DE2625868A1 - PROCESS FOR THE PROCESSING OF NATURALLY OCCURRING SILICATES - Google Patents

PROCESS FOR THE PROCESSING OF NATURALLY OCCURRING SILICATES

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DE2625868A1 DE19762625868 DE2625868A DE2625868A1 DE 2625868 A1 DE2625868 A1 DE 2625868A1 DE 19762625868 DE19762625868 DE 19762625868 DE 2625868 A DE2625868 A DE 2625868A DE 2625868 A1 DE2625868 A1 DE 2625868A1
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    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/28Compounds of silicon
    • C09C1/30Silicic acid
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    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
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    • C01B33/124Preparation of adsorbing porous silica not in gel form and not finely divided, i.e. silicon skeletons, by acidic treatment of siliceous materials

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Description

Steirische Magnesit-Industrie Aktiengesellschaft 1130 Wien, Fleschgasse 34Steirische Magnesit-Industrie Aktiengesellschaft 1130 Vienna, Fleschgasse 34

Verfahren zur eei--nProcedure for a

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von oberflächenaktiven Materialien, insbesondere zur Verwendung als Filtermaterial, Bleichmaterial, Adsorbens sowie als Füllstoff.The invention relates to a method of manufacture of surface-active materials, in particular for use as filter material, bleaching material, adsorbent as well as filler.

Aktive Kieselerden und damit vergleichbare Produkte nehmen eine laufend steigende Bedeutung auf den verschiedensten Gebieten der Industrie, Forschung, Medizin, Umweltschutz, Strahlenschutztechnik usw. ein. Von den zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten solcher oberflächenaktiver Materialien seien genannt:Active siliceous earths and related products take on an ever increasing importance on the most diverse Areas of industry, research, medicine, environmental protection, radiation protection technology, etc. Of the numerous Possible uses of such surface-active materials are:

Absorbens für Nitroglycerin, Entfärbe-, Filter- und Desodorierungshilfsmittel für organische und wässerige Lösungen (insbesondere in der chemischen, pharmazeutischen und Lebensmittelindustrie, Abwassertechnik usw.) Adsorptionsmittel für Gase, Füllstoff in Farben, Kunststoffen, Weich- und Hartgummi, Stceck- und Mattierungsmittel in Kunststoffasern, dtdsorptives Verzögerungsmittel bzw. Adsorptionsmittel von radioaktiven GasenAbsorbent for nitroglycerine, decolorizing, filtering and deodorising aids for organic and aqueous solutions (especially in the chemical, pharmaceutical and food industries, Waste water technology, etc.) Adsorbents for gases, fillers in paints, plastics, soft and hard rubber, piece and matting agent in plastic fibers, absorptive retarding agent or adsorbents of radioactive gases

nachträglich geändertsubsequently changed

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(Filtersand für radioaktive Aerosole) Katalysator und/oder Katalysatorträger ülbindemittel(Filter sand for radioactive aerosols) catalyst and / or catalyst carrier oil binder

Antazide (medizinische Darmtraktbehandlung) Regenerierhilfsmittel für gebrauchte Schmier- und Motoröle FeuerfestrohstoffAntacids (medical treatment of the intestinal tract) Regenerating aid for used lubricating and motor oils Refractory raw material

Bisher wurden für die oben genannten Einsatzzwecke in erster Linie natürlich vorkommende Kieselerden verwendet, die aber in entsprechender Qualität nicht unbegrenzt verfügbar sind, oder aber, wie z.B. niederwertige Kieselgurmaterialien den chemischen und physikalischen Anforderungen nicht entsprechen, insbesondere auf Grund erhöhter Verunreinigungen an Fe3O3, Al3O3 und Alkalien.So far, naturally occurring siliceous earths have primarily been used for the above-mentioned purposes, but these are not available in unlimited quality in the appropriate quality, or, such as low-grade diatomaceous earth materials, do not meet the chemical and physical requirements, in particular due to increased contamination of Fe 3 O 3 , Al 3 O 3 and alkalis.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung von natürlichen Silikaten durch Behandlung mit Salzsäure, Abtrennung, Trocknung und allfälliger Vermahlung des Rückstandes zwecks Herstellung von oberflächenaktiven Materialien mit hohen BET-Zahlen, insbesondere zur Verwendung als Filtermaterial, Bleichmaterial, Absorbens sowie als Füllstoff, das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß als natürliches Silikat Serpentin von folgender Zusammensetzung:The invention relates to a method for processing natural silicates by treatment with hydrochloric acid, Separation, drying and, if necessary, grinding of the residue for the purpose of producing surface-active materials with high BET numbers, especially for use as filter material, Bleaching material, absorbent as well as filler, the inventive method consists in that as a natural Silicate serpentine of the following composition:

SiO2 30 - 45 Gew.-%SiO 2 30-45% by weight

Glühverlust 0,1 - 18 Gew.-%Loss on ignition 0.1-18% by weight

0-2 Gew.-%0-2% by weight

Fe3O3 0-10 Gew.-%Fe 3 O 3 0-10% by weight

CaO 0-2 Gew«-%CaO 0-2% by weight

MgO 40 - 55 Gew.-%MgO 40 - 55 wt .-%

Ni 0 - 0,5Gewo-%Ni 0 - 0,5Gew o -%

eingesetzt und dieser bei einer Körnung von maximal 5 mm, vorzugsweise von 1 bis 3 mm, mit verdünnter Salzsäure behandelt wird, wobei die Behandlung unterbrochen wird, sobald der ungelöste Rückstand zwischen 70-35 Gewo-% bezogen auf den eingesetzten Serpentin erreicht hato Grundsätzlich bestehen zwei verschiedene Formen der Behandlung mit Salzsäure. Einerseits kann das Magnesiumsilikat mit heißer bzwo kochenderused and this mm with a grain size of not more than 5, preferably 1-3 mm, is treated with dilute hydrochloric acid, wherein the treatment is interrupted as soon as the undissolved residue between 70-35 wt o -% based on the employed has reached serpentine o Basically there are two different forms of treatment with hydrochloric acid. On one hand, the magnesium silicate may be hot or boiling o

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verdünnter Salzsäure, vorzugsweise mit Salzsäure azeotroper Zusammensetzung, anderseits durch Säurebehandlung im kalten Zustand, jeweils ein- oder mehrstufig behandelt werden.dilute hydrochloric acid, preferably with hydrochloric acid of azeotropic composition, on the other hand by acid treatment in the cold Condition, each of which can be treated in one or more stages.

Mindestens 50 Gew.-%, insbesondere 80 Gew.-%.At least 50% by weight, in particular 80% by weight.

der Korngröße des Serpentins sollen vorzugsweise zwischen 1-3 mm liegen.the grain size of the serpentine should preferably be between 1-3 mm.

Es konnte festgestellt werden, daß es möglich ist. die HCl-Behandlung zu unterbrechen, sobald der ungelöste Rückstand zwischen 70 - 35 Gew.-%, bezogen auf den eingesetzten Serpentin, erreicht hat, vorausgesetzt, daß der behandelte Serpentin eine Körnung von maximal 5 mm aufweist; bei höheren Korngrößen kann das erfindungsgemäße Ziel (hohe BET-Zahlen) nicht erreicht werden, weil bei einer Körnung von über 5 mm im Endprodukt schwarze Kerne auftreten. Vorzugsweise soll eine Körnung von 1 bis 3mm vorliegen. Die obere Grenze von 3 mm ergibt sich daraus, daß auch bei Körnungen von über 3 mm in manchen Fällen die BET-Zahl des Endproduktes durch das Vorliegen von ungelösten Kernen herabgesetzt ist. Besonders überraschend ist die untere Grenze von 1 mm bei dem bevorzugten Körnungsbereich von 1-3 mm, da zu erwarten gewesen wäre, daß sich die BET-Oberflachen der Endprodukte bei kleineren, unter 1 mm liegenden Korngrößen vergrößern. Tatsache ist aber, daß sich ein größerer Feinanteil nachteilig auf die Oberflächenaktivität des Endproduktes auswirkt.It has been found that it is possible. interrupt the HCl treatment as soon as the undissolved Residue between 70-35 wt .-%, based on the serpentine used, has reached, provided that the treated serpentine has a maximum grain size of 5 mm; In the case of larger grain sizes, the aim according to the invention (high BET numbers) cannot be achieved because black cores appear in the end product with a grain size of more than 5 mm. Preferably should a grain size of 1 to 3mm is present. The upper limit of 3 mm results from the fact that even with grain sizes of over 3 mm in some cases the BET number of the end product is reduced due to the presence of undissolved nuclei. Particularly Surprisingly, the lower limit of 1 mm in the preferred grain size range of 1-3 mm was to be expected would be that the BET surface areas of the end products increase with smaller grain sizes below 1 mm. The fact is, however, that a larger proportion of fines has a detrimental effect on the surface activity of the end product.

Über bisher durchgeführte Aufschließungsarbeiten von Serpentin mit Säure berichten R.M. Müller, W0 Hesse und F. Sinigori (BHM 1950/51), wobei jedoch diese Arbeiten lediglich auf die Gewinnung von Nickel (infolge kriegsbezogener Rohstoffknappheit) gerichtet sind. RM Müller, W 0 Hesse and F. Sinigori (BHM 1950/51) report on the exploitation work carried out on serpentine with acid, although this work is only aimed at the extraction of nickel (as a result of the war-related scarcity of raw materials).

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, aus nahezu unbegrenzt vorhandenen natürlichen Rohstoffen, nämlich Serpentin, durch Behandlung mit verdünnter Salzsäure ein hochachtives Kieselerdematerial zuThe inventive method makes it possible to use almost unlimited natural raw materials, namely Serpentine, by treatment with dilute hydrochloric acid, makes it a highly valuable silica material

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erhalten, welches auf Grund seiner inneren Oberfläche sowie
seiner relativ festen und körnigen Struktur ganz besondere
Verwendungszwecke gestattet.Selbstverständlich schließt das
Vorliegen in körniger Gestalt eine Verwendung dieses Materials in pulvriger Form nicht aus.
received, which due to its inner surface as well
its relatively firm and granular structure is very special
Uses permitted. Of course, this includes
If this material is present in granular form, it is not sufficient to use this material in powdery form.

Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren als Kieselsäuregerüst zurückbleibende Anteil, das ist aktive Kieselerde, besitzt eine Mikrohohlraumstruktur mit hoher spezifischer
Oberfläche, innere funktionelle Hydroxylgruppen und zusätzlich eine stabile Kornsttnktür.
The fraction remaining as a silica skeleton after the process according to the invention, that is active silica, has a micro-cavity structure with a high specificity
Surface, internal functional hydroxyl groups and, in addition, a stable grain structure door.

Erfindungsgemäß können Endprodukte, die optimale Aktivitäten und maximale spezifische Oberflächen aufweisen und
herkömmlichen Materialien dieser Art in mancher Hinsicht überlegen sind, hergestellt werden.
According to the invention, end products which have optimal activities and maximum specific surface areas and can
conventional materials of this type are superior in some respects.

Erfindungsgemäß erhaltene aktive Kieselerden ergaben z.B. folgende Wirkungen:
ölaufnähmevermögen:
Active silicas obtained according to the invention gave, for example, the following effects:
oil absorption capacity:

Zu je 2 g Probe wurde bis zur Sättigungsgrenze Spindelöl zugegeben. Es ergibt sich mit 2,10 g öl pro 2 g erfindungsgemäß erhaltener Kieselerde (0 - 0,06 mm) ein guter Bindeeffekt.
Entfärben organischer Kohlenwasserstoffverbindungen, z.B. Superbenzin:
Spindle oil was added to every 2 g sample up to the saturation limit. With 2.10 g of oil per 2 g of silica (0-0.06 mm) obtained according to the invention, a good binding effect results.
Decolorization of organic hydrocarbon compounds, e.g. premium gasoline:

In Superbenzin ist ein organischer Farbstoff (rot) molekular gelöst. 10 g erfindungsgemäß erhaltene aktive Kieselerde wird in einer Kolonne als Säule solange mit Superbenzin versetzt, bis im Filtrat Spuren einer Rosafärbung auftreten. Hiebei entfärben 10 g der
Probe (0-0,06 mm) 100 ml Superbenzin; als Vergleich dazu liegt übliche Kieselgur mit 10 ml/10g um eine Zehnerpotenz niedriger, während z.B. Diatomeaierde überhaupt wirkungslos blieb.
Entfärben von Fruchtlimonade:
An organic dye (red) is molecularly dissolved in premium gasoline. 10 g of active silica obtained according to the invention are mixed with premium gasoline in a column as a column until traces of a pink color appear in the filtrate. 10 g of the decolorize
Sample (0-0.06 mm) 100 ml premium gasoline; as a comparison, common diatomaceous earth with 10 ml / 10 g is a power of ten lower, while diatomaceous earth, for example, remained ineffective at all.
Decolorization of fruit lemonade:

Auf eine Säule, die 10 g erfindungsgemäß erhaltene Kieselerde
enthielt, wurde in 20-facher Verdünnung handelsübliche Fruchtlimonade aufgegeben. Die bis zur ersten Rosafärbung des Filtrates aufgegebene Menge betrug 25 ml/10 g Entfärbeleistung,
On a column containing 10 g of silica obtained according to the invention
Commercially available fruit lemonade was added in a 20-fold dilution. The amount applied up to the first pink coloration of the filtrate was 25 ml / 10 g decolorizing capacity,

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welche der 2-3 fachen Wirkung von Kieselgur (5-10 ml/10g) entspricht.which of the 2-3 fold effect of kieselguhr (5-10 ml / 10g) is equivalent to.

Entfärben von Rohzucker:Decolorization of raw sugar:

Hier kann mit gewaschener erfindungsgemäß erhaltener Kieselerde eine pH-konstante Entfärbung durchgeführt werden, wobei das Ionenaustauschvermogen vernachlässigbar bleibt.Here can with washed silica obtained according to the invention a pH-constant decolorization can be carried out, the ion exchange capacity remaining negligible.

Erfindungsgemäß kann aber auch durch Kaltextraktion der basische Analysenanteil (MgO, Fe^O- und Begleitelemente) des Rohproduktes gezielt nur soweit gesenkt werden, als es anderen Erfordernissen - bei gleichzeitiger hoher Oberflächenaktivität - entspricht, so z.B., wenn die Endprodukte als Schutzsande mit gleichzeitiger Wirksamkeit der Bindung starker Säuren oder als Trägermaterial in der pharmazeutischen Industrie für Heilstoffe, wo die Kombination von Magnesiumsilikat mit hoher innerer Oberfläche erwünscht ist, oder zum Einsatz für Reaktionen, bei welchen one Beeinflussung des pH-Wertes erwünscht ist, wie z.B. Verminderung von reaktionsbedingten Verschiebungen in den sauren Bereich oder Erzielung erwünschter Verschiebungen in den basischen Bereich, z.B. bei Raffinationsprozessen,verwendet werden sollen.According to the invention, however, the basic analysis fraction (MgO, Fe ^ O and accompanying elements) can also be obtained by cold extraction of the raw product can only be reduced to the extent required by other requirements - with high surface activity at the same time - corresponds, for example, if the end products are used as protective sand with simultaneous binding effectiveness Acids or as a carrier material in the pharmaceutical industry for medicinal substances, where the combination of magnesium silicate with high internal surface area is desired, or for use in reactions in which it is desired to influence the pH value such as reducing reaction-related shifts into the acidic range or achieving desired shifts used in the basic area, e.g. in refining processes should be.

Die Erfindung wird an Hand von Versuchsbeispielen näher erläutert. Die Versuche zeigen den Einfluß auf die Qualitätseigenschaften des Kieselsäureskeletts in Abhängigkeit von dar Ausgangskorngröße, der Konzentration des Lösungsmittels, der Temperatur uid der Extraktions zeit.The invention is explained in more detail by means of test examples. The experiments show the influence on the quality properties of the silica skeleton is output as a function of particle size, the concentration of the solvent, the temperature of the uid extraction time.

Beispiel 1 Dieses Beispiel betrifft die Extraktion bei Raumtemperatur . Example 1 This example concerns extraction at room temperature.

100 g Serpentin der chemischen Zusammensetzung: Glühverlust 15,0 %, SiO2 32,5 %, MgO 43,9 %, Fe3O3 6,95 % und der Korngröße 1 - 3 mm (sowie 0-0,5 mm) wurden mit 400 ml 20%-iger Salzsäure versetzt und 48 Stunden bei Raumtemperatur stehen gelassen, wobei zeitweise gerührt wurde. Nach Beendigung der Extraktion wurde filtriert. Der anfallende Rückstand wurde säurefrei gewaschen, getrocknet und prozentuell auf den eingesetzten Serpentin umge -100 g serpentine with the chemical composition: loss on ignition 15.0%, SiO 2 32.5%, MgO 43.9%, Fe 3 O 3 6.95% and grain size 1 - 3 mm (and 0-0.5 mm) 400 ml of 20% hydrochloric acid were added and the mixture was left to stand for 48 hours at room temperature, with occasional stirring. After the extraction was complete, it was filtered. The resulting residue was washed acid-free, dried and the percentage of the serpentine used -

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rechnet (=1.Extraktionsstufe, siehe Tabelle 1). Der Rückstand wurde noch ein zweites und drittes Mal mit jeweils frischer Säure der oben geschilderten Prozedur unterworfen (= 2. und 3. Extraktionsstufe, siehe Tabelle 1).calculates (= 1st extraction stage, see table 1). The residue was subjected a second and third time, each time with fresh acid, to the procedure outlined above (= 2nd and 3rd extraction stage, see Table 1).

Der Versuch wurde mehrmals wiederholt und die daraus erhaltenen Daten entsprechend gemittelt und in der Tabelle 1 angeführt.The experiment was repeated several times and the result data obtained are averaged accordingly and listed in Table 1.

Tabelle 1Table 1

BestimmungsgrößenDeterminants Dim.Dim. Stufe 1step 1 Stufe 2Level 2 Stufe 3level 3 Rückstand, bezogen
auf eingesetzten
Serpentin 1- 3 mm
Residue, based
on inserted
Serpentine 1 - 3 mm
Gew.-%Wt% 6565 5656 5353
Rückstand, bezogen
auf eingesetzten
Serpentin 0-0,5 mm
Residue, based
on inserted
Serpentine 0-0.5 mm
Gew.-%Wt% 6565 5555 5252

Versuchsbedingungen:Test conditions:

Konzentration der Salzsäure: 20 %
Extraktionstemperatur: Raumtemperatur Zeitdauer einer Extraktionsstufe: 48 Stunden Extraktionsstufen: 3
Concentration of hydrochloric acid: 20%
Extraction temperature: room temperature Duration of an extraction stage: 48 hours Extraction stages: 3

Korngröße des Serpentins: 1-3 und 0-0,5 mm Gew.-Verhältnis: Serpentin zu HCl =1:4Grain size of the serpentine: 1-3 and 0-0.5 mm Weight ratio: serpentine to HCl = 1: 4

Die Rückstandsanalysen der 2. Extraktionsstufe ergeben für die wichtigsten Kenndaten folgende ungefähre Durchschnittswerte:The residue analyzes of the 2nd extraction stage result in the following approximate average values for the most important characteristics:

MgO 20 %, Fe3O3 4 %, SiO2 65 % und Glühverlust 9,5 %.MgO 20%, Fe 3 O 3 4%, SiO 2 65% and loss on ignition 9.5%.

Trotz der relativ geringen Lösungsintensität der kalten Salzsäure besitzen die Rückstandsmaterialien eine spezifische Ober-Despite the relatively low dissolution intensity of the cold hydrochloric acid the residue materials have a specific upper

fläche bis über 200 m /g. Diese hohe Oberflächenaktivität, weiters die große Stabilität des Einzelkornes, die MgO-Depotwirkung,area up to over 200 m / g. This high surface activity, furthermore the great stability of the single grain, the MgO depot effect,

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— *7 —- * 7 -

die funktionellen Hydroxylgruppen (ungeglüht), die Abwesenheit toxischer Verbindungen sowie eine neutralisierende Wirkung verleihen dem Produkt außerordentlich große Verwendbarkeit und Einsatzmöglichkeit in der Industrie.the functional hydroxyl groups (not annealed), the absence of toxic compounds and a neutralizing effect give the product an extraordinarily high degree of usability and application possibilities in industry.

Beispiel 2 Dieses Beispiel betrifft die Extraktion bei höheren Temperaturen.Example 2 This example concerns extraction at higher temperatures.

100 g Serpentin (Analyse siehe Beispiel 1), Körnung 0-0,5 mm, wurden am Rückflußkühler unter Verwendung eines Rührers mit 400 ml 20 %-iger Salzsäure bei 70 - 80°C und bei 108 - 1100C zwei Stunden extrahiert. Nach Beendigung der Extraktion wurde filtriert. Der Rückstand wurde säurefrei gewaschen, getrocknet, gewogen und prozentuell auf den eingesetzten Serpentin umgerechnet (siehe Tabelle 2).100 g of serpentine (analysis see Example 1), grain size 0-0.5 mm, were at reflux using a stirrer with 400 ml of 20% hydrochloric acid at 70-80 ° C and 108-110 0 C extracted two hours. After the extraction was complete, it was filtered. The residue was washed acid-free, dried, weighed and the percentage of the serpentine used was converted (see Table 2).

Tabelle2Table 2

Bestimmungsgrößen Dim. Arbeits Temperatur Determining variables Dim. Working temperature

70 - 80°C 108 - 110°C70 - 80 ° C 108 - 110 ° C

Rückstand, bezogenResidue, based

auf eingesetzten Ser- Gew.-% 45,4 39,6based on Ser% by weight used 45.4 39.6

pentin 0-0,5 mmpentin 0-0.5 mm

Versuchsbedingungen:Test conditions:

Konzentration der Salzsäure: 20 %-igConcentration of hydrochloric acid: 20%

Extraktionstemperatur: 70 - 800C und 108 - 11O0CExtraction temperature: 70 - 80 0C and 108 - 11O 0 C

Extraktionsstufe: 1Extraction stage: 1

Zeitdauer der Extraktionsstufe: 2 StundenDuration of the extraction stage: 2 hours

Korngröße des Serpentins: 0 - 0,5 mmGrain size of the serpentine: 0 - 0.5 mm

Gew.-Verhältnis: Serpentin zu HCl =1:4Weight ratio: serpentine to HCl = 1: 4

Aus dem Vergleich der Rückstandsprozentanteile gegenüber Beispiel 1 läßt sich der zeitsparende Faktor der Extraktionsdauer durch Erhöhung der Temperatur klar erkennen. Die fortschreitende Verminderung des Rückstandes (von 65 % auf 39,6 %) hat eine stetige Zunahme des Silikatgerüstes an SiO2 und gleichzeitige Abnahme der übrigen Komponenten (insbesondere MgO, Fe3O3) zur Folge. Das Aus-By comparing the percentage of residues with that of Example 1, the time-saving factor of the extraction time can be clearly seen by increasing the temperature. The progressive reduction in the residue (from 65% to 39.6%) results in a steady increase in the silicate structure of SiO 2 and a simultaneous decrease in the other components (in particular MgO, Fe 3 O 3 ). The end-

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maß der erwünschten Extraktion ist somit von der Art der fürdegree of extraction desired is thus of the type for

das Endprodukt bestimmten Anwendung abhängig. Beispiel 3 Dieses Beispiel betrifft die Heißextraktion (108 110 C) bei unterschiedlicher Zeitdauer. 100 g Serpentin (Analyse siehe Beispiel 1), Körnung 0 - 0,5 mm, wurden am Rückflußkühler unter Verwendung eines Rührers mit 400 ml 20 %-iger Salzsäure bei 108 - 110°C eine 1/4 Stunde, 1/2 Stunde, 1 Stunde, 2 Stunden und 5 Stunden lang extrahiert. Der jeweilige Rückstand wurde nach der Filtration, wie im Beispiel 2 beschrieben, weiterbehandelt (Ergebnisse siehe Tabelle 3)the end product depends on the specific application. Example 3 This example concerns the hot extraction (108 110 C) for different periods of time. 100 g serpentine (analysis see example 1), grain size 0 - 0.5 mm, were refluxed using a stirrer with 400 ml of 20% hydrochloric acid at 108 - 110 ° C for 1/4 hour, Extracted for 1/2 hour, 1 hour, 2 hours and 5 hours. After filtration, the respective residue was as in the example 2 described, further treated (for results see table 3)

Tabelle 3Table 3

BestimmungsgrößenDeterminants Dim.
1
Dim.
1
Zeitdauer derDuration of the Säurebehandlung inAcid treatment in 22 55 hH
Rückstand, bezogen
auf eingesetzten
Serpentin, 0-0,5 mm
Residue, based
on inserted
Serpentine, 0-0.5 mm
Gew.-%Wt% /4 1/2/ 4 1/2 11 39,639.6 3737
HCl-Gehalt des
Filtrates
HCl content of the
Filtrates
g/100mlg / 100ml 45 4345 43 4040 2,02.0 1,1,
4,5 3,04.5 3.0 2,82.8 55

VersUchsbedingungen:V ers Uchsbedingungen:

Konzentration der Salzsäure: 20%-igConcentration of hydrochloric acid: 20%

Extraktionstemperatur: 108 - 1100CExtraction temperature: 108-110 0 C.

Extraktionsstufe: 1Extraction stage: 1

Zeitdauer der Extraktionsstufe: 1/4, 1/2, 1, 2, 5hDuration of the extraction stage: 1/4, 1/2, 1, 2, 5h

Korngröße des Serpentins: 0-0,5 mmGrain size of the serpentine: 0-0.5 mm

Gew.-Verhältnis: Serpentin zu HCl =1:4Weight ratio: serpentine to HCl = 1: 4

Die Ergebnisse zeigen, daß der Extraktionsvorgang exponentiell verläuft und sich asymptotisch dem Endzustand nähert. Beispiel 4 Dieses Beispiel betrifft eine mehrstufige Heißextraktion (108-11O0C) mit jeweils frischer Säure. Die Stufendauer beträgt 2 Stunden. Das Ziel dieses Versuches ist die Herstellung eines sehr reinen SiO^-Rückstandes und die OptimierungThe results show that the extraction process is exponential and asymptotically approaches the final state. Example 4 This example relates to a multi-stage hot extraction (108-11O 0 C) with fresh acid in each case. The stage duration is 2 hours. The aim of this experiment is to produce a very pure SiO ^ residue and to optimize it

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der Extraktionsdauer auf eine in der Praxis vertretbare Größe.the extraction time to an acceptable level in practice.

100 g Serpentin wurden 4 mal hintereinander einer Extraktion unterworfen. Die einzelnen Extraktionsstufen waren charakterisiert durch die Zeitdauer von 2 Stunden, einer Arbeitstemperatur von 108 - 110°C und durch die Verwendung frischer Salzsäure (20%-ig). Die Durchführung der einzelnen Stufen erfolgte in der bereits beschriebenen Weise. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 dargestellt.100 g of serpentine were extracted four times in succession. The individual extraction stages were characterized by the duration of 2 hours, a working temperature of 108 - 110 ° C and the use fresh hydrochloric acid (20%). The individual stages were carried out in the manner already described. The results are shown in Table 4.

Tabelle 4Table 4

r.r.

Bestimmungsgrößen Dim. Stufen der Salzsäurebehandlung Determinants Dim. Levels of hydrochloric acid treatment

SiO„SiO " Gew.-%Wt% 11 22 33 44th ehem. Analyse desformer analysis of the MgOMgO IlIl Rückstandes:Residue: Fe9O
CaO ό
Fe 9 O
CaO ό
ItIt
Glühv.Glow v. IlIl 78,878.8 85,085.0 86,086.0 87,087.0 Versuchsbedingungen:Test conditions: titi 6,86.8 2,02.0 1/01/0 0,90.9 0,90.9 0,70.7 0,70.7 0,70.7 1/91/9 1/41/4 0,80.8 0,60.6 8,08.0 7,77.7 7,77.7 7,17.1

Konzentration der Salzsäure: 20%-ig
Extraktionstemperatur: 108 - 11O0C
Extraktionsdauer einer Stufe: 2 Stunden Extraktionsstufen: 4
Concentration of hydrochloric acid: 20%
Extraction temperature: 108 - 11O 0 C
Extraction time for one stage: 2 hours Extraction stages: 4

Korngrößen des Serpentins: 0 - 0,5 mm
Gew.-Verhältnis: Serpentin zu HCl =1:4
Grain sizes of the serpentine: 0 - 0.5 mm
Weight ratio: serpentine to HCl = 1: 4

Beispiel 5 Dieses Beispiel zeigt den Einfluß der Körnung des Serpentins auf die spezifische Oberfläche des SiO2~Rückstandes bei Heißextraktion 108 - 11O°C. Example 5 This example shows the influence of the serpentine grain size on the specific surface area of the SiO 2 residue with hot extraction of 108-110 ° C.

Der Einfluß der Korngrößenverteilung des Serpentins auf die Größe der BET-Oberfläche des SiO2-Gerüstes läßt sich bei der Heißlaugung an Hand der Tabelle 5 besonders eindrucksvoll demonstrieren. Verringert man bei der Heißextraktion die Korngröße des Serpentins, so werden nicht, wie zu erwarten wäre, dieThe influence of the particle size distribution of the serpentine on the size of the BET surface area of the SiO 2 framework can be demonstrated particularly impressively with the aid of table 5 in the case of hot leaching. If the serpentine grain size is reduced during hot extraction, the

609852/0749609852/0749

BET-Oberflachen des SiO2-Gerüstes größer, sondern verringern sich immer mehr. Auch bei der Kaltextraktion ist diese Differenzierung vorhanden, doch in einem geringeren Maße ausgeprägt.BET surfaces of the SiO 2 framework are larger, but are decreasing more and more. This differentiation is also present in cold extraction, but to a lesser extent.

Tabelle 5Table 5

Dim.Dim. Körnung desGrain size of eingesetztenused SerpentinsSerpentine KenngrößenParameters m2/gm 2 / g 0 - 0,06 mm0 - 0.06 mm 0 - 0,50 - 0.5 mm 1-3 mmmm 1-3 mm spezifische
Oberfläche
specific
surface
60-8060-80 100-150100-150 200-300200-300

Versuchsbedingungen;Test conditions;

Konzentration der Salzsäure: 20%-ig
Arbeitstemperatur: 108 - 11O°C
Extraktionsstufen: 2
Concentration of hydrochloric acid: 20%
Working temperature: 108 - 110 ° C
Extraction stages: 2

Extraktionsdauer einer Stufe: 2 Stunden Gew.-Verhältnis: Serpentin zu HCl =1:4Extraction time of one stage: 2 hours Weight ratio: serpentine to HCl = 1: 4

Der Einfluß des bei der Extraktion eingesetzten Feinstanteiles des Ausgangsproduktes auf die spezifische Oberfläche des Endproduktes ist aus nachstehendem Versuch zu ersehen: Gleiche Teile Rohserpentin mit einer Körnung von 0 bis 0,06 mm und Rohserpentin mit einer Körnung von 1 bis 3 mm wurden gemeinsam zweistufig extrahiert (20 %-ige HCl, 108°C, 1/2 Stunde, je Stufe). Für die erste Stufe wurden auf 100 g Rohserpentin 450 ml HCl zugegeben. Für den so erhaltenen Rückstand von 5O g wurden 225 ml frische HCl für die zweite Stufe verwendet. Der Rückstand nach der zweiten Stufe betrug 42 g und wurde dann in die Fraktionen 0 - 0,06 und 1-3 mm getrennt. Zu Vergleichs zwecken wurde der gleiche Rohserpentin mit einer Körnung von 1 bis 3 mm in gleicher Weise als solcher zweistufig extrahiert.The influence of the fine fraction of the starting product used in the extraction on the specific surface of the end product can be seen from the following experiment: Equal parts of raw serpentine with a grain size of 0 to 0.06 mm and raw serpentine with a grain size of 1 to 3 mm were extracted together in two stages (20% HCl, 108 ° C, 1/2 hour, each Step). For the first stage, 450 ml of HCl were added to 100 g of raw serpentine. For the residue of 5O g thus obtained 225 ml of fresh HCl used for the second stage. The residue after the second stage was 42 g and was then divided into the fractions 0 - 0.06 and 1-3 mm separated. For comparison purposes, the same raw serpentine with a grain size of 1 to 3 mm in extracted in the same way as such in two stages.

Es wurden folgende BET-Werte erhalten:The following BET values were obtained:

Serpentin 1-3 mm 240 m /gSerpentine 1-3 mm 240 m / g

Abgetrennte Fraktion 1-3 mm 100 m /gSeparated fraction 1-3 mm 100 m / g

0 - oi/β ram 61 m2/g.0 - oi / β ram 61 m 2 / g.

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Durch den Feinstanteil (Körnung O - 0/06 mm) wird die Oberfläche des Grobanteils (Körnung 1-3 mm) stark vermindert. Ein in gleicher Weise behandelter Rohserpentin mit einer Körnung von 0,2-3 mm ergab ein EndproduktDue to the fine fraction (grain size O - 0/06 mm) the surface of the coarse fraction (grain size 1-3 mm) is greatly reduced. A raw serpentine treated in the same way with a grain size of 0.2-3 mm gave an end product

2
mit einem BET-Wert von 206 m /g.
2
with a BET value of 206 m / g.

Das erfindungsgemäße Verfahren integriert diese Erkenntnisse und zeigt an Hand bevorzugter Ausführungsweisen den Weg auf, der zur Erreichung einer maximalen Oberfläche des SiO2-Gerüstes führt. Dieses Ziel ist zu erreichen, wenn Serpentin mit einer Körnung von vorzugsweise 1 - 3 mm mit Säure extrahiert und die weitere Zerkleinerung des SiO^-Rückstandes nach erfolgter Extraktion durchgeführt wird. Eine zusätzliche Trennung in Feinfraktionen, z.B. durch Windsichtung, stellt eine weitere Maßnahme zur Erreichung optimaler Oberflächen dar. So besteht eine bevorzugte Ausführungsweise vorliegender Erfindung darin, daß das getrocknete Material des Rückstandes auf die Körnung 0-0,1 mm gemahlen und durch Windsichtung in zwei Fraktionen, nämlich eine mit einer Trenngrenze von 0 bis 0,03 mm und eine zweite mit einer Trenngrenze von 0,03 bis 0,1 mm aufbereitet wird.The method according to the invention integrates these findings and, using preferred embodiments, shows the way which leads to the achievement of a maximum surface area of the SiO 2 framework. This goal can be achieved if serpentine with a grain size of preferably 1 - 3 mm is extracted with acid and the further comminution of the SiO ^ residue is carried out after the extraction has taken place. An additional separation into fine fractions, for example by air sifting, is a further measure to achieve optimal surfaces. Thus, a preferred embodiment of the present invention consists in that the dried material of the residue is ground to a grain size of 0-0.1 mm and then broken into two by air sifting Fractions, namely one with a separation limit of 0 to 0.03 mm and a second with a separation limit of 0.03 to 0.1 mm.

Für bestimmte Anwendungsgebiete kann es von Vorteil sein, wenn der erfindungsgemäß erhaltene Rückstand in an sich bekannter Weise, z.B. dmch Behandlung mit Fettsäureestern, Siloxanen, Siliconen, Ketenen, Naphtenen, Wachs, Bitumen oder Petroleum hydrophobiert wird.For certain fields of application it can be advantageous if the residue obtained according to the invention is inherent known way, e.g. by treatment with fatty acid esters, Siloxanes, silicones, ketenes, naphthens, wax, bitumen or petroleum is hydrophobized.

Patentansprüche:Patent claims:

609852/0749609852/0749

Claims (5)

»Β. TTiO. Tf.»Β. TTiO. Tf. DB. ν,, τ. :■·::-!-μ.λχDB. ν ,, τ. : ■ · :: -! - μ.λχ 1A-46 1191A-46 119 Patentansprüche :Patent claims: Verfahren zur Aufarbeitung von natürlichen Silikaten durch Behandlung mit Salzsäure, Abtrennung, Trocknung und allfälliger Vermahlung des Rückstandes zwecks Herstellung von oberflächenaktiven Materialien mit hohen BET-Zshlsn, insbesondere zur Verwendung als Filtermaterial, Eleichmaterial, Absorbens sowie als Füllstoff, dadurch ge— kennzeichnet, daß als naturliches Silikat Serpentin von folgender Zusammensetzung:A process for the work-up of natural silicates by treatment with hydrochloric acid, separation, drying and any r grinding of the residue for the manufacture of surface-active materials having high BET Zshlsn, particularly for use as filter material Eleichmaterial, absorbent and as a filler, characterized indicates overall that as a natural silicate serpentine with the following composition: SiO
2
SiO
2
30 -30 - 45 Gew.-X45 wt
GlühverlustLoss on ignition 0,1-0.1- 18 Gew.-%18% by weight Al2O3+TiO2 Al 2 O 3+ TiO 2 0 -0 - 2 Gew.-%2% by weight Fe2°3 Fe 2 ° 3 0 -0 - 10 Gew.-Z -Z 10 wt. CaOCaO 0 -0 - 2 Gew.-Z2 wt MgOMgO 40 -40 - 55 Gew.-Z55 wt KiKi 0 -0 - 0,5Gew.-Z0.5 weight group
eingesetzt und dieser bei einer Körnung von maximal 5 mm, vorzugsweise von 1 bis 3 mm, mit verdünnter Salzsaure behandelt wird, wobei die Behandlung unterbrochen wird, sobald der ungelöste Rückstand zwischen 70 - 35 Gew.-Z bezogen auf den eingesetzten Serpentin erreicht hat.used and this with a grain size of maximum 5 mm, preferably from 1 to 3 mm, is treated with dilute hydrochloric acid, the treatment being interrupted as soon as the undissolved residue has reached between 70-35% by weight based on the serpentine used.
2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial ein Serpentin eingesetzt wird» von dem mindestens 50 Gew.-Z, vorzugsweise 80 Gew.-X eine Körnung zwischen 1—3 mm aufweisen.2. The method according to claim I 1, characterized in that a serpentine is used as the starting material »of which at least 50 parts by weight, preferably 80 parts by weight, have a grain size between 1-3 mm. 609852/0749609852/0749 3. Verfahren nach Anspruch 1 odar 2, dadurch gekennzeichnet» daS die Behandlung in kochender Salzsäure in
ein- oder mehrstufigem Extraktionsvorgang über einen Zeitraun von Ϊ/4 Stunde bis zu insgesamt 6 Stunden» vorzugsweise 1 Stunde durchgeführt wird.
3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that »the treatment in boiling hydrochloric acid in
single or multi-stage extraction process is carried out over a period of Ϊ / 4 hour up to a total of 6 hours »preferably 1 hour.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erhaltene Rückstand, z.B. durch Behandlung axt Fettsä'ureestern, Siloxanen, Silicones, Ketenen» Naphtenen, Wachs, Bitumen oder Petroleum hydrophobiert wird*4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the residue obtained, e.g. Treatment ax fatty acid esters, siloxanes, silicones, ketenes » Naphthen, wax, bitumen or petroleum made hydrophobic will* 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet» daß das getrocknete Matecia 1 des Rückstandes auf die Körnung 0-0,1 mm gemahlen und durch Windsichtung in zwei Fraktionen, nämlich eine mit einer Trenngrenze von 0 bis 0,03 mm und eine zweite mit einer Trenngrenze von 0,03 bis 0,1 mm aufbereitet wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized marked »that the dried Matecia 1 of the residue ground to a grain size of 0-0.1 mm and divided into two fractions by air separation, namely one with a separation limit from 0 to 0.03 mm and a second with a separation limit of 0.03 to 0.1 mm. 609852/0749609852/0749
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