DE1619776A1 - Pulverfoermige Konzentrate fluessiger Saeuren - Google Patents

Description

JQHNS-MANVIIiLJS COBPOEAiIOK, 22 Säst 4OtIi Street, Hew York,

IF. T. USA

Pulverförtnige Konzentrate flüssiger Säuren

Für diese Anmeldung wird die Priorätät der entsprechenden "USA-Patentanmeldung Ser, Fo. 60? 917 vom 9» Januar 1967 in Anspruch genommen . -

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, feinverteilte, diatomeenartige Kieselerde anzuwenden, die in absorbiertem Zustand eine flüssige anorganische oder organische Säure enthält, um so ein pulverförmiges Konzentrat der flüssigen Säure auszubilden. Kennzeichnende Beispiele für.flüssige Säurensind unter anderem Schwefelsäure, Salzsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure, Ameisensäure und Essigsäure. Die flüssige Säure mit der diatomeenartigen Keiselerde in einer herkömmlichen korrosionsfesten Mischausrüstung vermischt, Das pulverförmige Konzentrat kann bis zu 80 Gew./o der flüssigen Säure enthalten! wobei sich der Gehalt an zur Verfügung stehender freier Säure auf über* 75 Gew.fo beläuft.

Die JjJr fin dung betrifft nun ein Produkt, das für das Anwenden bei dem Versand, Lagerung oder der Handhabung dieser Säuren geeignet iat. Die Erfindung betrifft insbesondere eine diatomeenartige Kieselerde, die mit einer Säure in flüssiger Form unter Ausbilden' eines pulverförmigen Säurekonaentratea imprägniert= =

109824/1336

Seit langem best eilt ein Bedürfnis nach einer zweckmäßige» and sicheren Weise für den Versand, die Lagerung öder die Handhabung flüssiger Säuren« Diese Säuren werden allgemein in Glasballon» und Glas- oder Kunststoff-Flaschen geliefert. Da die Säure in flüssiger Form vorliegt und da die für die Lieferung der Säure in dieser Form angewandten Behälter oftmals schwierig zu handhaben sind, werden diese Säuren in derartigen Behältern von der Industrie als potentielle Gefahrer*- quelle erachtet und sind eine beständige Quelle von Beäorgnis· Es versteht sich, daß ein Verschütten der Säure zu einer sofortigen Beschädigung dar Oberfläche führt, mit der sie in Berührung kommt und diese Situation wird noch gefährlicher, wenn die SäureSnhalte auf Arbeitskräfte verschüttet werden, die diese Behälter handhaben. Aufgrund der zahlreichen industriellen und Haushaltsanwendungen konzentrierter flüssiger Säuren weist der Erfindusgsgegenstand erhebliche Bedeutung dahingehend auf, daß die gefährlichen Zustände hintenangehalten werden, die sich bei der Handhabung derartiger korrodierender Flüssigkeiten er«geb@ni indem diese flüssigen Säuren nunmehr in pulverförmiger Form zur Verfügung gestellt werden können. Der Erfindungsgegenstand findet somit Anwendung auf eine Säurθqua11θ für elektrische Trockenbatterien, wobei lediglich der Zusatz oder das Handhaben von Wasser erforderlich ist» um diese Batterien arbeitsfähig zu machen. Das erfindungsgemäße Produkt kasa ebenfalls in wirksamer und sicherer Weise als eine Säurequelle für Haushaltszwecke oder im Kl»mpaergewerb© als eine SauberuBgssäurej zum Herstellen von tierischen Futtermitteln, insbesondere iort wo Phosphorsäure angewandt wird, als

l für S θ si ent und Mörtel, als ein Zuaataiaittel 109824/1336 ~ 3-■

1613776

fÜ.T BohxaoHlLiivme bsi ^^Ölbohrungen, »1b ein

IiIv laboratorien :und in der iflilehindaiBtrie aum von ISilehsteln aus :l£ilchto:ehältaBrn und -Ausrüstungen zum Memühsben von äsGcaTtigBn Äasa?Üs*ü3igen ^o^&maät ms^Aen lan aielit, daß praktiscii alle diese Anwendungsgebiete die ausgeprägte MögliGiikeit eines Inbexüiirungkoniniena der Säure mit uer mnüMpzeoiasoiäkBii Jix^^tjg^mmon eiDBciil gelingt des ;uma_t inAeai iiie J'iüsBigfceKit in

Eoecm ^uir "fecfögang ,gesitjelit-wiaed,, Äie Iaaefaiirsn leiner

au IaHe jcEiesiellien J.n jäiajßfcte BeasüiraEang mit jier iSäare Jcoaimen

Es ist feeaseits bekannt gewoicten, flüssige Säuren ®it einem Maiierial in dem Ifersach. zu vereinigen» eine trocfeen« o^er pulverförmige Quelle der Saure attaautoildenf. So ist a»B. Phospliorsäure mit einem pulverisierten SiiäadE«maireri:al für das Anwenden in Nahrungsmitteln, Getränken und medizin isolier! Zubereitungen vermiscirfc ^i»orden· Die Mengaa der in der Stärkegrundlage vorliegenden Säure sind jedoch auf etwa 1/3 des Gewichtes des Säure-Stärke-Gemisches begrenzt gewesen. Bei dem Herstellen von Sta^e^Säur^HGtemiscli «urde weiterhin gefunden, daß es notwendig ist ein flüchtiges organisches Lösungsmittel in Beimischung zu der Säure anzuwenden. Nachdem die Stärke mit dem Lösungsmiittel-Säure-Gemisch imprägniert worden ist, wird zwecks Verdampfen des Lösungsmittels Wärme beaufschlagt«,

Es ist weiterhin bekannt geworden, flüssige anorganische Säuren, wie Phosphorsäure in gekörnte Silikate einzubringen. Dieses Verfahren bedingt jedoch eine erhebliche Warmeent- .

wicklung, wodurch angezeigt wird, daß in unzweckmäßiger Größe 109824/1336 -' % -

1613776

eine Umsetzung der Süure mit dem Silikatphösphat eintritt. Als Ergebnis hiervon können nur geringe Konzentrationen der Säure in dem Silikat&übstrat realisiert weirdenv

Eine wichtige der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestellt darin, ein Material zu schaffen, das mit einer flüssige^ Säure imprägniert ist, welches zum Lagern, Versand oder Handhabeil der flüssigen Säure geeignet ist und die Nachteile ausräumt, wie sie mit Produkten nach dem Stande der Technik verbunden sind.

Eine weitere der Erf induing zugrundeliegende Aufgabe besieht darin, ein pulverförmiges Säurekonzentral zu schaffen, das mit geringstmöglicher Gefahr durch diejenigen gehandhabt werden kann, die dieselbe für industrielle oder Haushaltszwecke anwenden.

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht aarin, ein Produkt zu schaffen, bei dem eine flüssige Mineralsäure in erhblicher Menge in einen diatomeeuartigen Kieselerde träger unter Ausbilden einer pulverförmiger Quelle der Säure eingebracht wird,die sich sicher handhabin läßt. Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf eine Reihe von Ausführungsbeispielen erläutert· Kurz umrissen wird erfindungsgemäß ein Produkt geschaffen, das diatomeenartige Kieselerde aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, daß dieselbe im absorbierten Zustand eine flüssige Säure enthält.

Die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabenstellungen werden dadurch erreicht, daß eine flüssige Säure auf einer feinverteilten, diatomeenartigen Kieselerde absorbiert wird, wodurch sich ein Träger für die flüssige Säure ergibt. Die flüssige Säure und die diatomeenartige Kieselerde können innig ver-

1098 2 471336 . ₅ .

mi seht in relativ kurzer Zeitspanne unter Inbewegunghalten des Bemiaches gebracht werden, wodurch, sich das erfindungsgemäße μulvθrföΓΠlige Säurekonzentrat ergibt. Es wurde z.B. gefunden, daß durch Anwenden herkömmlicher Misclivorriehtußgen, wie einer Patterson-Kelley Mschvorrichtung oder lodige Mischvorrichtung, hergestellt von littleford Bros, mit Scher- oder Schlagklingen, die mit Geschwindigkeiten von etwa 2000 bis 4000 ü/min arbeiten unter Durchführen des Mischvorganges bis zu etwa 10 Minuten, vorzugsweise etwa 2 bis 4 Minuten, eine zufriedenstellende Absorption der flüssigen Säure in der diatomeenartigen Kieselerde eintritt. Ss versteht sich natürlich, daß auch weitere fliissigkeit-Fesstoff-Mischverfahren und Vorrichtungen, wie eine Ribbon Mischvorrichtung in Betracht gezogen werden und genau so «irksam zur Anwendung kommen können, wie sie weiter oben beschrieben sind. Jede derartige in Anwendung kommende Vorrichtung muß natürlich aus Materialien gefertigt sein, die gegenüber dem korrodierenden Angriff der in Anwendung kommenden Säure widerstandsfähig sind. Es ist jedoch wichtig, daß die Absorption in möglichst kurzer relativer Zeitspanne erreicht wird, ohne daß ein wesentlicher Abbau der Struktur der diatomeenartigen Kieselerde erfolgt,

Beispiele für flüssige Säuren, die für die Absorption in diatomeenartiger Kieselerde geeignet sind, sind unter anderem Mineralsäuren, wie Schwefel- und Phosphorsäure, sowie weitere anorganische Säuren, wie Salzsäure und Salpetersäure und organische Säuren, wie iSssig- und Ameisensäure« Ss ver- " steht eich weiterhin, daß auch andere Säuren, und zwar anorganische oder organische in Anwendung komiaea können? wobei die Auewahl von derartigen ffaktorto abhängt, wie das 10 9824/1336 - 6 -

Erfordernis, die Säure in dieser pulverisierten Konzentrat-* form zur Verfügung zu stellen und das Ausmaß der Inertheit der Säure bezüglich der diatomeenartigen Kieselerde.

Die erfindungsgemäße diatomeenartige Kieselerde weist eine Hohe Fähigkeit zur Flüssigkeitsabsorption auf, wie dies vermittels des Gardner-Ooleman Wasserabsorptionswertes von -"

25OJ6
etwa 530$ gemessen wird. Eine-geeignete diatomeenartige Kieselerde ist ebenfalls gekennzeichnet durch einen hohen Kieselerdegehalt· Gewöhnlich besteht erfindungsgemäßer Diatomit oder opale Kieselerde aus etwa 90 Gew.°ß> Kieselerde oder mehr, wobei die zugeordneten Metalle sich analytisch, als Aluminium, Eisen, Phosphor, Calcium, Magnesium , Natrium und Kalium zusammen mit Wasser und flüchtigen Anteilen erweisen. Die.diatomeenartige Kieselerde ist allgemein ein Gemisch aus feinverteilten leuchen, die eine Teilchengrößenverteilung vonetwa 40 Mikron bis etwa 1 Mirkon oder feiner aufweisen. Eine beispielweise diatomeenartige Kieselerde, die insbesondere für die erfindungsgemäßen Zwecke geeignetist, weist eiaen Gardner Goleman Wasserabsorptionswert von etwa 3SOJb und eine wirksame Oberfläche von etwa 40 bis 70

to /g auf, wie es vermittels des herkömmlichen BST Verfahrens bestimmt wird. Eine beispielsweise geeignete diatomeenartige Kieselerde weist die folgende Zusammensetzung auf der Gewidhtsgrundlage aufs SiO₈ = 92,7$, Al₃O₈ = 2,0#₉ Fe₈O₈ = 0,8$, GaO '» 0₉4£₉ MgO = 0,3$, KgO = 0,2^, P₈O₈ « O₉I^: Na₈O » 0,1^, H_e0 s 3_sQfs und Glühverlust *. 3*3Ο#, JBiis© derartige diatomeeBartige Kieselerde wird in dem Jalieoo Gebiet von Mexiko gewonnen» Me tige Kieselerde aus dieeetn spesisl.len Diatomitlager seigt

nicht n\xv das erforderliche hohe Ausmaß an Inertheit beztig-10 9824/1336 GRIGiNAL MSPECIBD - 7 -

lieh der flüssigen Säuren, son; der η zeigt ebenfalls eine un*· gewöhnlich hohe Abaorptionsfähigkeit für Elüsaigkeite», die insbesondere zum Herstellen der hochkonzentrierten Säurepul-' ver nach der Erfind-ung; zweckmäßige ist. Die folgenden Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung des Heratellens der erfindungagemäßen pulverförmigen Säurekonzenträte. Bei diesen Beispielen wird elf© flüssige Mineralsäure innig mit einer dia tomeeaart igen Kieselerde _r wie weiter oben· erläutert, in einer Slüsaigkeita-Eeatatoff-Miachvorrichtung angenähert 2 bia 4 Minuten lang vermischt, wodurch eine diiatomeenartige Kieaelerde ausgebildet wird, dde Im absorbierten Zuataud die Mineralsäure enthält. Die in Anwendung kommende flüssige Mineralaäure lat konzentrierte Schwefelsäure, die 95,4$ H₈SO₄ enthält. Sodann wird eine Brobe jedes Gemisches vermittels herkömmlicher !Titration analysiert, um so die Menge an Säure featzustellen, die für die spätere Umsetzung zur Verfügung steht.

Es wurde gefunden, daß der firettoverluet an Säure sich auf weniger als 5$ beläuft und in den meisten Bällen bei weniger als y/o der Säuremenge liegt die anfänglich in das Mischgefäß eingeführt worden iat.

Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 5 Schwefelsäure (g)

diatomeenartige Kieselerde

U) % Flüssigkeit

theoretische H₈SO₄, ^c/> titrierte H₈SQ₄, % Verlust, i»

.'■■'. - 8 - · 109824/1336

1050	1200	1500
350	300	300
75	80	83,3
71,5	76,3	79,5
70,4	75,3	76,9
1,1	1,0	2,6

Beispiele 4 und 5

Es wird das Verfahren nach den Beispielen 1 bis 3 unter Anwenden praktisch der gleichen Menge an diatomeenartiger Kieselerde wiederholt, wobei jedoch die Säure durch konzentrierte HOl ersetzt wird, die 38$ HOl enthält, wobei ein pulverförmiges Säurekonzentrat auegebildet wird, das 72 bis 75 Gew.i« flüssige Säure enthält. Der theoretische Prozentgehalt an vorliegender Hol beläuft eich auf 27,4 bzw. 28,5⁰A, wobei die Titration der festgestellten, zur Verfügung stehenden Menge .sich auf 22,4 bzw. 24,1$ beläuft, so daß in jedem Falle der Verlust an HOl sich auf nicht mehr als 5$ beläuft.

Beispiele 6 und 7

Es wird wiederum das Verfahren nach den Beispielen 1 bis 3 wiederholt unter Anwenden praktisch äquivalenter Mengen an konzentrierter Phosphorsäure, die 85^ H₅PO₄ enthält. Es wird diatomeenartige Kieselerde angewandt unter Ausbilden eines pulverförmigen Säurekonzentrates, das 70 bzw. 75 Gew.$ flüssige Säure enthält. Der theoretische Prozentgehalt an H₅PO₄ beläuft sich auf 59,7 bzw. 65,7%, während die Titration der festgestellten, zur Verfugung stehenden Menge 58,2 bzw. 64»8# ergibt, so daß sich der Verlust an H₈PO₄ ebenfalls auf kleiner als 2fi beläuft.

Beispiel 8

_^ Es wird das Verfahren nach den Beispielen 1 bis 3 wiederholt,

to wobei im wesentlichen die gleiche Menge an diatomeenartiger

k> Kieselerde angewandt wird, jedoch anstelle der Säure konzen- ^ trierte HNO_S tritt, die 70,8$ HNO₈ enthält.-Es wird ein pul £J verf örmiges Säurekonzentrat ausgebildet, das 75 Gew.?6 f!Ussier

ge Säure enthält. Der theoretische Prozentgehalt an vorliegender MO₅ belauft sich auf 53,15*» wobei herkömmliche Titra-

1819776

- 9 — '.;■■ ■ ■. /

tionsverf ahre» zeige», daß die Menge an zur Verfügung stellender HNO_a sich auf 52,1$ belauft, so daß sieh hierdurch ein Verlust von weniger als 1$ HMQ^ ergibt.

Bei allen obigen Beispielen stellt das erhaltene Produkt ein Pulver dar, das Püeßeigenschalten ähnlich denjenigen von trockenen Pulvern aufweist.

In idealerweise wird erfin dungs gemäß".ein Produkt geschaffen, das feinverteilte diatomeenartige KiesJterde aufweist, die im absorbierten Zustand eine flüssige Söttreidarsteilt, welche in Mengen von etwa 50-80 Gew.$> und in typischer Weise 65 bis 75 Gew.$ des Gemisches vorliegt. Derartige Massen verbleiben in Porm van Pulvern, die Pließefeenschäften ähnlich denjenigen trockener Pulver besitzen und führen zu frei zur Verfügung stehender Säure in Mengen von etwa 45 bis 75 Gew,5& und typischer Weise etwa 60 bis 70 Gew*$ der Masse, d.h. die flüssige Säure kann als zur Verfügung stehende freie Saure mit einem Verlust von nicht mehr als etwa 5 Gew.yo des Produktes zurückgewonnen werden. Gegebenenfalls'können natürlich auch geringerere Säuremengen eingebracht werden, und zwar diesin Abhängigkeit von dem vorgesehenen Anwndungsge~ biet der erfindungsgemäßen Masse. Man. sieht weiterhin, daß die anfängliche Konzentration der speziellen ausgewählten flüssigen Säure auch anders als diejenige sein kann, die hier zur Brläuterung des ErfindungsgegenStandes ausgewählt wurde.

109824/133S

Claims (1)

1. -■ία-' . 1619778

   Patentansprüche ·

   1. Stoff zusammensetzung, die diät ο me en artige Kieselerde aufweist, dadurch, gekennzeichnet, daß dieselbe in absorbiertem Zustand eine flüssige Säure enthält.

   2. Stoffzusammensetzung nach Anspruch, 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Säure einie anorganische Säure, wie z.B. Schwefelsäure, Salzslure, Phosphorsäureoder SaIp et ea*- säure ist_o

   5. Sxoffzusammensetzung nach Anbruch 1, daeturch gekeanzeichnet, daß die flüssige Säure eine organische Säure, wie Essigsäure oder Ameisensäure ist.

   4. Stoffsusammeasetsung nach, einem der Torangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Saure in Mengen von 50-80 Gew.% in die Masse eingearbeitet wird,

   5. Verfahren zum Herstellen eines pulverförmigen Konzentrates nach einem der vorangehendes Ansprüche, dadurch^ gekennzeichnet, daß eine flüssige Säure ianig mit feinverteilter diatoaieenartiger Kieselerde unter Rühren solange vermischt wird, bis die Absorption der Säure in der Kieselerde

   Patentanwälte

   Seiler u. Pfenning

   109824/1336