DE2659171C3 - Stabile kolloidale Suspension zur Trennung von Teilchen nach der Dichte - Google Patents

Stabile kolloidale Suspension zur Trennung von Teilchen nach der Dichte

Info

Publication number
DE2659171C3
DE2659171C3 DE2659171A DE2659171A DE2659171C3 DE 2659171 C3 DE2659171 C3 DE 2659171C3 DE 2659171 A DE2659171 A DE 2659171A DE 2659171 A DE2659171 A DE 2659171A DE 2659171 C3 DE2659171 C3 DE 2659171C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wax
weight
percent
stable colloidal
stable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2659171A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2659171B2 (de
DE2659171A1 (de
Inventor
Jean Josephine Bronx N.Y. Sudol (V.St.A.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Union Carbide Corp
Original Assignee
Union Carbide Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Publication of DE2659171A1 publication Critical patent/DE2659171A1/de
Publication of DE2659171B2 publication Critical patent/DE2659171B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2659171C3 publication Critical patent/DE2659171C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/44—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00—Magnetic separation
    • B03C1/32—Magnetic separation acting on the medium containing the substance being separated, e.g. magneto-gravimetric-, magnetohydrostatic-, or magnetohydrodynamic separation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L91/00—Compositions of oils, fats or waxes; Compositions of derivatives thereof
    • C08L91/06—Waxes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L91/00—Compositions of oils, fats or waxes; Compositions of derivatives thereof
    • C08L91/06—Waxes
    • C08L91/08—Mineral waxes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein Mittel, die zur Trennung vor Teilchen unterschiedlicher Dichte brauchbar sind. Insbesondere betrifft die Erfindung neue Mittel, die aus stabilen kolloidalen Suspensionen von superparamagnetischen Teilchen in Wachsgemischen bestehen und die zur Verwendung bei magnetischen Trennverfahren geeignet sind.
Das Prinzip, das erst in jüngerer Zeit bei Trennverfahren auf Grund der Dichte unter Verwendung von superparamagnetischen fließenden Medien angewendet worden ist, ist seit vielen Jahren aufgeklärt. Ganz allgemein erfolgen diese Verfahren durch Einführen eines Gemisches von festen Teilchen mindestens zweier Substanzen mit unterschiedlichen Dichten in ein fließendes Medium mit superparamagnetischen Eigenschaften und Anlegen eines inhomogenen magnetischen Feldes an das System. Obwohl unier ilciVi Einfluß des magnetischen Feldes das magnetische fließende Medium eine Anzahl von für übliche flüssige Medien nicht charakteristische Verhaltenspunkte zeigt, ist die auffallendste Wirkung, insofern das Trennverfahren auf Grund unterschiedlicher Dichte betrachtet wird, der zusätzliche ungleichmäßige Druck äquivalent zur magnetischen Energiedichte, der in dem flüssigen Medium hervorgerufen wird. Dieser Druck übt auf die eingebrachten Teilchen eine resultierende Kraft, unabhängig von der Dichte der Teilchen, aus, die die gleiche
ίο Richtung als Gradient der Größe des angelegten Magnetfeldes hat Bei Anlegen des Magnetfeldes in einer solchen Weise, daß die Kraft auf die Teilchen entgegengesetzt zur Schwerkraft wirkt, kann ein statischer Auftrieb bei diesen Teilchen hervorgerufen werden, der direkt zu ihrer Dichte in Beziehung steht Von den im Magnetfeld angeordneten Teilchen können daher solche mit höherer Dichte zum »Sinken« und solche mit geringerer Dichte zum »Aufschwimmen« gebracht werden. Wenn die Teilchen einmal in der
Flüssigkeit kraft ihrer Dichtewerte getrennt worden
sind, kann eine Vielzahl von mechanischen Mitteln angewendet werden, um die verschiedenen getrennten
Anteile der Teilchen aus dem System zu isolieren. Die Trennung der vermischten Teilchen auf die Basis
2) ihrer entsprechenden Dichte durch magnetisches Schweben ist vor kurzer Zeit unter Verwendung einer stabilen kolloidalen Suspension von superparamagnetischen Teilchen als magnetisches flüssiges Medium in einem flüssigen Medium, wie Kerosin, Xylol, Siliconöl, Fluorkohlenwasserstoff, organischen Estern oder Wasser vorgeschlagen worden. Ein derartiges Verfahren ist in der US-PS 34 88 531 beschrieben worden. Superparamagnetische Stoffe werden in einem Magnetfeld in hohem Maße magnetisierbar, doch behalten sie ihren Magnetismus nicht bei, wenn das Feld entfernt wird. Demgemäß tritt keine Hystereseschleife bei den Magnetisierungskurven auf. Die am meisten gebräuchlichen superparamagnetischen Stoffe sind Eisen, Eisenoxid Fe3Ü4 (Magnetit), Kobalt und Nickel. Außerdem können einige Verbindungen der seltenen Erdmetalle, bestimmte Legierungen von Platin und Rhenium sowie wäßrige Lösungen von Mangan(II)-Salzen als superparamagnetische Stoffe eingestuft werden. Von diesen bekannten Stoffen dieser Klasse hat Eisen bei weitem das höchste magnetische Aufnahmevermögen.
Nicht zum Stand der Technik gehört ein Verfahren zum Trennen von Teilchen nach ihrer Dichte, bei dem ferromagnetische Medien eingesetzt werden, die in einfacher Weise aus dem flüssigen in einen »festen« Zustand übergehen. Wenn das ferromagnetische Medium in einer flüssigen Phase vorliegt, können darin eingetragene nichtkolloidale Teilchen durch magnetisches Schweben in getrennte Zonen des Mediums auf Grund ihrer entsprechenden Dichte aufgetrennt wer den. Bei einer Verfestigung des Mediums werden die aufgetrennten Teilchen in ihren entsprechenden Zonen gehalten, da die Teilchen in dem festen System nicht mehr diffundieren können. Das feste Medium kann dann durch die verschiedensten mechanischen Mittel in
bo Anteile unterteilt werden, die die gewünschte Fraktion an abgetrennten Teilchen enthalten. Die Teilchen können dann daraus isoliert werden, nachdem das Medium wieder in die flüssige Phase überführt worden ist.
b5 Bei dem vorgenannten Verfahren ist jedoch festgestellt worden, daß übliche Wachsgemische, wie Paraffinwachse, dazu neigen, eine Phasentrennung der ursprünglichen kolloidalen Suspension der ferromagneti-
25
30
sehen Teilchen nach einer Anzahl von Gefrier-Auftau-Zyklen zu erleiden. Es ist deshalb vorteilhaft, bei diesem Verfahren ein magnetisches Wachsgemisch zu verwenden, das gegenüber einer solchen Phasenauftrennung in hohem Maße stabil ist und demzufolge Kosten vermeidet, die bei einer Herstellung frischer Medien und/oder bei der Regenerierung der teilweise erschöpften Medien auftreten.
Aufgabe vorliegender Erfindung war es daher, stabile superparamagnetische, Wachs enthaltende Mittel zur Verfugung zu stellen, die zur Verwendung in Teilchentrennprozessen mittels magnetischen Schwebens geeignet sind, wobei die Wachszusammensetzung als magnetisches Medium dient und zyklische Phasenänderungen von fest zu flüssig durchmacht
Die Erfindung löst diese Aufgabe.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist demzufolge eine stabile kolloidale Suspension, bestehend aus
a) mindestens 10 Gewichtsprozent eines Gemisches aus 10 bis 90 Gewichtsprozent eines aliphatischen Kohlenwasserstoff-Wachses und 90 bis 10 Gewichtsprozent eines Wachses mit Sauerstoffatomen im Molekül, bezogen auf den Gesamtwachsgehalt im Mittel, enthaltend
b) 1 bis 70 Gewichtsprozent einer kolloidalen Dispersion eines superparamagnetischen Stoffes, bezogen auf das Gewicht des Gesamtmittels, und
c) 1 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Gesamtmittels, mindestens einer grenzflächenaktiven anionischen, kationischen und/oder nichtionischen Verbindung, die in dem Wachsgemisch zumindest teilweise solvatisierbar ist.
Der in vorliegender Erfindung verwendete Ausdruck »aliphatische Kohlenwasserstoffwachse« bezeichnet J5 Wachse mineralischen oder synthetischen Ursprung oder aus Erdöl, die sämtlich durch ihren vorherrschenden Gehalt an paraffinischen Kohlenwasserstoffen mit Molekulargewichten von über etwa 190 charakterisiert sind. Die gebräuchlichsten und leicht zur Verfügung stehenden Wachse sind die üblichen Paraffinwachse, die aus der Erdölraffination stammen, doch sind auch Ceresin und Ozokerit, Wachse mineralischen Ursprungs ebenfalls leicht erhältlich und zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Mitteln geeignet Ferner sind synthetische Polyäthylenwachse brauchbar.
Der in vorliegender Erfindung verwendete Ausdruck »Wachse mit Sauerstoffatomen im Molekül« bezeichnet hauptsächlich Wachse von Tieren, Insekten oder Pflanzen. Derartige Wachse zeichnen sich durch einen vornehmlichen Gehalt an hochmolekularen Säuren, Alkoholen und nicht glyceridartig gebundenen Estern langkettiger organischer Säuren aus. Beispiele üblicher Wachssäuren sind Cerotin-, Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Polymetin- und Melissinsäure. Beispiele von Alkoholen, die sowohl als freie Alkohole als auch gebunden in Estern der vorgenannten Säuren vorliegen können, sind Cetyl-, Ceryl-, Stearyl- und Myricylalkohol (Meslissyl-Alkohol). Bedeutsame Wachse mit Sauerstoffatomen im Molekül sind Bienenwachs, Carnaubawachs, Ouricury- bo wachs, Palmwachs, Raffiawachs, Japanwachs, Espartowachs, Myrtenwachs und Walrat. Synthetische Wachse mit Sauerstoffatomen im Molekül, die zahlreiche Eigenschaften der in der Natur vorkommenden entsprechenden Verbindungen zeigen, sind beispielsweise veresterte Produkte von Polyäthylenglykolen oder Sorbit mit Stearinsäure und auch die Reaktionsprodukte von Maleinsäureanhydrid und Polyäthylen.
Der in dem Wachsmedium kolloidal dispergierte besondere superparamagnetische Stoff ist kein kritischer Faktor. Vorzugsweise werden Stoffe mit der höchsten magnetischen Suszeptibilität verwendet, wie Eisen, Magnetit, Kobalt oder Nickel, so daß die Sättigungsmagnetisierung des Mittels nach vorliegender Erfindung mindestens 10 Gauß beträgt, wenn der superparamagneiische Stoff 70 Gewichtsprozent bei dem Mittel ausmacht Wenn Eisen oder Magnetit als superparamagnetischer kolloidaler Stoff in Mengen von 1 bis 70 Gewichtsprozent verwendet werden, liegt die Sättigungsmagnetisierung des ferrromagnetischen Wachsmittels im Bereich von 10 bis 700 Gauß, vorzugsweise im Bereich von 50 bis 400 Gauß.
Die Größe der kolloidalen Teilchen kann zwischen 3 nm bis 3 μΐη liegen. Bei den in der Praxis verwendeten Mitteln tritt eine Verteilung der Teilchengröße auf. Der am meisten bevorzugte Bereich zeigt im Durchschnitt Größenordnungen von 5 bis 15 nm, wobei der am meisten bevorzugte Bereich durchschnittlich 10 nm aufweist
Da die superpara^iagnetischen Stoffe anorganische Substanzen sind, sind sie polarer als die Kohlenwasserstoffwachse oder die Wachse mit Sauerstoffatomen im Molekül. Von größerer Bedeutung ist vielleicht, wenn die in kolloidaler Form vorliegenden superparamagnetischen Stoffe große Oberflächenbereiche und sekundäre Bindekräfte besitzen, die zu einer Agglomeration des Kolloids führen würden, ausgenommen der Bindekräfte für die Anwesenheit von Stabilisierungs- oder Dispergiermitteln, die an der Oberfläche des kolloidalen Eisens, Magnetits, Kobalts, Nickel oder eines anderen superparamagnetischen Stoffes adsorbiert sind. Charakteristischerweise hat die an das Kolloid adsorbierte grenzflächenaktive Verbindung den polaren Teil in unmittelbarer Berührung mit der polaren Oberfläche, während der nichtpolare Anteil für eine Solvatisierung durch die kontinuierliche organische Phase verfügbar ist. Das Stabilisierungs- oder Dispergiermittel hilft daher, eine Agglomeration der kolloidalen Teilchen über ihre eigentliche Selbstanziehung zu verhindern sowie Solvatisierungsstellen zu schaffen.
Die im einzelnen eingesetzten grenzflächenaktiven Verbindungen — auch Dispergiermittel genannt — sind kein kritischer Faktor. Um ihre Funktion zur Bildung von monomolekularen Schichten oder dünnen Schichten der Grenzfläche der Phasen unterschiedlicher Polarität zu erfüllen, besitzen diese Verbindungen einmal polare und hydrophile und zum anderen nichtpolare und oleophile Teile in ihrem Molekül. Grenzflächenaktive Verbindungen können in drei Gruppen eingeteilt werden, je nachdem, ob ihre polare Gruppe positiv geladen, negativ oder ungeladen ist. Diejenigen Verbindungen, die positiv geladen sind, werden kationische Verbindungen genannt, und diese Klasse kann veranschaulicht werden durch organisch substituierte Ammoniumsalze, wie Benzyl-trimethylammoniumchlorid. Diejenigen Verbindungen, die negativ geladen sind, werden als anionische Verbindungen bezeichnet, und diese Klasse kann durch Salze organischer Fettsäuren (Seifen), Organosulfosuccinate, sulfonierte Alkylaryl-Verbindungen (Waschmittel), alkylierte Phenole, Fettsäuren selbst und Salze der Schwefelsäure oder der Phosphorsäure erläutert werden. Die ungeladenen Verbindungen werden als nichtionische Verbindungen bezeichnet, und diese Klasse wird gewöhnlich gebildet von Reaktionsprodukten von Äthylenoxid, wie alkylierten äthoxyüerten
Phenolen, äthoxylierten Mercaptanen, äthoxylierten Zuckern und äthoxylierten Äthern. Diese Typen von Verbindungen, die zumindest teilweise in den Wachsgemischen solvatisierbar sind, können als Dispergiermittel bei der Herstellung der superparamagnetischen Wachsmittel vorliegender Erfindung eingesetzt werden.
Gewöhnlich in magnetischen flüssigen Medien und auch in den erfindungsgemäßen Mitteln ist ölsäure besonders bevorzugt Äthoxylierte Alkylphynole sind ebenfalls besonder gute Dispergiermittel. Die größtmögliche Menge an der verwendeten grenzflächenaktiven Verbindung hängt teilweise von der durchschnittlichen Teilchengröße der in dem Wachsmedium suspendierten kolloidalen Teilchen ab, da im allgemeinen mehr Dispergiermittel erforderlich ist für Kolloide mit einem hohen Oberflächenbereich als für Kolloide mit einem niedrigen Oberflächenbereich. Im allgemeinen können 1 bis 20 Gewichtsprozent grenzflächenaktive Verbindung eingesetzt werden, bezogen auf das Gericht des Gesamtmittels, wobei 2 bis 15 Gewichtsprozent bevorzugt sind. Besonders bevorzugt ist es, die grenzflächenaktiven Verbindungen gewichtsmäßig in einer Menge von Vs bis '/3 zum Gewicht des vorliegenden kolloidalen superparamagnetischen Stoffes bis zu einem Höchstwert von 20 Gewichtsprozent zu verwenden, wie es vorstehend beschrieben worden ist
Gewünschtenfalls können die magnetischen fließenden Medien nach vorliegender Erfindung auch Zusätze, wie Antioxidantien, enthalten, die zur Stabilisierung anderer Bestandteile vor einem oxidativen Abbau bei 3« erhöhten Temperaturen dienen. Es ist gefunden worden, daß zu diesem Zweck 0,05 bis 0,2 Gewichtsprozent üblicher Antioxidantien, wie Trockenmittel auf Metallsalzbasis, Schwefel enthaltende Verbindungen, Aminoverbindungen, Hydroäther, Phenole, Benzoin und Zitronensäure, eingesetzt werden können. Auch Silicagel ist in dieser Hinsicht wirksam. Beispiele anderer Zusätze sind Farbstoffe, Weichmacher und dergleichen.
Durch eine geeignete Auswahl des Wachses mit Sauerstoffatomen im Molekül und des Kohlenwasser-Stoffwachses hat man Mittel mit verhältnismäßig scharfen Schmelzpunkten oder Schmelzbereichen erhalten, wobei Schmelzpunkte oberhalb 400C und unter 1500C, vorzugsweise von 50 bis 65° C bevorzugt sind. Es ist vorteilhaft, daß der Schmelzbereich, d.h. der Temperaturbereich, innerhalb dessen der Übergang von fest zu flüssig vollständig ist, etwa 3 bis etwa 10°C beträgt.
Es gibt zahlreiche Wege zur Herstellung der neuen ferromagnetischen Mittel der vorliegenden Erfindung. Einmal kann man kolloidale Magnetite in einem wäßrigen Medium durch Peptisierung aus löslichen Eisensalzen in Gegenwart eines Dispergiermittels und Auswaschen der wasserlöslichen Verunreinigungen herstellen und diesen kolloidalen Magnetit dann unmittelbar dem geschmolzenen Wachs zusetzen. Nach einem anderen Weg kann man die Peptisierungsmethode anwenden, um eine gewöhnliche magnetische Flüssigkeit durch Zugeben einer organischen Flüssigkeit, wie Kerosin, Xylol oder Toluol, zu der Peptisie- e>o rungsreaktion herstellen. Die niedrige Viskosität der organischen Flüssigkeit gestattet eine sauberere Trennung zwischen der wäßrigen Schicht und der organischen Schicht. Nach einem anschließenden Koagulieren des kolloidalen magnetischen Gummis mittels einer b5 mischbaren polaren Flüssigkeit, wie Aceton, und nach Waschen mit zusätzlichem Aceton und anschließendem Trocknen, erhält man ein reineres magnetisches Kolloid als Zusatz zu geschmolzenem Wachs. Ein weiterer allgemeiner Weg zur Herstellung besteht darin, daß man eine magnetische Flüssigkeit, die auf einer vergleichsweise niedrig siedenden organischen Flüssigkeit, vie Toluol oder Xylol, beruht, zu einem geschmolzenen Wachs zugibt und danach die organische Flüssigkeit abdampft Man kann auch eine magnetische Flüssigkeit herstellen, die auf einer vergleichsweise hochsiedenden Flüssigkeit, wie Kerosin, beruht, diese dann zu einem geschmolzenen Wachs geben und das Mittel bei den Gefrier-ZSchmelz-Zyklen verwenden, wobei das restliche Kerosin in dem Mittel als Weichmacher belassen wird. Es wird bier nachdrücklich betont daß die Herstellung eines ferromagnetischen Wachsmittels aus einer ferromagnetischen Flüssigkeit mit einem Gehalt an einem hochsiedenden Lösungsmittel, wie Kerosin, durch Zugabe von geschmolzenem Wachs oder von geschmolzenen Wachsgemischen ein permanent weichgestelltes Wachs liefert, aus dem das hochsiedende Lösungsmittel weder bei der Herstellung noch bei Anwendung entfernt wird. Keinerlei Folgewirkungen ergeben sich aus der Tatsache, daß ferromagnetische FesWFlüssig-Mittel dadurch weichgestellt werden. Schließlich kann man Magnetit mehrere Tage oder Wochen in Gegenwart eines Dispergiermittels verwahren und dann das Kolloid mit Wachs vermischen.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
a) Herstellung der ferromagnetischen Flüssigkeit
durch Peptisierung
In 1000 ml Wasser werden 258 g Eisen(lII)-chloridhexahydrat und 108,5 g Eisen(Il)-chlorid-tetrahydrat unter Rühren mittels eines Glasstabes (nicht magnetisch) gelöst. Getrennt davon werden 350 ml Ammoniak mit 350 ml Wasser verdünnt und dann über einen Zeitraum von 75 Sekunden zu der Eisensalzlösung gegeben. Unter kontinuierlichem Rühren erhitzt man das kolloidale Magnetit auf 900C Getrennt hiervon fügt man 40 ml ölsäure zu 460 ml Kerosin hinzu und erhitzt das Gemisch ebenfalls auf 9O0C. Wenn sowohl die ammoniakalische Magnetitlösung als auch organische Lösung eine Temperatur über 900C aufweisen, werden sie miteinander vermischt und 15 Minuten gerührt. Die obere organische Schicht wird abgezogen. Man erhält eine stabile ferromagnetische Flüssigkeit mit einer Sättigungsmagnetisierung von 252 Gauß, einer Dichte von 1,038 g/ml und einer Viskosität vor. 4,3 cps. Bei einem Laboratoriumselektromagneten von 165 Oe/cm hat der magnetische Gradient eine gemessene Schwebedichte von 438 g/ml.
b) Herstellung eines stabilen ferromagnetischen
Wachses durch die Lösungsmittel-Technik
Unter Anwendung der Peptisierungstechnik nach (a) wird eine magnetische Flüssigkeit von 250 Gauß Sättigungsmagnetisierung mit einem Gehalt von 67 Gewichtsprozent Kerosin, 25 Gewichtsprozent Magnetit und 8 Gewichtsprozent ölsäure hergestellt. Zu einer Probe von 225 g dieses Produktes werden 150 ml Aceton unter Rühren zugefügt Dann Iä3t man den kolloidalen Magnetit agglomerieren. Die agglomerierte Masse des Niederschlages wird mittels eines Laboratoriumsmagneten am Boden des Becherglases gehalten, während das Kerosin imr1 das Aceton abgegossen
werden. Dann wird der Niederschlag zweimal mit je 50 ml Aceton gewaschen, das in der gleichen Weise unter Festhalten der Aufschlämmung abgegossen wird. Die Aufschlämmung wird dann 10 Minuten mit 1100 U/min trockenzentrifugiert. Dann wird ein vorgeschmolzenes Gemisch von 360 g Paraffinwachs und 90 g weißem Bienenwachs U.S.P. zugeben, und das Ganze wird zum Entfernen des restlichen Acetons auf etwa 65° C erwärmt. Dieser ferromagnetische Feststoff hat einen Schmelzbereich von 50 bis 60° C und eine Sättigungsmagnetisierung von 80 Gauß.
c) In der gleichen Weise wie in (a) werden 516 g Eisen(HI)-chlorid-/hexahydrat und 217 g Eisen(I I)-ChIorid-tetrahydrat in 1500 ml Wasser gelöst und filtriert. Anschließend werden unter Rühren 600 ml Ammoniak
■ι zugefügt. Während die Lösung erhitzt wird, werden gesondert 440 ml geschmolzenes Paraffinwachs und 60 ml ölsäure erwärmt. Wenn beide Lösungen eine Temperatur von 90° C erreicht haben, werden sie miteinander vermischt und 30 Minuten auf 90° C
ίο gehalten. Die organische Schicht ist ein instabiles ferromagnetisches Coagulum.
Beispiel 2
Herstellung ferromagnetischer Wachsmittel und Untersuchung auf ihre Stabilität
Es werden zahlreiche unterschiedliche Wachse und Wachsgemische zur Herstellung von Ferrowachsmitteln nach der Peptisierungstechnik eingesetzt. Die 12 Wachsgemische der nachstehenden Tabelle I werden durch einfaches Schmelzen der beiden Wachse in einem Becherglas, Kühlen in einer Pfanne aus feuerfestem Glas und nachfolgendem Wideraufschmelzen in Gegenwart von kolloidalem Magnetit hergestellt. Das kolloidale Magnetit wird nach der Methode (a) des Beispiels 1 erhalten. Der kolloidale Magnetit wird durch Zugabe von 750 ml Aceton zu 250 ml ferromagnetische Flüssigkeit ausgefällt, welch letztere nach der Methode (a) des Beispiels 1 hergestellt worden ist. Diese ferromagnetische Flüssigkeit hat ein Sättigungsmagnetisierung von 340 Gauß. Nach Ausfällung mit Aceton wird die agglomerierte feste Masse mit 200 ml Aceton gewaschen und dann 10 Minuten bei 1100 U/Min zentrifugiert, um sie zu trocknen. Das Wachsgemisch und der Magnetit werden in einem Becherglas auf einer Heizplatte vereinigt und bei etwa 80° C kräftig miteinander verrührt. Die Stabilität eines jeden mit »stabil« bezeichneten ferromagnetischen Wachses wird
Tabelle I
mittels mindestens 15 Flüssig-/Fest-Zyklen in einem magnetischen Feld, das mittels eines »Alnico«-Permanentmagneten erzeugt worden ist, gemessen, ohne daQ irgendeine Phasenauftrennung oder Verschlechterung aufgetreten ist. Jene Mittel, die mit »instabil« bezeichne! werden, zeigen eine Phasenauftrennung nach dem ersten oder zweiten Flüssig-/Fest-Zyklus. Am Ende dieser 12 Untersuchungen wird ein Teil jedes ferromagnetischen Mittels mit der gleichen Menge seines eigenen Wachsgemisches verdünnt, wodurch dei Prozentgehalt an Magnetit und seine Sättigungsmagne tisierung auf die Hälfte herabgesetzt werden, beispielsweise von etwa 200 auf etwa 100 Gauß. Dann wird die Stabilitätsprüfung wiederholt, wobei genau die gleicher
jo Ergebnisse erhalten worden sind: Die mit »stabil« gekennzeichneten Wachsgemische widerstehen wiederum 15 zusätzlichen Schmelz-/Abkühl-Zyklen ohn« Auftrennung, während die mit »instabil« bezeichneter Wachsgemische sich wiederum beim Vermischen odei innerhalb ein oder zwei FIüssig-/Fest-Zyklen auftren nen.
Gemisch Wachsbestandteile und Gewichtsverhältnisse
Gewicht Kolloidaler Ergebnis des Wachs- Magnetit
gemisches
(g)
(g)
a Carnauba-Wachs Nr. 1, gelb 1 22,5 30 stabil
Paraffin (mittlerer Grad, halbraffiniert) 1
b Carnauba-Wachs Nr. 1, gelb 1 22,8 30 stabil
Paraffin 3
C Carnauba-Wachs Nr. 3, aus nördlicher Region 1 22,8 30 stabil
Paraffin 1
d Carnauba-Wachs Nr. 3, aus nördlicher Region 1 23 30 stabil
Paraffin 3 +
e »Cardis Nr. 319-Ester«, Verseifungszahl 65—70 1 22,5 21 stabil
Paraffin 1
C »Cardis Nr. 319-Ester« mit Petroleum modifiziert 1 223 21 stabil
Paraffin 3
g »Zeco 63-316«, mikrokristalline .Kohlenwasserstoffe 1 223 21 instabil
(Ceresin)
Paraffin 3
h »Zeco 63-316«, mikrokristallines Ceresin 1 223 21 instabil
Paraffin 1
i Synthetisches Wachs »Hoechst OP-27«, partiell 1 21,2 20,7 stabil
verseifter Ester
Paraffin 1
j Synthetisches Wachs »Hoechst OP-27«, partiell 1 223 21 stabil
verseifter Ester
Paraffin 3
Fortsetzung
Gemisch Wachsbestandteile und Gewichtsverhältnisse Gewicht Kolloidaler Ergebnis des Wachs- Magnetit gemisches
»Petrolite P-25«, verzweigte, mikrokristalline hochmolekulare Kohlenwasserstoffe
Paraffin
»Petrolite P-25«, verzweigte mikrokristalline hochmolekulare Kohlenwasserstoffe
Paraffin
(g)
(g)
22,5
12,9
20,8
12
instabil
instabil
Beispiel
Es wird eine Anzahl stabiler Ferrowachsmittel hergestellt, um die große Variationsweite bezüglich der Anteile von Kohlenwasserstoffwachsen und Wachsen mit Sauerstoffatomen im Molekül zu zeigen, die bei der Herstellung der erfindungsgemäßen magnetischen flüssigen Medien in geeigneter Weise angewendet werden können. Zuerst wird aus Eisencarbonyl eine ferromagnetische Flüssigkeit einer Sättigungsmagnetisierung von 200 Gauß hergestellt. Dann werden zu 150 ml Kerosin 37 ml tetraäthoxyliertes Nonylphenol und 100 ml Eisenpentacarbonyl gegeben. Das Gemisch wird auf 1900C erwärmt, während mit einer Geschwindigkeit von 100 ml/Minute Stickstoff mit 3 Prozent Sauerstoff durch das Gemisch perlen. Nach 16stündigem Erhitzen unter Rückfluß und unter Rühren und Fortsetzen des Durchperlens bildet sich eine ferromagentische Flüssigkeit, die aus etwa 50 Gewichtsprozent Kerosin, 25 Gewichtsprozent Dispergiermittel und 25 Gewichtsprozent Dispergiermittel und 25 Gewichtsprozent Magnetit besteht. Zu 100 g dieser magnetischen Flüssigkeit werden langsam 100 g geschmolzenes weißes Bienenwachs U.S.P. gegeben. Zu jeweils 5 Anteilen dieser magnetischen Flüssigkeit werden bei 70° C geschmolzenes Paraffinwachs (Fp. 52° C) und Bienenwachs in solchen Mengen gegeben, wie sie in der nachstehenden Tabelle II angegeben sind. In jedem Fall ist das erzeugte Mittel bei mindestens 15 Schmelz-/Gefrier-Zyklen im magnetischen Feld stabil, das mittels eines in dem Mittel eingebrachten Eisenmagneten erzeugt worden ist.
Tabelle Il
Ansatz
30 Menge der
ferromagnetischen Flüssigkeit von
Gauß
(ml)
Geschmolzenes Geschmolze-Paraffin nes Bienen
wachs
(g)
(g)
a b c d
20 20 40 40
80 20 40 10
20 80 10 40
Beispiel
Es werden verschiedene weichgestellte ferromagneti- wachsmittel
sehe Wachsmittel aus einer ferromagnetischen Flüssig- aufgeführt, keit hergestellt, die auf Kerosin basieren und nach dem
in Beispiel 1 angegebenen Verfahren hergestellt worden Tabelle III
sind. In jedem Falle werden die magnetische Flüssigkeit 45
und das vorgeschmolzene Gemisch von gelbem Ansatz Bienenwachs und Paraffinwachs mittleren Grades getrennt auf etwa 75° C erwärmt und dann unter (nicht magnetischem) Rühren miteinander vermischt In jedem Falle ist das ferromagnetische Mittel gegenüber 15
SchmelZ'/Gefrier-Zyklen in einem magnetischen Feld
stabil, das mittels eines permanenten Magneten erzeugt a
worden ist Jedes Mittel enthält 51 Gewichtsprozent b
Kerosin, 37 Gewichtsprozent kolloidalen Magnetit und c
12 Gewichtsprozent ölsäure. Die endgültigen Ferro- 55 d
sind in der nachstehenden Tabelle III
Menge der
ferromagnetischen Flüssigkeit von
Gauß
(ml)
Geschmolzenes Paraffin
Geschmolzenes gelbes Bienenwachs
(g)
(g)
200 15 20 20
50
20
15

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Stabile kolloidale Suspension zur Trennung von Teilchen nach ihrer Dichte, bestehend aus
a) mindestens 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtsuspension, eines Gemisches aus 10 bis 90 Gewichtsprozent eines aliphatischen Kohlen wasserstoffwachses und 90 bis 10 Gewichtsprozent eines Wachses mit Sauerstoffatomen im Molekül, bezogen auf den Gesamtwachsgehalt der Suspension,
b) 1 bis 70 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtsuspension, eines kolloidalen, dispergierten superparamagnetischen Stoffes und
c) 1 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtsuspension, mindestens einer grenzflächenaktiven anionischen, kationischen und/oder nichtionischen Verbindung, die in dem Wachsgemisch zumindest teilweise solvatisierbar ist.
2. Stabile kolloidale Suspension nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einer Temperatur oberhalb 40° und unterhalb 150° C vom festen in den flüssigen Zustand übergeht.
3. Stabile kolloidale Suspension nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einer Temperatur oberhalb 50° C, aber unterhalb 65° C vom festen in den flüssigen Zustand übergeht und daß dieser Übergang innerhalb eines Temperaturbereiches von 3 bis 10° C stattfindet.
4. Stabile kolloidale Suspension nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Komponente (a) eine Mischung aus Bienenwachs und Paraffinwachs enthält.
5. Stabile kolloidale Suspension nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Komponente (c) ölsäure enthält.
6. Stabile kolloidale Suspension nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Komponente (b) kolloidalen Magnetit enthält.
7. Stabile kolloidale Suspension nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie kolloidalen Magnetit mit einer Teilchengröße im Bereich von 5 bis 15 nm enthält
DE2659171A 1975-12-29 1976-12-28 Stabile kolloidale Suspension zur Trennung von Teilchen nach der Dichte Expired DE2659171C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/645,039 US4025448A (en) 1975-12-29 1975-12-29 Superparamagnetic wax compositions useful in magnetic levitation separations

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2659171A1 DE2659171A1 (de) 1977-07-07
DE2659171B2 DE2659171B2 (de) 1978-11-23
DE2659171C3 true DE2659171C3 (de) 1979-08-02

Family

ID=24587412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2659171A Expired DE2659171C3 (de) 1975-12-29 1976-12-28 Stabile kolloidale Suspension zur Trennung von Teilchen nach der Dichte

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4025448A (de)
JP (1) JPS5282907A (de)
AU (1) AU2093476A (de)
CA (1) CA1075456A (de)
DE (1) DE2659171C3 (de)
FR (1) FR2337181A1 (de)
NL (1) NL7614503A (de)
ZA (1) ZA767284B (de)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4361806A (en) * 1980-07-07 1982-11-30 Magnaflux Corporation Method using aqueous emulsion having magnetizable particles for detecting flaws in magnetizable workpieces
US5219554A (en) * 1986-07-03 1993-06-15 Advanced Magnetics, Inc. Hydrated biodegradable superparamagnetic metal oxides
US4770183A (en) * 1986-07-03 1988-09-13 Advanced Magnetics Incorporated Biologically degradable superparamagnetic particles for use as nuclear magnetic resonance imaging agents
US5069216A (en) * 1986-07-03 1991-12-03 Advanced Magnetics Inc. Silanized biodegradable super paramagnetic metal oxides as contrast agents for imaging the gastrointestinal tract
US4951675A (en) * 1986-07-03 1990-08-28 Advanced Magnetics, Incorporated Biodegradable superparamagnetic metal oxides as contrast agents for MR imaging
SE8800394L (sv) * 1988-02-08 1989-08-09 Skf Nova Ab Superparamagnetiska vaetskor
US5137652A (en) * 1989-12-18 1992-08-11 National Research Institute For Metals Method of manufacturing particle colloid or a magnetic fluid containing metal nitrides
US5827444A (en) * 1996-03-01 1998-10-27 Taiho Industries Co., Ltd. Stabilized magnetic fluid and method for stabilizing magnetic fluid
US5843579A (en) * 1996-06-27 1998-12-01 Ncr Corporation Magnetic thermal transfer ribbon with aqueous ferrofluids
US6290894B1 (en) * 1999-03-24 2001-09-18 Ferrofluidics Corporation Ferrofluid sculpting apparatus
US6267364B1 (en) 1999-07-19 2001-07-31 Xuesong Zhang Magnetorheological fluids workpiece holding apparatus and method
KR20080073934A (ko) 2007-02-07 2008-08-12 삼성전자주식회사 밸브 충전물 및 이를 구비한 밸브 유닛
US9163732B2 (en) * 2007-10-18 2015-10-20 Rigaku Innovative Technologies, Inc. Magnetic fluid seal with precise control of fluid volume at each seal stage
TWI399345B (zh) * 2010-07-09 2013-06-21 Univ Nat Chi Nan Method for extracting polyhydroxyalkyl acid esters from waste sludge (1)
WO2012133537A1 (ja) 2011-03-31 2012-10-04 宇部興産株式会社 混合物の分離方法及び分離装置
CN110039939A (zh) * 2018-01-16 2019-07-23 大连良华科技有限公司 一种磁性工艺品摆件造型方法
CN110039938A (zh) * 2018-01-16 2019-07-23 大连良华科技有限公司 一种磁性工艺品及其造型工具

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3284360A (en) * 1964-02-24 1966-11-08 Carters Ink Company Magnetic transfer sheet
US3488531A (en) * 1965-09-15 1970-01-06 Avco Corp Means for and method of moving objects by ferrohydrodynamics
US3483968A (en) * 1967-06-12 1969-12-16 Avco Corp Method of separating materials of different density
US3483969A (en) * 1967-07-05 1969-12-16 Avco Corp Material separation using ferromagnetic liquid techniques
US3531413A (en) * 1967-09-22 1970-09-29 Avco Corp Method of substituting one ferrofluid solvent for another
US3700595A (en) * 1970-06-15 1972-10-24 Avco Corp Ferrofluid composition
US3635819A (en) * 1970-06-15 1972-01-18 Avco Corp Process for cleaning up oil spills
US3764540A (en) * 1971-05-28 1973-10-09 Us Interior Magnetofluids and their manufacture
US3788465A (en) * 1972-04-28 1974-01-29 Us Interior Device and process for magneto-gravimetric particle separation using non-vertical levitation forces
US3843540A (en) * 1972-07-26 1974-10-22 Us Interior Production of magnetic fluids by peptization techniques
US3917538A (en) * 1973-01-17 1975-11-04 Ferrofluidics Corp Ferrofluid compositions and process of making same
US3928220A (en) * 1973-08-27 1975-12-23 Gen Electric Preparation of hydrocarbon-dispersible magnetic microspheroids in powdered form
FR2255365A1 (en) * 1974-10-18 1975-07-18 Tung John Waterproofing, air permeable protective compsn. - comprising colloidal dispersion of paraffin wax, beeswax, fatty acid in alkali

Also Published As

Publication number Publication date
NL7614503A (nl) 1977-07-01
CA1075456A (en) 1980-04-15
ZA767284B (en) 1977-10-26
DE2659171B2 (de) 1978-11-23
DE2659171A1 (de) 1977-07-07
FR2337181A1 (fr) 1977-07-29
JPS5282907A (en) 1977-07-11
AU2093476A (en) 1978-06-29
US4025448A (en) 1977-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2659171C3 (de) Stabile kolloidale Suspension zur Trennung von Teilchen nach der Dichte
EP0534234B1 (de) Magnetorheologische Flüssigkeit
DE68905631T2 (de) Superparamagnetische fluessigkeit.
DE3312565C2 (de)
DE69617722T2 (de) Wasserhaltige magnetorheologische materialen
DE3200988C2 (de)
DE2336398A1 (de) Verfahren zur herstellung von magnetischen fluessigkeiten
DE2623508A1 (de) Magnetische tinte
DE2951569A1 (de) Elektrophoretische anzeige
EP0249229A2 (de) Superparamagnetische Feststoffteilchen
DE2604441B2 (de) Verfahren zur magnetischen Aufbereitung von Tonen unter Verwendung von magnetischen Teilchen
DE2659255A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum trennen von teilchen mit ferromagnetischen medien
DE2738421A1 (de) Magnetisches metallisches pulver und dessen verwendung
DE2735316C3 (de) Verfahren zur Herstellung von nadeiförmigen, ferrimagnetischen Eisenoxiden
DE2411483A1 (de) Verfahren zur herstellung von kohlenstoffmikrokuegelchen
DE2728087A1 (de) Verfahren zur herstellung eines magnetaufzeichnungstraegers mit einer magnetschicht aus mit einer im wesentlichen aus lezithin bestehenden monomolekularschicht ueberzogenen magnetpulverteilchen
DE3908014C2 (de)
DE3904757C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Magnetflüssigkeit
DE1497123A1 (de) Verfahren zum Steuern der relativen Polaritaet fluessiger Entwickler fuer elektrostatisches Drucken
DE2403366C2 (de) Verfahren zur Herstellung von mit einer Schutzschicht überzogenen ferromagnetischen Teilchen
DE69009554T2 (de) Verfahren zur Modifizierung der Oberfläche eines magnetischen Teilchens.
EP2579987B1 (de) Nutzung der natürlich vorkommenden magnetischen bestandteile von erzen
DE738604C (de) Verfahren zur Herstellung von Hydrosolen mit waehlbarer Gestalt und waehlbarer Groesse der kolloiden Teilchen
DE19514515C2 (de) Magnetisierbare Dispersionen
DE4142405C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Magnetfluids

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee