DE2103243C3

DE2103243C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von weitgehend kugelförmigen, Kieselsäure enthaltenden Hydrogelen

Info

Publication number: DE2103243C3
Application number: DE2103243A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 6730 Neustadt Chorbacher; Heinz Dr. 6842 Buerstadt Gehrig; Gerhard Dr. 6710 Frankenthal Merz
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1971-01-25
Filing date: 1971-01-25
Publication date: 1979-01-11
Also published as: NL7200906A; GB1368711A; FR2123399A1; US3872217A; NL173157C; NL173157B; DE2103243B2; DE2103243A1; FR2123399B1

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung /ur Herstellung von weitgehend kugelförmigem kieselsäurehaltigen Hydrogel.

Kieselsäurehaltige Hydrogele besitzen eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten und dienen /. B. insbesondere als Ausgangsprodukte für die Herstellung von hochprozentigen beständigen Kieselsäurehydrosolen oder werden durch Trocknung je nach ihrer Vorbehandlung in engporige oder weitporige Kieselgcle übergeführt. So wird bekanntlich engporiges Kieselgel in stückiger oder kugeliger form /ur technischen Trocknung von Gasen eingesetzt. Außerdem werden grüße Mengen weitporigen Kieselgels feirivefrhahleri als Lackrnättierüngsmittcl, als Antibiockmlttei für Kunststoff-Folien, für Bicrstabilisicrung und für viele andere Zwecke verwendet. Weiterhin ist Kieselsäurehydrogel ein Einsatzstoff für die Herstellung von Katalysatoren.

Auf Grund der Vielzahl dieser Anwendungsmöglichkeiten besteht daher ein großes Interesse, Kieselsäurehydrogel auf einfache Weise in einer leicht handhabbaren Form, z. B. als Kugeln, zu erzeugen, wobei es wegen der verschiedensten Anwendungsmöglich-T keiten von Vorteil ist, wenn bei der Herstellung keine Verfahren benutzt werden, die eine Verunreinigung des Hydrogels zur Folge haben.

Es ist bekannt (DF.-PS 896 189), daß man kugelförmige Kieselsäurehydrogele dadurch herstellen kann,

in daß man aus einem kieselsäurehaltigen Rohstoff, z. B. Wasserglas, durch Umsetzung mit einer Säure, z. B. Schwefelsäure, ein gelbildendes Kieselsäurehydrosol herstellt und dieses in Form einzelner Tropfen durch ein mit Wasser und dem Hydrosol nicht mischbares gasförmiges oder flüssiges. Medium, z. B. einem Mineralöl, hindurchleitet. Die Hydrosoltropfen nehmen dabei eine mehr oder weniger kugelförmige Gestalt an und verbleiben so lange in der Ölschicht, bis die Umwandlung vom Sol in das feste Hydrogel erfolgt

ίο ist. Die nach dem aufgezeigten Verfahren hergestellten Hydrogelkugeln enthalten im allgemeinen nur ca. K) Gew.% SiO,. Infolge ihrer aufwendigen Herstellung und der Mineralölverunreinigungen werden sie fast ausschließlich zu Perlen für die Trocknung technischer Gase verarbeitet. Sofern bei diesem Verfahren die Mischung in ein gasförmiges Medium verspritzt wird, arbeitet man so, daß man aus Wasserglas, Schwefelsäure und Aluminiumsulfat mittels einer Mischdüse zunächst Hydrosoltröpfchen mit einem

Ki Gehalt von ca. K) Cicw.^r/r Kieselsäure und Tonerde erzeugt, die in einem mit Luft gefüllten Kessel gespritzt werden. Unter den angewandten Bedingungen erfolgt die Umwandlung des Hydrosols zu Hydrogel innerhalb einer Sekunde, so daß die kleinen Hydro-

ji geltröpfchen in einer Wasserschicht am Boden des Kessels aufgefangen und weiterverarbeitet werden können.

Die bei dieser Arbeitsweise erforderliche äußerst rasche Umwandlung vom Hydrosol in das Hydrogel ist im Dauerbetrieb nur sehr schwer /u verwirklichen, weil sich infolge der für ein solches Venuhren notwendigen Reaktionsbedingungen im Mischraum und am Düsenmund nach kurzer Zeit Verkrustungen bilden, die sich auch bei sehr kurzen Verweilzeiten und intensiver Durchmischung im Mischraum nicht vermeiden lassen. Eine stabile Fahrweise wird dadurch sehr erschwert bzw. fast unmöglich gemacht. Außerdem ist es auf diese Weise nicht möglich, über einen längeren Zeitraum einwandfrei homogen gemischte Hydrogelkugeln zu erhalten, die sieh bei entsprechender Nachbehandlung zu kugelförmigem, engporigem Kieselgel weiterverarbeiten lassen. Die Herstellung von kugelförmigen Kieselsaurehydrogelen im gasförmigen Medium hat deshalb bisher noch keinen Hingang in die

Y₁ Technik gefunden.

Hs ist daher verständlich. d;iß in der Technik his heute in großem Ausmaß Verfahren praktiziert werden, die ein nicht verunreinigtes Kieselsäurehvdrogel nut bis zu 15(iew/4 SiO liefern, allerdings in stuckiger form. Bei dieser Arbeitsweise laßt man das unbeständige Kieselsäurehydrosol zunächst zum Hydrogel erstarren und zerkleinert anschließend das kompakte Hydrogel zu Gelbfüch. Oftmals müssen dabei die eingesetzten Rohstoffe Wasserglas und Schwefelsäure und das gebildete Kieselsäurehydrosol auf 5 bis 10° C gekühlt werden. Außerdem sind die Vorrichtungen für die Überführung des Hydrogels in die Splittform recht kompliziert und aufwendig.

Es ist auch bekannt (DE-AS 1 II2940) siliciumhaltige, sich in ein erhärtbares Gel umwandelnde Hydrosole dadurch herzustellen, daß man alkalische Silicate in wäßrigem Medium mit Glyoxal behandelt. Dabei bildet sich in dem Medium, in dem das Gel entsteht, spontan eine harte wasserunlösliche Masse aus. Es handelt sich aber hierbei um ein Verfahren zur Herstellung stückiger Gele, die gegebenenfalls nach der Gelbildung zerkleinert werden müssen.

In der DE-AS 1442778 ist ein Verfahren zur Herstellung von kugelförmigen, nicht-deformierten Hydrogelen vom Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-Typ beschrieben, das darin besteht, daß man ein Hydrosol vom Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-Typ, das ein Hydrosol auf Basis eines basischen Aluminiumsulfates und Siliciumoxidhydrosol in einem bestimmten Mengenverhältnis umfaßt, durch Öffnungen in das Unterende einer Säule einer organischen Flüssigkeit extrudiert, deren spezifisches Gewicht größer ist als das des Hydrosols. In der Flüssigkeit wird ein Temperaturgradient in der Weise aufrechterhalten, daß die Temperatur vom Unterende 7iir Oberfläche von 2<>— 30° C auf 40 bis 100° C ansteigt, wobei das gebildeα kugelförmige Hydrogel während des Aufsteigens in der Flüssigkeit geliert. Es handelt sich also hierbei nicht um Hydrosole, die aus sich selbst heraus und ohne jegliche Behandlung nach Ablauf einer gewissen Zeitspanne spontan erstarren, sondern um Hydrosole, die erst auf Grund einer speziellen Temperaturführung in der organischen Flüssigkeitsschicht und einer anschließenden Wärmebehandlung verfestigt werden.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von weitgehend kugelförmigen kieselsäurehaltigen Hydrogelen aus durch Umsetzung alkalischer kieselsäurehaltiger Rohstoffe mit sauren Lösungen erhaltenen Kieselsäurehydrosolen mit pH-Werten von 5 bis 10 zu schaffen, bei dem die Kieselsäurehydrosole in einem gasförmigen Medium in Tropfenform übergeführt und zu einem kugelförmigen Hydrogel verfestigt werden, das gegebenenfa"s nach einer anschließenden Alteiung und/oder einem Basenaustausch gewaschen wird, wobei die Nachteile der bekannten Verfahren vermieden werden.

Hs wurde gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelost werden kann, daß man /weeks Bildung des Kiesclsäurehyd'osols zunächst die st, jre L ösung am stromaufwärts gelegenen Fnde einer kontinuierlich durchströmten Mischzone einführt und den kieselsäurehaltigen Rohstoff in stromabwartiger Richtung verteilt der sauren Lösung 'uführt.

Wesentliches Kennzeichen des erfindungsgerruißen Verfahrens -si es, daß die Komponenten fur die Bildung des Kieselsäurehydrosols nicht unmittelbar vor dem Verspritzen zwecks Überführung des Sols in die Tropfenform zusammentreffen, sondern daß sie vorher eine Mischzone passieren. Ein weiteres wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Arbeitsweise besteht darin, daß man am slromaufwartigen E'nde der Mischzone zunächst die saure Losung einfuhrt und zu dieser sauren Lösung auf ihrem Wege durch die MisclizOnedie jeweils erforderliche Menge des kicselsätirehaltigcn Rohstoffes in Teilmengen an mehreren, in axialer Richtung verteilten Mischstellcn graduell zuführt oder aber auch die Zuführung über die gesamte Mischzuiicnlänge ohne örtliche Unterbrechung erstreckt, Dadurch wird die Schwefelsäure mit einem Teil des Wasserglases zuttächst zu einem sauren Hydrosol umgesetzt, örtliche alkalische Reaktion wird vermieden und die Neutralisation des gut durchgemischten sauren Hydrosols wird zum stromabwärtigon Ende der Mischzone hin allmählich zu Ende geführt,

■j wobei es wesentlich ist, daß keine Rückvermischung eintritt.

Die beiden Komponenten werden vorzugsweise mit Drall in die Mischzone eingeführt, indem man die Komponenten tangential in die meist zylindrisch aus-

gebildete Mischzone einströmen läßt. Die Einströmrichtungen können in allen Mischebenen gleich oder auch alternierend sein. Die alternierende Einführung bringt wegen der höheren P.elativgeschwindigkeiten etwas bessere Durchmischungen, hat aber unter Umständen höhere örtliche Verweüzeiten zur Folge, verbunden mit der Gefahr von Rückmischungen und Verstopfungen bzw. Krustenbildung. Um diese Gefahren zu vermeiden, werden die Komponenten vorzugsweise mit Gleichdrall in die Mischzone eingeführt.

Als kieselsäurehaltige Rohstoffe dienen insbesondere Natrium- oder Kaliumwasse^rMaslösungen mit Konzentrationen von 7. B. IO his 2InIeW.^ SiO., die auch Feinanteile z. B. des erzeugten Gels gelöst oder suspendiert enthalten können. Als saure Lösungen

r, kommen verdünnte Mineralsäuren, insbesondeie verdünnte Schwefelsäure in Konzentrationen von 20 bis 35 Gew.'-ι in Betracht. Es ist ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß es hiernach möglich ist. die Reaktionskomponenten in Konzen·

κι trationen nahe der oberen Grenze der genannten Bereiche einzusetzen, so daß man auf diese Weise homogene Hydrogele mit einem Gehalt von bis zu IK Gew.'? SiC), erzeugen kann, wenn man in der Mischzone Temperaturen von 45" C nicht überschreitet.

ji Bei Kühlung des eingesetzten Wasserglases und der Schwefelsäure auf z. B. ca. 10 C" ist es sogar möglich, glasklare Hydrogelkugeln mit einem SiO,-Gehalt von über 1S bis etwa 23 üew.^rf herzustellen. Je nach dem SiO,-Gehalt des herzustellenden Hydrogels können

4» daher Temperaturen von 5 bis 45 ^J eingehalten werden. Bei niedrigen Konzentrationen der beiden Ausganf-komponenten wählt man zweckmäßig höhere Temperaturen innerhalb des angegebenen Bereichs. Die beiden Komponenten werden in solchem Ver-

4i hältnis zueinander in die Mischzone eingeführt, daU das in der Mischzone gebildete KieseLaurehydrosol einen pH-Wert von 5 bis 10. vorzugsweise von 7 bis 4. erreicht. Innerhalb dieses Bereiches halt man zweckmäßig um so niedrigere pH-Werte ein. je hoher

in die Konzentration der Komponenten und je hoher die Temperatur ist.

Das erfindungsgeinaße Verfahren sei im folgenden an Hand der Figur, in der eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vor-

-,-, rit-htung veranschaulicht ist. naher erläutert.

Das äußere, vorzugsweise zylindrische Gehäuse 1 ist mit zwei auf seiner Lange versetzten Rohr/uleitungen 2 für die saure Losung und 3 fur den kiesclsaurchaltigen Rohstoff versehen. In diesem Gehäuse ist

_bo vorzugsweise koav.il die Mischkammer 4 angeordnet Diese ist auf ihrer stromaufwärts gelegenen Stirnseite 5 verschlossen und hat auf ihrem äußeren Umfangeinen Bund 6, der den Raum Zwischen Gehäuse 1 und der Außenwand der Mischkammer 4 zwischen den beiden Rohrzuleitungcn 2 und 3 in zwei Ringräume 7 und 8 aufteilt und dicht voneinander trennt. Selbstverständlich ist es auch möglich, die beiden Reaktionskomponenten der Mischkammer nicht über die

beiden Ringräurrte, sondern direkt zuzuführen. Aus der ersten Vorkammer 7 strömt die saure Lösung durch eine öder auch mehrere, vorzugsweise tangential angeordneten Bohrungen oder Kanäle 9 in die Mischkammer 4 ein. Der kieselsäurehaltige Rohstoff gelangt von der Vorkammer 8 durch längs der Mischkammer in mehreren Querschnittsebenen ebenfalls vorzugsweise tangential angeordnete Bohrungen oder Kanäle 10 in die Mischkammer 4. An Stelle der in mehreren Querschnittsebenen angeordneten Bohrungen 10 kann auch ein längs der Mischkammer sich erstreckender tangentialer Schlitz für die Zuführung des kiesclsäurehalligen Rohstoffes vorgesehen sein. Im Falle der Anordnung von einzelnen Bohrungen wird der kicselsäurehaltige Rohstoff graduell und im Falle der Anordnung eines Schlitzes längs der gesamten Mischzone ohne örtliche Unterbrechung kontinuierlich der sauren Lösung beigemischt.

Es ist im Prinzip möglich, unmittelbar hinter (Irr letzten Zuführebene eine Düse anzuordnen, durch die das gebildete Hydrosol zwecks Tropfenbildung in ein gasförmiges Medium, das sich in dem Hydrosol nicht merklich löst. z. B. Luft, zu verspritzen. Es hat sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, das gebildete Hydrosol vor seiner Verspritzung noch eine Nachmischzone ohne weitere Zufuhr des kiesclsäurehaltigen Rohstoffes passieren zu lassen. Um dies zu erreichen, ist in der Mischkammer ein weiteres Gehäuse, z. B. ein Kunststoffschlauch 11, eingelegt, der mit Durchtrittsöffnungen versehen ist, die genau mit den obenerwähnten Bohrungen oder Kanälen 9 und 10 fluchten. Dieser Schlauch ragt aus der eigentlichen Mischzone noch um etwa der Länge dieser Mischzone aus ihrem stromabwärtigen Ende heraus. Dadurch wird eine sekundäre Mischkammer 12 (Nachmischkammer) geHldet, in die kein kieselsäurehaltiger Rohstoff eingeführt wird. Durch die beschriebene Ausführungsform wird ein kantenfreier Übergang zwischen der eigentlichen Mischkammer 4 und der Nachmischkammer 12 geschaffen und somit die Entstehung von Verkrustungen am Übergang wirksam verhindert.

Als Düse bzw. Spritzmundstück zum Verspritzen des gebildeten Kieselsäurehydrosols in das gasförmige Medium wird zweckmäßig ein z. B. flach, oval, nierenförmig oder ähnlich ausgebildetes Rohrstück 13 auf das stromabwärts gelegene Ende des Schlauchstückes aufgeschoben, so daß auch hier ein kantenfreier Übergang vorliegt.

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dem als Nachmischkammer dienenden Teil des Schlauches an einer oder menreren Stellen einen flachen Strömungsquerschnitt zu erteilen, um die Geschwindigkeitsumfangskomponenten zugunsten der Axialkomponenten zu reduzieren.

Die Vorrichtung kann den jeweiligen Gegebenheiten wie z. B. Menge, Konzentration und Temperatur der Ausgangsstoffe, angepaßt und auf diese Weise z. B. durch Dimensionierung der Mischkammer durch die Anordnung, Zahl, Form und Größe der Öffnungen für die Zuführung der Reaktionskomponenten optimiert werden.

Die Mischkammer soll vorteilhaft ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 5 bis 20 aufweisen. Die Länge der Mischkammer beträgt in der Regel etwa 50 bis 200 mm.

Die Nachmischkammer, die zweckmäßig den gleichen Durchmesser wie die eigentliche Mischkammer

ίο

aufweist, wird vorteilhaft SO dimensioniert, daß Verweilzeiten von 0,01 bis 0,1 Sekunden eingehalten werden können. In Anbetracht der durchzusetzenden Mengen der Reaktionskomponenten bedeutet dies, daß die Länge der Nachmischkammer, d, h. der Kammer, in der kein kiesclsäurehaltigcr Rohstoff zugeführt wird, etwa 100 bis 300 mm betragen kann.

Von ausschlaggebender Bedeutung für ein gutes Funktionieren der Vorrichtung ist, daß innerhalb der Mischkammern und an ihren Übergängen keine Kanten vorliegen, die Anlaß zur Ausbildung von Verkrustungen geben können.

Das nach dem ordnungsgemäßen Verfahren erhaltene kugelförmige Kieselsäurehydrogel kann ohne weitere Behandlung in all den Fällen weiterverarbeitet werden, bei denen es nicht auf die Erhaltung der Kugelform ankommt. So können diese kugelförmigen Kieselsäurehydrogele nach den üblichen Methoden ?u Kieselsäuresolen oder 7ii weiinnrigern Kieselge! weiterverarbeitet sverden.

Will man hingegen die Hydrogelkugeln zu cngporigem.z. B. als Trockenmittel geeignetem Kieselsäuregel unter Erhaltung der Kugelform weiterverarbeiten, so müssen die Hydrogelkugeln in an sich bekannter Weist einer Gelaltcrung und einem Basenaustausch vor der Trocknung unterworfen werden.

Dabei hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß map bei der Alterung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Hydrogelkugeln nicht auf die Einhaltung der üblicherweise notwendigen tiefen Temperaturen von z. B. 5° Γ angewiesen ist, um bei der anschließenden Trocknung kugelförmiges engporiges Kieselsäuregel mit hoher Festigkeit und guten Trocknungseigenschaften zu erhalten. Die Alterung kann vorteilhaft auch bei höheren Temperaturen z. B. von 15 bis 30" C vorgenommen werden, wobei eine Alterungsdaucr in diesem Temperaturbereich von 5 bis 120 Minuten, vorzugsweise 5 bis 20 Minuten ausreicht. Anschließend an die Alterung wird eine Säuerung vorgenommen, d. h. das Hydrogel wird mit einer sauren Lösung, z. B. einer verdünnten Mineralsäure, die auch salzhaltig sein kann, wie z. B. Schwefelsäure oder Salpetersäure, behandelt. Die Säuren haben vorteilhaft eine Konzentration von mindestens 0,8 Gew.%. Nach oben ist der Konzentration keine Grenze gesetzt, jedoch wird man aus wirtschaftlichen Gründen Konzentrationen unter 25 Gew.% bevorzugen. Die Säuerungsdauer beträgt vorteilhaft 0,5 bis 3 Stunden. Anschließend an die Säuerung wird das Hydrogel in an sich bekannter Weise, z. B. mit schwach saurem Wasser ausgewaschen und dar'· bei Temperaturen von 100° bis 130° C getrocknet.

Die geschilderte Arbeitsweise zur Herstellung von kugelförmigem, engporigen Kieselgel für die technisehe Gastrocknung ist im Vergleich zu den bisher bekanntgewordenen Methoden wesentlich einfacher. So ergibt die Verkürzung der Alterungszeit eine beachtliche Verkleinerung des betreffenden Anlageteils. Die sonst üblichen Aufwendungen für eine Kühlung des Hydrogels während des Alterungsprozesses können entfallen. Außerdem beträgt die für die Säurebehandlung notwendige Zeit nur 0,5 bis 3 Stunden, wogegen bei den in der Literatur beschriebenen Basenaustauschprozessen Behandlungszeiten von mehr als 10 Stunden nicht selten sind. Schließlich läßt sich nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ein mit einer relativ starken Säure behandeltes Hydrogel anschließend schneller salzfrei auswaschen.

Beispiel

Es wird cine in der Figur dargestellte Mischdüse mit folgenden Daten benutzt: Der Durchmesser der zylindrischen, aus einem Kunststoffschlauch gebildeten Mischkammer beträgt 14 mm, die Mischraumlänge (einschließlich Nachmischstfecke) 350 mm. Nahe der stirnseitig verschlossenen Eintrittsseitc der Mischkari.'.ler ist eine tangentiale Einlaufbohrung von 4 mm Durchmesser für die Schwefelsäure angebracht. Es schließen sich vier weitere Bohrungen mit ebenfalls 4 mm Durchmesser und gleicher Einlaufriclilung für das Wasserglas an, wobei der Abstand der Bohrungen voneinander, in Längsrichtung der Mischkammer gemessen, 30 mm beträgt. Für die primäre Mischzone ist demnach das Verhältnis von Länge zu Durchmesser otwa gleich 10. Für die sich anschließende sekundäre Mischzone liegt dieses Verhältnis bei 15. Als Spritzmundstuck wird ein flachgedrücktes, leicht nierenför-

ling iiiugtWiiutu..! itwiiLuu^n uin.1 uu.i .1UJ1111UI..IUI, de Kunststoffschlauches geschoben.

Beschickt wird diese Mischvorrichtung mit 325 I/h 33gcwichtsprozcntiger Schwefelsäure von 20° C mit einem Betriebsdruck von ca. 2 atü sowie 1100 I/h Wasserglas (hergestellt aus technischem Wasserglas mit 27 Gew.% SiO₂ und 8 Gew.% Na₂O durch Verdünnung mit Wasser) mit einem Litergewicht von 1,20 kg/1 und einer Temperatur von ebenfalls 20° C mit einem Druck von ebenfalls ca. 2 atü. In der mit dem Kunststoffschlauch ausgekleideten Mischkammer wird durch fortschreitende Neutralisation ein unbeständiges Hydrosol mit einem pH zwischen 7 und 8 gebildet, das bis zur vollständigen Homogenisierung noch etwa 0,1 Sekunden in der Nachmischzone verbleibt, bevor es durch ein Düsenmundstück als fächerförmiger Flüssigkeitsstrahl in die Atmosphäre gespritzt wird. Der Strahl zerteilt sich während des Fluges durch die Luft in einzelne Tropfen, die infolge der Oberflächenspannung weitgehend in eine kugelige Form übergehen und die noch während ihres Fluges innerhalb ca. einer Sekunde zu Hydrogelkugeln erstarren. Die Kugeln haben eine glatte Oberfläche, sind glasklar, enthalten etwa 17 Gew.% SiO₂ und haben folgende Kornverteilung:

U)

25

>	8	mm	mm	10	Gew,
	6	bis 8	mm	45	.%
	4	bis 6		34	Gew.%
<	4	mm	11	Gew.
	Gew.
.%
%

40 riiert werden.

Die Hyclrogelkilgclii werden Iii einem Waschturm aufgefangen, der nahezu vollständig mit Hydrogelkugeln angefüllt ist, und in dem die Kugeln sofort ohne Alterung mit ca. 50° C warmem, ammoniakalisch gestellten Wasser in einem kontinuierlich verlaufenden Gegenstromprozcß salzfrei gewaschen werden.

Die gewaschenen Hydrogelkugeln werden bei 200 bis 300" C getrocknet und anschließend gemahlen. Das erhaltene pulvcrförmigc weitporige Kieselsäuregel hat eine spezifische Oberfläche von 300 bis 350 nv/g, ein spezifisches Porenvolumen von 0,8 bis 1,0 cnr'/g und kann je nach Mahlfeinheit für die verschiedensten Anwendungen eingesetzt werden.

Beispiel 2

In der im Beispiel 1 beschriebenen Mischdüse werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aus jiEGSviCiitsprGzcntiger »jCii'vVCiCiSciurc uno TT ssscrgiciS der Dichte 1,18 Hydrogelkugeln mit 15% SiO₂ erzeugt, die in neutralem Wasser von 20° C aufgefangen werden und dort 5 bis 10 Minuten zwecks Alterung verbleiben. Anschließend wird das kugelförmige Hydrogel durch Siebung in eine Kornfraktion zwischen 6 und 8 mm sowie in Über- und Unlerkorn getrennt. Während der Über- und Unterkorn gemäß Beispiel 1 zu pulverförmiger^ weitporigen Kieselgel weiterverärbcitet wird, wird die Nutzkornfraktion eine Stunde lang mit 5 gewichtsprozentiger Schwefelsäure von Raumtemperatur gesäuert und anschließend mit schwach schwefelsaurem Wasser von pH 2 bei Raumtemperatur salzfrei gewaschen. Nach einer 10- bis 12stiindigen Trocknung bei 100° bis 130° C in einer Wasserdampfatmosphäre und einer nachfolgenden Aktivierung bei 250" C erhält man ein hartes, zu über 90 Gcw.% aus unversehrten, ganzen Kugeln bestehendes Kieselgel mit folgenden Eigenschaften:

spezifische Oberfläche 805 nr/g

spezifisches

Porenvolumen 0,42 cm'/g

Schüttgewicht 810 g/l

Glühverlust (bei 900° C) 6,0%

Körnung 94% zwischen 3 und 4 mm

Die isotherme Gleichgewichtsbeladung χ bei 25° C beträgt bei einer relativen Luftfeuchte φ von

Selbstverständlich kann die Kornverteilung durch 50 χ; 20 % 40 %

Verwendung anderer Düsenmundstücke beliebig va- φ: 13,9% 25,8%

60 %
34,6%

80 %
38.1%.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von weitgehend kugelförmigen, Kieselsäure enthaltenden Hydrogelen aus durch Umsetzung alkalischer, kiesrljäurehaltiger Rohstoffe mit sauren Lösungen erhaltenen Kieselsäurehydrosolen mit pH-Werten von 5 bis 10 durch Verspritzen des Kieselsäurehydrosols in Tropfenform in ein gasförmiges Medium und Verfestigung des tropfenförmigen Hydrosols während des freien Falls zu einem kugelförmigen Kieselsäurehydrogel, gegebenenfalls durch anschließende Alterung, und/oder Basenaustausch und/oder Waschen des kugelförmigen Kieselsäurehydrogels, dadurch gekennzeichnet, daß man zwecks Bildung des Kieselsäurehydrosols zunächst die saure Lösung am stromaufwärts gelegenen Ende einer kontinuierlich durchströmten Mischzone einführt und den kieselsäurehaltigen Rohstoff in «t'-omabwärtiger Richtung verteilt der sauren Lösung zuführt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine vorzugsweise durch ein zylindrisches Rohr (1) gebildete Mischkammer (4) mit auf ihrer Länge versetzten Einlauföffnungen (9 und 10) für die saure Lösung und den kieselsäurehahigen Rohstoff, die an ihrem stromaufwärtigen Ende (5) stirnseitig verschlossen ist und deren stromabwärtiges Ende in einem Düsenmundstück (13) endet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlauföffnungen (9 und 10) in die Mischkammet (4) tar^ential angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Ansprüc en 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (4) mit einem Kunststoffschlauch (11) ausgekleidet ist, der genau mit den Einlauföffnungen (9 und 10) in die Mischkammer fluchtende Durchtritte aufweist und der in stromabwärtiger Richtung aus der Mischkammer herausragt, bevor er in das Düsenmundstück (13) übergeht.