DE2651446C2 - Verfahren zur Aufbereitung von Siliziumdioxid enthaltenden Abfallflugstäuben zu kristallinem zeolithischen Molekularsieb vom Typ Y mit Faujasit Struktur - Google Patents

Verfahren zur Aufbereitung von Siliziumdioxid enthaltenden Abfallflugstäuben zu kristallinem zeolithischen Molekularsieb vom Typ Y mit Faujasit Struktur

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Description

von einer Tonne Siliziumeisenlegierung 0,2-0,5 Tonnen Staub. Die Wiederverwendung dieses Staubes durch Rückführung in den Elektroofen ist zwar versucht worden, aber wegen der Notwendigkeit eines Granuliervorganges wenig rentabel. Da sich bisher keine bedeutende technische und wirtschaftlich praktikable Verwendungsmöglichkeit ergeben hat, wird der Abfallflugstaub je nach Lage der Fabrik entweder als weißer Rauch (Aerosol) in die Atmosphäre abgegeben und bildet die Ursache einer gravierenden Luftverschmutzung, oder er wird gesammelt ins Meer und in Flüsse eingegeben oder auf Deponie gebracht.
Zwar hat man schon die chemische Aufbereitung von kieselsäurehaltigen Abfallflugstäuben durch Aufschluß mit Alkalihydroxid im Naßverfahren vorgeschlagen. Dabei gewinnt man aus den erhaltenen ungereinigten Wasserglaslösungen mittels Säure Kicselsäuregele, die jedoch infolge der zuvor genannten festen und löslichen Verunreinigungen nur beschränkt eingesetzt werden können (JP-OS Sho 49-1 34 599, JP-OS Sho 49-1 34 593).
In der prioritätsälteren, nicht vorveröffentlichten DE-OS 26 09 831 wird ein Verfahren zur Aufbereitung von Siliziumdioxid enthaltenden Abfallflugstäuben zu Fällungskieselsäuren und Silikaten vorgeschlagen, das folgende Verfahrensschritte umfaßt:
I. Auflösung des Flugstaubes in Alkalihydroxidlösungen unter Bildung einer Alkalisilikatlösung mit hohem Modul (SiO2 : Na2O).
II. Reinigung dieser Alkalisilikatlösungen von organischen Bestandteilen durch Behandlung mit Aktivkohle und/oder Oxidationsmitteln und Abtrennen des nicht aufschließbaren schvarzen Rückstandes von der Lösung.
III. Umsetzung der gereinigten Alkalisilikatlösung mit Säure und/oder Salzen des Aluminiums und Calciums oder Magnesiums bei Temperaturen im Bereich von 60-110° C im pH-Bereich von 1-12, anschließende Filtration, Wäsche und Trocknung des Filterkuchenteiges sowie Zerkleinerung des Trockengranulates zur Gewinnung feinteiliger, amorpher, reiner Fällungskieselsäuren.
Obwohl mit Hilfe dieses Verfahrens gegenwärtig erstmals die Möglichkeit besteht, die die Umwelt belastenden Flugstäube einer technischen Verwendung zuzuführen, sind weitere Bemühungen erforderlich, die Stäube, deren toxikologische Bedenklichkeit neuerdings mehrfach geäußert worden ist (JCA. DAVIS, The Central Africa Journal of Medicine, Bd. 20, (Nr. 7), Juli 1974, S. 140-143, und D.M. TAYLOR, J. C. A DAVIES, The Central African Journal of Medicine Bd. 21 (Nr. 4), April 1975, S. 67-71), durch chemische Umwandlung sinnvoll zu verwerten.
Der Erfindung lag daher die Aufgabenstellung zugrunde, ein chemisches Verfahren zur Aufbereitung von Siliziumdioxid enthaltenden Abfallflugstäuben aus der Herstellung von Siliziummetall und Siliziumlegierungen zu kristallinem zeolithischen Molekularsieb vom Typ Y mit Faujasit-Struktur anzugeben. Zeolithisches Molekularsieb vom Typ Y ist ein hochwertiges Produkt mit umfassender Einsatzmöglickeit, z. B. als Adsorptionsmittel für die Zerlegung von Gasgemischen, als Katalysator und als Katalysatorbestundteil, als Ionenaustauscher für Trinkwasser und industrielle Abwasser.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Aufbereitung von Siliciumdioxid enthaltenden Abfallflugstäuben aus der Siiiciummetall- und Siliciumlegierungs-Herstellung zu Natriumaluminiumsilikaten durch Auflösen der Flugstäube in Alkalimetallhydroxidlösung unter Bildung von Alkalimetallsilikatlösung
ϊ mit einem Modul von SiO2 zu Me2O von 4,0 : 1 bis 5,0 :1 bei Temperaturen von 60-110° C, Reinigen der so erhaltenen Alkalimetallsilikatlösung von organischen Bestandteilen durch Behandlung mit Aktivkohle und/oder Oxidationsmitteln und Abtrennen des nicht
in aufschließbaren Rückstandes von der Lösung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zur Herstellung eines kristallinen zeolithischen Molekularsiebs des Typs Y eine vorgelegte Alkalimetallaluminatlösung mit der verdünnten, gereinigten, Alkalimetallsilikatlösung bei Raumtemperatur versetzt und anschließend die Reaktionsmischung mit einem Molverhältnis von SiO2 zu Al2O3 von 4 bis 7, von Na2O zu SiO2 von 0,4 bis 0,7 und von H2O zu Na2O von 30 bis 50 unter Rühren bei 75-100° C während 8 bis 48 Stunden kristallisiert wird, daß das Molekularsieb anschließend filtriert, gewaschen und getrocknet wird und daß die anfallende verdünnte alkalimetallhydroxidhaltige Mutterlauge der Molekularsieb-Kristallisation mit 45-50%iger Natronlauge vermischt und in den Aufschlußprozeß zur
2ϊ Gewinnung von Alkalimetallsilikatlösung zurückgeführt wird oder daß in der anfallenden, verdünnten, alkalimetallhydroxidhaltigen Mutterlauge festes Natriumsilikat mit einem Modul von SiO2 zu Na2O von 3,3 zu 1 aufgelöst und diese dann in den Aufschlußpro-
jo zeß zur Gewinnung von Alkalimetallsilikatlösung zurückgeführt wird.
Das erhaltene zeolithische Molekularsieb vom Typ Y mit Faujasit-Kristall-Struktur weist einen Weißgrad nach Berger bei 460 μΐη im Bereich von 90-95% auf.
31) Die anfallende, verdünnte alkalimetallhydroxid haltige Mutterlauge der Molekularsieb-Kristallisation wird mit handelsüblicher 45-50%iger Natronlauge unter Umgehung der energetischen aufwendigen Eindampfung vermischt und in den Aufschlußprozeß des FeSi-Flugstaubes gemäß Schritt I zu Alkalimetallsilikatlösungen mit einem Modul (SiO2 : Me'2O) 4,0 : 1 bis 5,0 : 1 zurückgeführt.
Die Rückführung der Mutterlauge wird man auch so durchführen, daß man in dieser Mutterlauge festes Natriumsilikat mit einem Modul von SiO2 : Na2O = 3,3 : 1 auflöst und dann dem Aufschlußprozeß zuführt. Dabei läßt sich durch Aufschluß von Flugstäuben ein Modul zwischen 4,0 und 5,0 : 1 einstellen. Aus den so erhaltenen Natriumsilikatlösungen, die gegebenenfalls
ίο einer Filtration und Reinigung zu unterziehen sind, lassen sich mit Natriumaluminatlösungen unter Beachtung bestimmter Bedingungen zeolithische Molekularsiebe vom Typ Y gewinnen.
Als Alkalimetallhydroxidlösung kann man Natrium bzw. Kaliumhydroxidlösung verwenden.
Zur Entfernung der Verunreinigungen aus den durch das Aufschlußverfahren resultierenden Alkalimetallsilikatlösungen verwendet man als Oxydationsmittel Wasserstoffperoxid oder Alkalimetallperoxid, vorzugs-
fao weise Natriumperoxid Na2O2, welche man entweder während des Aufschlusses oder kurz vor dem Abtrennen des nicht aufschließbaren Rückstandes oder auch erst kurz danach zusetzt.
In besonders vorteilhafter Weise nimmt man die F.nt-
hr) l'ernung der Verunreinigungen mittels Aktivkohlebehandlung kurz vordem Abtrennen des nicht aufschließbarcn Rückstandes der Alkalimetallsilikatlösung vor oder kombiniert die Aktivkohlebehandlung mit der
Behandlung mit Oxidationsmitteln. Als Aktivkohle eignet sich besonders ein aus reiner Holzkohle durch Wasserdampfaktivierung bei Rotglut hergestelltes Präparat mit einem Wassergehalt von 10%, einer spezifischen Oberfläche nach BET im Bereich von 600-800 m2/g, einem pH-Wert von 9-10 und einer Mahlfeinheit von 80% und 40 nm.
Zum Nachweis des technischen Fortschrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachs:ehend ein Vergleich des Energiebedarfs für die Herstellung eines zeolühischen Molekularsiebs vom Typ Y aus Sand, Soda und Natriumaluminat über das bekannte Schmelzverfahren (A) und über das erfindungsgemäße Verfahren (B) aus FeSi-Flugstaub, Natronlauge und Natriumaluminat gebracht.
Aus der nachstehenden Tabelle sind die numerischen, experimentell ermittelten und auf Kcal/kg SiO2 normierten Werte zu entnehmen. Die Tabelle enthält drei waagerechte Zahlenreihen: davon bezieht sich die erste Reihe auf den Energiebedarf, der pro kg SiO2 in der flüssigen Wasserglasphase aufzuwenden ist, während in der zweiten Zahlenreihe der Energiebedarf pro Gewichtseinheit (kg) des zeolithischen Moiekularsiebes des Typs Y (100%ig berechnet) aus eben diesem Flüssigwasserglas nach Verfahren /(und B zu finden ist. Die dritte Zahlenreihe gibt schließlich die Summe der ersten und zweiten Zahlenreihe wieder und repräsentiert damit den Gesamtenergieaufwand, der aufzuwenden ist, um nach Verfahren A und /?aus der SiO2-QuelIe Sand bzw. FeSi-Flugstaub kristallines zeolithisches Molekularsieb des Typs Y herzustellen. 3ei Jem Zahlenvergleich fällt auf, daß bei der Wasserglasgewinnung nach dem Schmelzverfahren A der Energiebedarf um den Faktor 3,2 höher als beim erfindungsgemäßen Verfahren B ist. Während bei dem Verfahren A der Anteil der Energie zur Gewinnung von Flüssigwasserglas noch 28% vom Gesamtenergiebedarf ausmacht, beträgt für das erfindungsgemäße Verfahren B dieser Anteil nur noch 11%. Gemessen am Gesamtenergieaufwand zeigt sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren ^gegenüber dem bekannten Verfahren /ieine20%ige Energieersparnis erbringt.
Der technische Fortschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich weiter durch eine Reihe von Vorteilen gegenüber der bisherigen Arbeitsweise belegen:
Handelsübliche Wassergläser, wie sie nach dem Stand der Technik, z. B. nach dem Schmelzverfahren, gewonnen werden, besitzen ein SiOi : Na2O-Verhältnis von maximal 3,5 : 1. Gerade für die Herstellung des zeolithischen Molekularsiebes des Typs Y mit Faujasit-Struktur und einem SiO2 : Al2O3-Verhältnis von ä 3,0 ist man auf den Einsatz von amorpher Kieselsäure in Form von gefällter Kieselsäure, bzw. Kieselsäuresol angewiesen (DE-OS 18 12 339). Mit Hilfe des erfindungsgemäß hersteilbaren Wasserglases mit hohem Modul (SiO2 : Na2O = 5,0 : 1) läßt sich der Einsatz von amorphem SiO2 in Form der teuren Füllungskieselsäure und des teuren Kieselsäuresols umgehen und die Y-Molekularsiebsynthese sehr vorteilhaft durchführen.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die Tatsache, daß aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens die Möglichkeit besteht, die alkalimetallhydroxidhaltigen verdünnten Mutterlaugen ohne die Anwendung eines Eindampfverfahrens im Kreis zu führen, wodurch eine nicht unerhebliche Energieeinsparung resultiert.
Im Fa 11e der Eindampfung müßten neben einer aufwendigen Anlage zur Aufkonzentrierung der verdünnten Mutterlauge beträchtliche Mengen an Energie aufgewendet werden, die nunmehr eingespart werden können.
Beispiel 1 Als Ausgangs-Rohprodukte werden
a) ein aus der Ferrosilizium(FeSi)-Produktion anfallender Flugstaub mit folgenden analytischen und physikalischen Daten
SiO2 89,55%
Fe1O3 0,90% Al2O3+MgO4-CaO+Na2CH K,0 3,90%
SiC 0,40%
C 1,40%
Glühverlust (bei 10000C) 3,20%
Schüttgewicht 250 g/l
Teilchengröße 60 Mikron
b) ein aus der Siliziummetallproduktion anfallender Flugstaub mit den Daten
SiO, 97,50%
Fe2O3 0,10%
Al2O3-HMgOH-CaO-^Na2O-I-K2O 2,10%
SiC 0,30%
C 1,40%
Glühverlust (bei 10000C) 3,20%
Schüttgewicht 250 g/l
Teilchengröße 90 Mikron
eingesetzt.
In ein 50-Liter-V2A-Gefäß werden 25 Ltr. Wasser eingefüllt und darin 1,75 kg festes NaOH aufgelöst. Man erhitzt auf 70-90° C und trägt unter Rühren mit einem Intensivrührer4,25 kg des Produktes a) ein. Man erhitzt 45 Minuten lang auf 95° C und trägt dann weitere 4,25 kg des Flugstaubproduktes b) in die Mischung ein. Nach einer Reaktionsdauer von 3 Stunden bei 95-97° C und abgedecktem Gefäß wird die Aufschlußmischung aus dem Reaktionsgefäß gepumpt und mittels einer geeigneten Filtrationsvorrichtung (Drehfilter, Bandfilter oder Filterpresse) unter Verwendung von Filtriertüchern aus Perlon noch heiß vom kohlenstoffhaltigen, nicht aufschließbaren Rückstand abfiltriert. Die Aufschlußlösung wird vor der Filtration mit 101 heißem Wasser verdünnt. Zur Feinfiltration arbeitet man mit Hilfe der Anschwemmtechnik. Es werden 40 1 einer wasserhellen Natriumsilikatlösung erhalten, die 229 g SiO2/l und 49,6 g Na2O/! enthält (d = 1,23) und die einen Modul von SiO2 : Na2O = 4,77 : 1 aufweist.
Zur Entfernung organischer Verunreinigungen wird der Aufschlußlösung etwa 1 Stunde vor Beendigung der Reaktion der Aufschlußlösung 167 g Aktivkohle zugegeben. Um den Reinigungseffekt zu verbessern, wird der Aufschlußlösung nach dem A-Kohlezusatz noch Natriumperoxid in einer Menge von 0,5 g/l zugesetzt (20 g Na2O2). Als alternative Verfahrensweise können anstelle von Natriumperoxid auch 10 ml Wasserstoffperoxidlösung (35%ige) pro Liter Wasserglas, vorzugsweise nach der Filtration, zugesetzt werden.
Die Herstellung eines Molekularsiebs mit Faujasit-Struklur vom Typ Y wird wie nachfolgend beschrieben durchgeführt:
In einem gummierten 100-Liter-Behälter mit Abdekkung, Doppelmantel für Flüssigkeitsbeheizung, Rührwerk und Bodenauslaufventil versehen, werden aus 10 Ltr. einer Natriumaluminatlösung (204 g ΑΙτΟτ/Ltr.;
210,8g Na2O; d = l,36g/ml) und 31,5 Ltr. der Wasserglaslösung bei Raumtemperatur ein amorphes Gel gebildet. Nach der Homogenisierung des amorphen Gels durch Rühren wird auf 85° C erhitzt und bei dieser Temperatur 24 Stunden lang ohne Rühren die Reaktionsmischung (SiU2 : Al2O3 =6,0; Na2O : SiO2 = 0,5; H2O : Na2O = 37) zum Kristallisieren gebracht. Der ausgewaschene, getrocknete und aktivierte Zeolith zeigt eine Wasseraufnahme von 32 g/100 g (bei 25° C, 10 Torr) war nach seiner Röntgenanalyse ein reiner Faujasit vom Typ Y. Er besitzt einen Weißgrad nach Berger bei 460 ηΐμ von 92%.
Beispiel 2
Es wird zurückgegriffen auf eine gereinigte Wasser- '5 glaslösung mit hohem Modul, die gemäß Vorschrift des Beispiels 1 hergestellt wurde. In dem vorstehend beschriebenen Reaktionsgefaß mit 100 1 Inhalt werden 26,3 Ltr einer Natriumaluminatlösung (194 g AI2O3/ Ltr. 196 g Na2O/Ltr., Dichte 1,34 g/ml vorgelegt. Diese Lösung wird darauf unter ständigem Rühren bei Raumtemperatur mit 78,6 Ltr. der durch Aufschluß gewonnenen, sorgfältig gereinigten Natriumsilikatlösung (229 g SiO2/Ltr. 49,6 g Na2O/l; Modul = SiO2 : Na2O = 4,77 : 1, D = 1,23 g/ml) versetzt. Das gebildete Gel wird unter fortgesetztem Rühren in drei Stunden auf 900C aufgeheizt. Danach werden Heizung und Rührer abgeschaltet und die Reaktionsmischung (SiO2 : Al2O3 = 6; Na2O : SiO2 = 0,49; H2O : Na2O = 38) sich selbst überlassen. Die Temperatur sinkt dabei auf etwa 70-75° C ab. Des weiteren wird mehrmals mit Wasser dekantiert und der Kristallbrei über eine Filterpresse von der Mutterlauge abgetrennt und ausgewaschen. Daraufhin erfolgt dann die Trocknung des Molekularsiebs.
Die Röntgenanalyse weist den Zeolithen als einen Faujasit vom Typ Y aus. Der aktivierte Zeolith besitzt bei 25° C und 10 Torr eine Wasser-Adsorptionskapazität von 32,5 g/100 g. Der Weißgrad nach Berger bei 460 ΐτίμ liegt für diese Substanz bei 91 %.
Tabelle
Energiebedarf, Vergleich von Schmelz- und Naßverfahren
A = Schmelz- oder Wannenverfahren aus Sand und Soda mit anschließender Herstellung des zeolithischen Molekularsiebs des Typs Y
B = Naßaufschlußverfahren aus FeSi-Flugstaub und Natronlauge mit anschließender Herstellung des zeolithischen Molekularsiebs des Typs Y
Verfahrensvariante
Energiebedarf für Flüssigwasserglas
kcal/kg SiO2 in Flüssigglas 1310 (28%) 412 (11,0%)
Energiebedarf für zeolithisches Molekularsieb des Typs Y
kcal/kg zeolithisches Molekularsieb des Typs Y*) 3300 (72%) 3300 (89%)
Gesamtenergiebedarf**)
kcal/kg zeolithisches Molekularsieb des Typs Y *)
(100%)
3712
(100 %)
*) Zeolith A. berechnet aufgetrocknete Substanz 100%ig als sprühgetrocknetes Pulver mit 20% H2O ··) Energiebedarf beim erfindungsgemäßen Verfahren B um 21% niedriger als beim konventionellen Verfahren A.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Aufbereitung von Siliciumdioxid enthaltenden Abfallflugstäuben aus der Siliciummetall- und Siliciumlegierungs-Herstellung zu Natriumaluminiumsilikaten durch Auflösung der Flugstäube in Alkalimetallhydroxidlösung unter Bildung von Alkalimetallsilikatlösung mit einem Modul von SiO2 zu Me2O von 4,0 : 1 bis 5,0 :1 bei Temperaturen von 60-11O0C, Reinigen der so erhaltenen Alkalimetallsilikatlösung von organischen Bestandteilen durch Behandlung mit Aktivkohle und/oder Oxydationsmitteln und Abtrennen des nicht aufschließbaren Rückstandes von der Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eines kristallinen zeolithischen Molekularsiebs des Typs Y eine vorgelegte Alkalimetallaluminatlösung mit der verdünnten, gereinigten, Alkalimetallsilikatlösung bei Raumtemperatur versetzt und anschließend die Reaktionsmischung mit einem Molverhältnis von SiO2 zu Al2O3 von 4 bis 7, von Na2O zu SiO2 von 0,4 bis 0,7 und von H2O zu Na2O von 30 bis 50 unter Rühren bei 75 -100° C während 8 bis 48 Stunden kristallisiert wird, daß das Molekularsieb anschließend filtriert, gewaschen und getrocknet wird und daß die anfallende verdünnte alkalimetallhydroxidhaltige Mutterlauge der Molekularsieb-Kristallisation mit 45-50%iger Natronlauge vermischt und in den Aufschlußprozeß zur Gewinnung von Alkalimetallsilikatlösung zurückgeführt wird oder daß in der anfallenden, verdünnten, alkalimetallhydroxidhaltigen Mutterlauge festes Natriumsilikat mit einem Modul von SiO2 zu Na2O von 3,3 zu 1 aufgelöst und diese dann in den Aufschlußprozeß zur Gewinnung von Alkalimetallsilikatlösung zurückgeführt wird.
    40
    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung und Verwertung von Siliziumdioxid enthaltenden Abfall-Flugstäuben aus der Herstellung von Siliziummetall und Siliziumlegierungen zu kristallinem zeolithischen Molekularsieb von Typ Y mit Faujasit-Struktur.
    Zur Herstellung von Alkalisilikaten, deren wäßrige Lösungen auch in Kombination mit Natriumaluminat und Natronlauge durch besondere Fällmethoden zur Gewinnung von Zeolithen Einsatz finden, sind verschiedene Verfahren bekannt:
    Beim Schmelzverfahren, welches heute überwiegend praktiziert wird, wird Siliziumdioxid (Quarz) mit Soda in der Schmelze bei hohen Temperaturen umgesetzt. Dieses Schmelzverfahren weist den Nachteil auf, daß zu seiner Durchführung ein erheblicher Energieeinsatz erforderlich ist. Zudem ist das Schmelzverfahren apparativ aufwendig und daher investitionsintensiv. Wegen der hohen Betriebstemperaturen sind Schmelzwannen, Ofendach und Rekuperatoren einem hohen Verschleiß ausgesetzt. Das Schmelzverfahren ist zudem durch eine besonders sorgfältige Auswahl des eingesetzten Quarzsandes. insbesondere im Hinblick auf den Eisen- und b5 Aluminiumoxidgehalt gekennzeichnet (Uli mann's Enzyklopädie der technischen Chemie 15. Band. 3. Auflage". S. 732).
    Bei dem weiterhin bekannten, nassen Aufschlußverfahren ist die Umsetzung schwer quantitativ durchzuführen, da bei Verwendung von Natursand dieser nur relativ langsam und unvollständig reagiert. Nach diesem nassen Aufschlußverfahren kann nur diskontinuierlich im Autoklaven und somit arbeits- und energieintensiv gearbeitet werden. Das ausgetragene Wasserglas ist verdünnt und führt beim Transport zu erhöhten Küsten (Ullmann's Enzyklopädie der technischen Chemie 15. Band, 3. Auflage, Seite 736).
    Zur teilweisen Vermeidung der vorgenannten Nachteile werden als Ausgangsmaterial zur Herstillung von Alkalisilikat in Japan natürlich vollkommende Vulkansande verwendet.
    Man hat auch schon vorgeschlagen, für die Herstellung besonders reiner Alkalisilikate - insbesondere für wissenschaftliche Zwecke - pyrogen gewonnene, chemisch hochreine, amorphe Kieselsäuren als Ausgangsprodukt zu verwenden (Ullmann's Enzyklopädie der technischen Chemie 15. Band, 3. Auflage, Seite 735). Diese Herstellmethode hat jedoch den Nachteil, daß infolge der hohen Kosten des Ausgangsmaterials die gewonnene Alkalisilikatlösung nur für Spezialzwecke, nicht jedoch auf technologisch breiter Basis eingesetzt werden kann.
    Zur Gewinnung von Wasserglaslösungen aus industriellen Abfallprodukten ist man auch schon davon ausgegangen, Abfallkieselsäuren, wie sie bei der Herstellung von NUjAlF6, AlF3, NaF und HF aus der aus dem Rohphosphatprozeß stammenden Hexafluorkieselsäure - H2SiF6 - anfallen, zu verarbeiten (DE-PS 22 19 503). Es wird jedoch nur ein Wasserglas mit begrenzter Stabilität erhalten, da die nicht vollkommen entfernbaren Fluoridionen die Polymerisation der Wasserglaslösungen katalysieren. Zudem stört der Gehalt an giftigem Fluorid bei der weiteren Verarbeitung dieses Materials.
    Neuerdings hat man versucht, andere hochkieselsäurehaltige Abfallprodukte zu Wasserglas zu verarbeiten: So entstehen bei der Gewinnung von Siliziumcarbid, welches im Elektroofen durch metallurgische Verfahren hergestellt wird, als Reaktionsprodukte eine große Menge feuchter Gase, die anfangs Siliziummonoxid enthalten, das dann bei Zutritt von Luftsauerstoff zu hochdispersem Siliziumdioxid oxidiert wird. Zusätzlich dazu enthalten die Reaktionsgase auch feste Verunreinigungen, die zusammen mit dem Siliziumdioxid in erheblichen Mengen als Flugstaub aus den Abgasen abgetrennt werden. Der anfallende Flugstaub besitzt einen hohen Gehalt an amorphem SiO2. Als Verunreinigungen finden sich neben anderen Oxiden wie Fe2O3, AI2O3, MgO und CaO auch der als Reduktionsmittel in Form von Graphit in den Elektroden verwendete Kohlenstoff. Er gelangt in feinverteilter Form in das Abgas und gibt dem Flugstaub eine schwarzgraue Färbung. Ferner enthalten die Abscheidungsprodukte aus der Umsetzung von Quarz mit z. B. Ölkoks herrührende Verunreinigungen. Des weiteren sind auch noch die aus dem als Bindemittel im Elektrodenmaterial verwendeten Steinkohleteer oder Dextrinen durch thermische Zersetzung gebildeten organischen Substanzen, welche als Crackprodukte in das SiO2-haltige Abgas gelangen, im Flugstaub enthalten. Diese Substanzen werden von der extrem (einteiligen Kieselsäure des Abfallstaubes fest adsorbiert.
    Der Abfall-Flugstaub fällt auch bei der Herstellung von Siliciumeisenlegierungen in beträchtlichen Mengen an. So entstehen bei der reduzierten Herstellung
DE2651446A 1976-11-11 1976-11-11 Verfahren zur Aufbereitung von Siliziumdioxid enthaltenden Abfallflugstäuben zu kristallinem zeolithischen Molekularsieb vom Typ Y mit Faujasit Struktur Expired DE2651446C2 (de)

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