
mindestens 900/0 durch ein 20-Maschen-Sieb (feiner als 0,84 mm Durchmesser) gehen
und mindestens 67"/, durch ein 100-Maschen-Sieb (0,149 mm) und mindestens 420/,
durch ein 200-Maschen-Sieb (0,074 mm).
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(3) Bestimmt durch Filtrieren der Aufschlämmung durch einen Büchmer-Trichter
unter 61 cm Quecksilbervakuum, bis zu einer Dicke des gewonnenen Mg(OH)zrKuchens
von 2,54 cm.
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(4) °/o Mg(OH)2 bestimmt durch Titration einer gewonnenen Kuchenprobe
mit 1 n-HCl und Rücktitration mit ln-NaOH-Lösung gegen Phenolphthalein und Berechnung
des Prozentgehaltes an Mg(OH)2 wie folgt:
(5) Im allgemeinen enthielt der gewaschene Filterkuchen zugesetztes Wasser, um eine
dicke, aber pumpbare Aufschlämmung zu bilden, und wurde anschließend entwässert.
Der endgültige Feststoff gehalt des entwässerten Kuchens, welcher ohne eine verlängernde
Entwässerung erhalten wird, ist gewöhnlich etwas höher als derjenige, welcher im
gewascheneneri Filterkuchen erhalten wird.
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(6) Bestimmt gemäß dem Standard-Entwässerungs-Test, beschrieben in
Perrys Handbook, 3. Auflage (1950), S. 969, veröffentlicht von McGraw-Hill, New
York, N. Y.
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Die weitere Auswertung der Tabelle I zeigt ferner, daß eine Dolomitaufschlämmung,
welche durch Löschen von Dolomit mit einer calciumchloridhaltigen Lösung hergestellt
wurde und wobei der gelöschte Dolomit mit einer MgCl,-haltigen Salzlösung unter
Aufrechterhaltung eines Überschusses von Calciumhydroxyd über das MgCl, in dem Reaktionsgefäß
zur Reaktion gebracht wurde und wobei die Reaktionszeit für die 9°/oige MgCl2-Lösung
2 Stunden und die für die 3,5°/oige MgC12-Lösung 3 Stunden beträgt, ein Magnesiumhydroxydprodukt
ergibt, welches leicht gefiltert, gewaschen und entwässert werden kann und welches
einen niedrigen Calciumgehalt aufweist. Weiterhin ist CaC12-haltiges, MgCl,-freies
Filtrat für die direkte Rückgewinnung von CaC12 geeignet, wohingegen MgC12 im Filtrat
sich
während des Trocknens unter Bildung von HCl und M-0 zersetzt.
Das so gebildete MgO erzeugt eine trübe CaC12-Lösung, wenn das CaC12 Produkt anschließend
in Wasser gelöst wird. Magnesiumhydroxyd aus einer Reaktion ohne Ca(OH)2-Überschuß
gegenüber M-C12 kann nur schwer oder überhaupt nicht von Chloriden durch gewöhnliches
Waschen befreit werden, weshalb es zumindest für feuerfeste Zwecke ungeeignet ist.
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Auch ist zu beobachten, daß beim Auftreten von Borverbindungen in
der Salzlösung - wie es des öfteren der Fall ist - ein Mangel an einem geringen
Ca(OH)2-Überschuß im Reaktionsgefäß eine Erhöhung der Adsorption sowohl von Bor-
als auch von Chlorverbindungen im Magnesiumhydroxydprodukt begünstigt. Versuche
ohne einen Überschuß von Ca(OH)2 über das MgCl, im Reaktionsgefäß zeigten eine deutliche
Erhöhung des Bor- und Chlorgehalts an erzeugtem Mg(OH)2.
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Beispiel 6 Dolomit der oben angegebenen Zusammensetzung und eine Salzlösung
der oben angegebenen Zusammensetzung wurden in diesem Beispiel verwendet.
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Die Verfahrensdauer betrug 20 Tage. Der Dolomit wurde in einem zylindrischen,
sich drehenden Brennofen bei 1300 und 1365'C gebrannt. Der so hergestellte gebrannte
Dolomit wies nach der Zerkleinerung folgenden Teilchengrößenbereich auf, welcher
bei Verwendung mit Salzlösungen hohen spezifischen Gewichts als typisch betrachtet
werden kann.
| Tabelle 1I |
| Maximal- Gewichtsprozent |
| durchmesser |
| in mm Bereich I Mittelwert |
| 0,84 0,4 bis 4,3 3 |
| 0,42 1,7 bis 11,3 3 |
| 0,25 0,5 bis 20,0 6 |
| 0,177 0,7 bis 11,0 2 |
| 0,149 4,0 bis 29,0 18 |
| 0,074 50,0 bis 85,0 68 |
| 100 |
Hieraus ist ersichtlich, daß 86 °/o einen Maximaldurchmesser von 0,149 mm aufweisen.
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Der gepulverte gebrannte Dolomit wurde zu einer Löschvorrichtung befördert,
wo mit der CaC12 enthaltenden Aufschlämmung gelöscht wurde. Das Mischen wurde durch
einen Schnellrührer unterstützt. Die in diesem Beispiel angewandten allgemeinen
Löschbedingungen waren durch eine Zufuhr von gebranntem Dolomit von zwischen etwa
6,4 und 7,3 kg je Stunde und einen Aufschlämmungsstrom von etwa 36,81 je Stunde
und eine Löschvorriehtungstemperatur von etwa 75'C gekennzeichnet. Die Löschzeit
betrug 1,1 Stunden. Die Kapazität des Überlaufs aus der Löschvorrichtung nach dem
Reaktionsgefäß betrug 11351 bei gleichzeitiger Zugabe eines kontinuierlichen Stroms
einer Salzlösung obiger Zusammensetzung vom spezifischen Gewicht 1,28. Der mittlere
Strom der Aufschlämmung des gebrannten und gelöschten Dolomits betrug 6,85 kg je
Stunde, und der der Salzlösung wurde auf einen Mittelwert von 53,3 1 je Stunde und
eine lösliche Alkalität pro 100cm3 der Mutterlauge zwischen 10,2 und 11,4 cm3 0,1n-HCl
gegen Phenolphthalein eingeregelt. Die Reaktionstemperatur betrug etwa 67'C. Die
Normalität der erzeugten Magnesiumhydroxydaufschlämmung belief sich auf etwa 4,5
n.
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Ein Teil der Aufschlämmung wurde zur Löschvorrichtung zurückgeführt.
Zu den Fällbedingungen dieses Beispiels zählten ein 4,05°/oiger Überschuß von Ca(OH)2
über das M9C12 und eine entsprechende Reaktionszeit.
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Die überwiegende Menge der überlaufenden Aufschlämmung wurde in ein
Sammelgefäß geleitet und periodisch über einen Büchner-Trichter getestet. Die Aufschlämmung
filtrierte schnell, besaß eine Filtriergeschwindigkeit von 5,5 bis 7,11/dm2/Std.
und ergab einen hochdichten, gewaschenen Kuchen mit 53 bis 58 °/o Mg(OH)2-Feststoff.
Das auf dem Filter gewonnene Magnesiumhydroxyd wurde zur Entfernung mitgenommener
CaC12-Mutterlauge gewaschen und danach getrocknet, erhitzt und analytisch auf Oxyde
des Ca, Si, Al und Fe geprüft. Insgesamt werden 12 Proben an verschiedenen Tagen
genommen. Der höchste Ca-Gehalt, berechnet als CaO einer Probe, betrug 0,853°/o
und der niedrigste 0,522°/0. Insgesamt fünf Proben, welche an verschiedenen Tagen
entnommen wurden, zeigten, daß die Summe der Oxyde von Al und Fe zwischen 0,95 und
0,53 variierte und SiO2 zwischen 0,87 und 0,67 schwankte. Die Analyse des hergestellten
Magnesiumhydroxyds zeigte so, daß es von hoher Reinheit und den Anforderungen zur
Verwendung für die Herstellung von Produkten vom Periklastyp entsprach.
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Zum Stand der Technik ist noch zu bemerken, daß bereits bekannt ist,
durch Wahl einer bestimmten Körnung des gebrannten Dolomits die Filtrierbarkeit
des Magnesiumhydroxyds nach der Umsetzung des gebrannten Dolomits mit Magnesiumsalzlösungen
günstig zu beeinflussen. Dabei war gefunden worden, daß eine Korngröße des gebrannten
Dolomits von 0,2 bis 2 mm am zweckmäßigsten ist. Demgegenüber ist das erfindungsgemäße
Verfahren verhältnismäßig weitgehend von der Partikelgröße des gebrannten Dolomits
unabhängig, wie bereits vorstehend dargelegt worden sit. Wie aus den Beispielen
1 und 2 der Tabelle I zu entnehmen ist, wurde ein umgekehrtes Verhalten bei der
Bemessung der Partikelgröße festgestellt, d. h., daß im Gegensatz zu den Angaben
des Standes der Technik bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit der größeren Partikelgröße
keine Vorteile zu erzielen sind.
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Weiterhin ist es auch schon bekannt, bei der Umsetzung einer Aufschlämmung
von gebranntem Dolomit mit Chlormagnesiumlauge bei erhöhter Temperatur mit einem
Überschuß von Chlormagnesium zu arbeiten, zum mindesten das Verhältnis von Magnesiumchlorid
zu Calciumhydroxyd in der Fällungsphase auf 1:1 zu halten. Die demgegenüber durch
das beanspruchte Verfahren erzielte bessere Wirkung auf die Filtrierbarkeit des
Magnesiumhydroxyds wird mit folgender Tabelle dargelegt. Die Versuche wurden nach
der bekannten Lehre des technischen Handels durchgeführt, wobei die in Anwendung
gebrachte MgC12-Lösung sowie der Dolomit von gleicher Beschaffenheit waren wie bei
den bekannten Verfahren.
| Tabelle III |
| Versuchsnummer |
| 1 I 2 |
| Magnesiumchloridlösung |
| in cm3.................. 1200 1096 |
| Gebrannter Dolomit in g .... 400 400 |
| Molverhältnis MgC12/Ca0 ... 1,09 1,0 |
| Filtrierleistung bis zur Erzie- |
| lung eines 2,54 cm dicken |
| Mg(OH)2-Kuchens ....... |
| in Liter/Stunde/m2 an |
| Mutterlauge . . . . . . . . . . 137 146 |
| in Liter/Stunde/M2 an |
| Waschlauge .......... 100 105 |
Die Versuche wurden nach der bekannten Lehre des technischen Handels durchgeführt,
wobei die in Anwendung gebrachte Magnesiumchloridlösung sowie der in Anwendung gebrachte
Dolomit von gleicher Beschaffenheit waren wie bei dem bekannten Verfahren. Das beste
Ergebnis wurde hierbei erzielt, wenn das Molverhättnis MgCl2 : Ca0 =1: 1 betrug,
also bei Versuch 2.
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Dem sind auf der obigen Tabelle I die folgenden Werte für die Filtrierleistung
in entsprechender Umrechnung von dm2 in m2 die Werte von 390 bis 750 aus der Reihe
1 aus den Beispielen 1 und 2 entgegengestellt.
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Daraus ist zu entnehmen, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
ein Magnesiumhydroxydniederschlag erhalten wird, dessen Filtrierbarkeit um ein Mehrfaches
besser ist als die des nach dem bekannten Verfahren erhaltenen Magnesiumhydroxydniederschlages.
Die Verbesserung ist außerdem so groß, daß der Magnesiumhydroxydfilterkuchen leicht
wieder zu einer pumpbaren Aufschlämmung dispergiert werden kann.