DE3131979A1 - Sulphur-containing cancrinites, methods for producing them, and use thereof - Google Patents

Sulphur-containing cancrinites, methods for producing them, and use thereof

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Abstract

The present invention relates to monophases and binary and ternary mixed phases of sulphide, sulphate and thiosulphate cancrinites of the general formula <IMAGE> in which Me<I> is Na<+>, K<+>, Me<II> is Ca<2+>, A is S<2->, SO4 <2->, S2O3<2-> and x may adopt values of 0 to 4, and y may adopt values of from 0 to 5. Methods for preparing these substances and their use as pigments, fillers, catalyst supports, catalysts and cathodochromic pigments.

Description

Schwefelhaltige Cancrinite, Verfahren zu ihrer Herstel-Sulfur-containing cancrinites, process for their production

lung und ihre Verwendung Die vorliegende Erfindung betrifft Monophasen sowie Binär- und Ternärphasen von Sulfid-, Sulfat- und Thiosulfat-Cancriniten, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung.Development and its use The present invention relates to monophases as well as binary and ternary phases of sulfide, sulfate and thiosulfate cancrinites, method for their production and their use.

Als anorganische Blaupigmente finden praktische Anwendung Manganblau, Ultramarinblau, Molybdänblau, Wolframblau, Cyaneisenblau und Kobaltblau. Von diesen anorganischen Blaupigmenten enthalten an Schwermetallen Manganblau das Element Mangan, Molybdän- und Wolframblau die Elemente Molybdän und Wolfram, Cyaneisenblau und Kobaltblau die Elemente Eisen und Kobalt. -Im Cyaneisenblau dürfte die Cyanogruppe für einen allgemeinen Einsatz nicht unbedenklich sein. Ultramarinblaupigmente sind nur in einem sehr komplizierten Brenn- und Abkühlungsprozess mit sorgfältiger Steuerung von reduzierender und schwach oxidierender Ofenatmosphäre in einer Laufzeit von bis zu 400 Stunden und mehr herzustellen.As inorganic blue pigments, manganese blue is used in practice, Ultramarine blue, molybdenum blue, tungsten blue, cyan iron blue, and cobalt blue. Of these Inorganic blue pigments contain the heavy metals manganese blue, the element manganese, Molybdenum and tungsten blue the elements molybdenum and tungsten, cyan iron blue and cobalt blue the elements iron and cobalt. -In the cyan iron blue, the cyano group should be for one general use may not be harmless. Ultramarine blue pigments are only in a very complicated firing and cooling process with careful control of reducing and weakly oxidizing furnace atmosphere in a running time of to produce up to 400 hours and more.

Die Produktion bringt wegen des hohen Gehalts an über- schüssigem Schwefel im Ansatz in den Abgasen hohe Gehalte an Schwefeldioxiden, die ökologisch einwandfrei nur mit hohem technologischen Aufwand kaum noch wirtschaftlich zu beseitigen sind.Due to the high content of excessive sloping Sulfur in the approach in the exhaust gases has high levels of sulfur dioxide, which is ecological Can hardly be removed economically without flawlessly only with a high level of technological effort are.

Es besteht daher ein erhebliches Interesse, ökologisch unbedenkliche, schwermetallfreie anorganische Blaupigmente in einem technisch einfachen Verfahren auf wirtschaftliche Weise in kurzer Zeit herzustellen.There is therefore a considerable interest in ecologically harmless, Inorganic blue pigments free of heavy metals in a technically simple process can be produced economically in a short period of time.

Substanzen, die diese Anforderungen erfüllen, sind Cancrinite, die schwefel-haltige. Anionen aufweisen und bis zum Zeitpunkt dieser Anmeldung noch nicht bekannt waren.Substances that meet these requirements are Cancrinites, the sulfur-containing. Have anions and up to the time of this application were not known.

Gegenstand dieser Erfindung sind somit Monophasen sowie Binär- und Ternärmischphasen von Sulfid-, Sulfat- und Thiosulfat-Cancriniten der allgemeinen Formel Me8-2xI MexII [Al6Si6O24] A . yH2O in der MeI Na+, K+, MeII Ca2+, A S2-, SO42-, S2O32- bedeuten und x Werte von 0 bis 4, y Werte von 0 bs 5 annehmen können, insbesondere jene, in denen MeI Natrium ist und x den Wert Null annimmt.The subject of this invention are thus monophases as well as binary and Ternary mixed phases of sulphide, sulphate and thiosulphate cancrinites of the general Formula Me8-2xI MexII [Al6Si6O24] A. yH2O in the MeI Na +, K +, MeII Ca2 +, A S2-, SO42-, S2O32- mean and x values from 0 to 4, y values from 0 to 5, especially those in which MeI is sodium and x is zero.

Dabei wiesen insbesondere die Thiosulfat-Cancrinite eine intensive Blaufärbung auf, aber auch die Sulfid-Cancrinite sind blau gefärbt. Als Monophasen vorliegende Sulfat-Cancrinite sind farblos, färben sich aber bei Bestrahlung auch blau.The thiosulphate cancrinites in particular showed an intense Blue color, but also the sulphide cancrinites are colored blue. As monophases Any sulfate cancrinites present are colorless, but also change color when exposed to radiation blue.

Die kubisch kristallisierenden Sodalithe, z.B.The cubic crystallizing sodalites, e.g.

Na8LAl6Si60247Cl2, und die hexagonal kristallisierenden Cancrinite, z.B. Na8tÃl6Si6024/(NO3)2, liegen in Struktur und Raumausfullung zwischen den relativ dicht gebauten Feldspäten und.den sehr große Käfige und Kanäle aufweisenden Zeolithen. ähnlich wie die Zeolithe besitzen die Cancrinite Käfige und die Käfige verbindende Kanäle, deren lichter Durchmesser (6,2 i) aber kleiner ist als bei den Zeolithen. In den großen Gitterhohlräumen und Kanälen können verschiedene Kationen-(Na, K, Ca) und Anionengruppen (OH, Cl, CO3, NO3, SO4) und von 0 bis zu etwa 2 Wassermolekeln eingebaut werden.Na8LAl6Si60247Cl2, and the hexagonally crystallizing cancrinites, e.g. Na8tÃl6Si6024 / (NO3) 2, lie in structure and space between the relative densely built feldspars and zeolites with very large cages and channels. Similar to the zeolites, the Cancrinite have cages and the cages have connecting cages Channels whose clear diameter (6.2 i) is smaller than that of the zeolites. Various cation (Na, K, Ca) and anion groups (OH, Cl, CO3, NO3, SO4) and from 0 to about 2 water molecules to be built in.

Es scheint, wie bei der großen Zahl der im Sodalithgitter kristallisierenden Verbindungen sinnvoll, bei den im Cancrinitgritter kristallisierenden Verbindungen die Einlagerungen in Beziehung zur Grundgerüststruktur zu setzen und daher von Carbonat-, Nitrat-, Thiosulfat-, Sulfid- und Sulfat-Cancrinit zu sprechen.. Cancrinit besteht aus einer geordneten Gerüststruktur von /Ãl6Si6024/ mit eigenen kristallographischen Punktlagen für Al und Si; im Sodalith liegt das gleiche Gerüst L(Al,Si)12O247 mit statistischer Verteilung der beiden Kationen vor.It seems like the large number of those crystallizing in the sodalite lattice Connections make sense with the connections that crystallize in the cancrinite lattice to put the inclusions in relation to the basic structure and therefore of carbonate, Speaking of nitrate, thiosulphate, sulphide and sulphate cancrinit .. Cancrinit consists from an ordered framework structure of / Ãl6Si6024 / with its own crystallographic Point positions for Al and Si; the same framework L (Al, Si) 12O247 lies in the sodalite statistical distribution of the two cations.

Die Transformation beider Gitter erfolgt analog dem Ubergang einer kubischen in eine hexagonale dichteste Packung, wobei die Raumdiagonale des kubischen Sodalithgitters die hexagonale c-Achse des Cancrinitgitters wird. Vgl. hierzu 0. Jarchow: Atomanordnung und Strukturverfeinerung von Cancrinit, Zeitschrift für Kristallographie 122, 407 - 422 (1965) und R.M. Barrer; J.F. Cole and H; Villinger: Synthesis, Properties, and Chrystal Struktures of Salt-filled Cancrinites. H. Chem. Soc.The transformation of both grids is done analogously to Crossing a cubic to a hexagonal close packing, where the spatial diagonal of the cubic sodalite lattice becomes the hexagonal c-axis of the cancrinite lattice. See. on this 0. Jarchow: atomic arrangement and structure refinement of Cancrinit, journal for crystallography 122, 407-422 (1965) and R.M. Barrer; J.F. Cole and H; Villinger: Synthesis, Properties, and Crystal Structures of Salt-filled Cancrinites. H. Chem. Soc.

(A) 1970, 1523 - 1531.(A) 1970, 1523-1531.

Die erfindungsgemäßen Cancrinite können dadurch erhalten werden, daß man Alkali- und/oder Erdalkalialuminatlösungen mit überschüssigen Mengen an Alkali- und/oder Erdalkalithiosulfat und/oder -sulfid und/oder -sulfat versetzt, die erhaltene Lösung auf Temperaturen von etwa 50 bis etwa 1150C, vorzugsweise auf Temperaturen von etwa 70 bis etwa 110°C erhitzt und nach Erreichen der gewählten Temperatur eine Alkali- und/oder Erdalkaliwasserglaslösung innerhalb von etwa einer Minute bis etwa 120 Minuten, vorzugsweise etwa 2 bis 60 Minuten unter Rühren zufügt, die erhaltene weiße Suspension etwa 1/4 bis etwa 96 Stunden, vorzugsweise etwa 1/2 bis 48 Stunden im angegebenen Temperaturbereich rührt, den weißen Niederschlag abfiltriert, auswäscht und trocknet.The Cancrinites according to the invention can be obtained in that one alkali and / or alkaline earth aluminate solutions with excess amounts of alkali and / or alkaline earth thiosulfate and / or sulfide and / or sulfate added to the obtained Solution at temperatures from about 50 to about 1150 ° C., preferably to temperatures heated from about 70 to about 110 ° C and after reaching the selected temperature a Alkali and / or alkaline earth waterglass solution within about one minute to about 120 minutes, preferably about 2 to 60 minutes with stirring, adds the obtained white suspension for about 1/4 to about 96 hours, preferably about 1/2 to 48 hours Stirred in the specified temperature range, the white precipitate filtered off, washed out and dries.

Die auf diese Weise gewonnenen Produkte sind weiß, wobei bei den Monophasen der Thiosulfat-Cancrinit als Trihydrat, der Sulfid-Cancrinit entweder als Tri- oder Tetrahydrat und daß der Sulfat-Cancrinit als Trihydrat vorliegen. Bei den Sulfid-Cancriniten kann darüber hinaus überschüssiger Schwefel polysulfidartig als 2-(S P vorliegen.The products obtained in this way are white, with the monophases the thiosulfate cancrinit as a trihydrate, the sulfide cancrinit either as a tri- or Tetrahydrate and that the sulfate cancrinite as a trihydrate are present. In the case of sulphide cancrinites, excess sulfur can also be polysulphide-like exist as 2- (S P.

Aus den Befunden von thermogravimetrischen und differentialthermoanalytischen Untersuchungen (DTA) sowie aus Röntgenuntersuchungen ergibt sich, daß die in den großen Hohlräumen (Käfigen) und Kanälen des Cancrinitgitters sitzenden Oç x 45 Wassermolekeln je nach Gitterordnung und Teilchengröße der hier beschriebenen Thiosulfat-, Sulfid-, Sulfat-Einzelcancrinite oder ihrer isotypen binären oder ternären festen Lösungen mit steigender Temperatur entweder kontinuierlich oder in diskreten Hydratstufen durch Glühen entwässert werden können, ohne daß dabei nennenswerte Mengen der Schwefelverbindungen aus dem Gitter entfernt werden.From the findings of thermogravimetric and differential thermal analysis Investigations (DTA) as well as X-ray examinations shows that the in the large cavities (cages) and channels of the cancrinite lattice seated Oç x 45 water molecules depending on the lattice order and particle size of the thiosulphate, sulphide, Sulphate single cancrinites or their isotypic binary or ternary solid solutions with increasing temperature either continuously or in discrete hydrate stages can be dewatered by annealing, without significant amounts of the sulfur compounds removed from the grid.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein- Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Trocknung der weißen Cancrinit-Phasen in beliebiger Atmosphäre bei Temperaturen bis etwa 5000C vorgenommen wird und ihr gegebenenfalls eine Glühung bei Temperaturen zwischen 5000C und 11000C, vorzugsweise von etwa 550 bis etwa 10500C, in Sauerstoff, sauerstoff-angereicherter Luft, Luft, SO2-haliger Luft, in SO2 oder schwach reduzierender Atmosphäre und eine Mahlung folgen.The present invention also relates to a method that thereby is characterized in that the drying of the white cancrinite phases in any Atmosphere is made at temperatures up to about 5000C and her optionally annealing at temperatures between 5000C and 11000C, preferably of about 550 up to about 10500C, in oxygen, oxygen-enriched air, air, SO2-haliger Air, in SO2 or a weakly reducing atmosphere and a grinding follow.

Durch diesen Glühprozeß erhält man schöne blaue, grünblaue bis blaugrüne, grüne und weiße Pigmente, bzw.This annealing process produces beautiful blue, green-blue to blue-green, green and white pigments, resp.

Feststoffe, deren blaue Farbsättigung und Farbstärke mit steigendem Thiosulfat- und/oder Sulfidgehalt und abnehmendem Wassergehalt der Ausgangsprodukte zunehmen.Solids, their blue color saturation and color strength with increasing thiosulphate and / or sulphide content and decreasing water content of the starting products gain weight.

Die Glühdauer bewegt sich zwischen etwa 1/4 und etwa 4 Stunden, vorzugsweise zwischen etwa 1/2 und etwa 2 Stunden, wobei mit abnehmender Teilchengröße der weißen Ausgangsstoffe Glühtemperatur und Glühdauer erniedrigt werden können. In reiner inerter Atmosphäre (N2) und in reiner stark reduzierenden Glühatmosphäre ändert sich die reinweiße Farbe der das Element Schwefel enthaltenden Cancrinite beim Glühen bis auf hohe Temperaturen selbst bei langen Glühzeiten nicht.The glow time is between about 1/4 and about 4 hours, preferably between about 1/2 and about 2 hours, with decreasing particle size the white Starting materials annealing temperature and annealing time can be reduced. In pure inert atmosphere (N2) and in a pure, strongly reducing annealing atmosphere the pure white color of the cancrinites, which contain the element sulfur, when they glow except for high temperatures, even with long glow times.

Sulfat-Cancrinite, die selbst einem längeren Glühprozeß unterworfen wurden, verfärben sich nicht. Sie zeigen aber kathodochrome Eigenschaften, d.h . bei einer Energiezufuhr von mehr als 3 keV (z.B. in Form von Strahlung) färben sie sich blau. Neben der Verwendung der erfindungsgemäßen Substanzen als Weiß- und Buntpigmente sind ihre guten Eigenschaften als Füllstoffe, Träger von Katalysatoren, Katalysatoren und kathodochrome Pigmente zu nennen.Sulphate cancrinites, which themselves are subjected to a lengthy annealing process are not discolored. However, they show cathodochromic properties, i.e. if they are supplied with more than 3 keV of energy (e.g. in the form of radiation) they color turn blue. In addition to the use of the substances according to the invention as white and colored pigments are their good properties as fillers, carriers of catalysts, catalysts and cathodochromic pigments.

Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft erläutert.The invention is explained below by way of example.

Beispiel 1: Reinphasen 940 ml einer 45-%igen NaOH werden mit 450 ml H2O verdünn. Dieser verdünnten NaOH werden 150 ml zur Verdünnung der später erwähnten Wasserglaslösung entnommen.Example 1: Pure phases 940 ml of a 45% NaOH are mixed with 450 ml Dilute H2O. This diluted NaOH will be 150 ml for dilution of the later mentioned Taken water glass solution.

In der verbleibenden 1240 ml NaOH löst man 10,83 g Aluminium-Späne unter Rühren auf. Die entstandeneNatrium-Aluminatlösung wird nach dem Filtrieren durch eine Glasfilternutsche in einen 3 l-Rundkolben mit Rührer und Rückflußkühler gefüllt. Dazu gibt man a) 683,2 g Na2 S203 . 5 H20, oder b)321,5 g Na2S . 9 H2O oder c) 57,035 g wasserfreies Na2SO4 bei Zimmtertemperatur hinzu und heizt auf etwa 50 bis etwa 1150C, vorzugsweise auf etwa 70 bis 1100C auf. Nach Erreichen der gegewählten Temperatur wird eine Mischung von 100 ml Natriumwasserglas (5 20°C = 1,36 g/ml, N6 Mol SiO2/l und 1,7 Mol Na2O/l) und 150 ml der erwähnten Natronlauge unter Rühren innerhalb von etwa 1 bis etwa 120 Minuten, vorzugsweise in 5 - 60 Minuten zugetropft. Danach wird die erhaltene weiße Suspension etwa 1/4 bis 96 Stunden, vorzugsweise 1/2 bis 48 Stunden im angegebenen Temperaturbereich unter Rückflußkühlung gerührt. Der entstandene weiße kristalline Niederschlag wird über eine Sinterglasnutsche abgesaugt, mit 4 1 H20 auf der Nutsche gewaschen und im Trockenschrank an der Luft getrocknet.10.83 g of aluminum shavings are dissolved in the remaining 1240 ml of NaOH with stirring. The resulting sodium aluminate solution is after filtration through a glass suction filter into a 3 l round bottom flask equipped with a stirrer and reflux condenser filled. A) 683.2 g of Na2 S203 are added to this. 5 H20, or b) 321.5 g Na2S. 9 H2O or c) 57.035 g anhydrous Na2SO4 at room temperature and heat to about 50 to about 1150C, preferably to about 70 to 1100C. After reaching the selected Temperature, a mixture of 100 ml sodium water glass (5 20 ° C = 1.36 g / ml, N6 mol SiO2 / l and 1.7 mol Na2O / l) and 150 ml of the aforementioned sodium hydroxide solution with stirring added dropwise within about 1 to about 120 minutes, preferably in 5 to 60 minutes. Thereafter, the resulting white suspension is about 1/4 to 96 hours, preferably Stirred under reflux for 1/2 to 48 hours in the specified temperature range. The resulting white crystalline precipitate is filtered through a sintered glass suction filter Sucked off, washed with 4 1 H20 on the suction filter and in the drying cabinet in the air dried.

Beispiel 2: Isotype Mischphasen Die in Beispiel 1 beschriebene Natriumaluminatlösung wird nach dem Filtrieren durch eine Glasfilternutsche in einen mit Rührer und Rückflußkühler ausgestatteten 3 l-Rundkolben gefüllt. Es sollen die binären isotypen Mischphasen von a) 50 Mol-% Thiosulfat- + 50 Mol-% Sulfid-Cancrinit, b) 50 Mol-% Thiosulfat- + 50 Mol-% Sulfat-Cancrinit, c) 50 Mol-% Sulfid- + 50 Mol-% Sulfat-Cancrinit und d) die ternäre isotype Mischphase von 33 1/3 Mol-% Thiosulfat--+ 33 1/3 Mol-% Sulfid- + 33 1/3 Mol-% Sulfat-Cancrinit hergestellt werden.Example 2: Isotype mixed phases The sodium aluminate solution described in Example 1 is after filtering through a glass suction filter in a 3 l round bottom flask equipped with a stirrer and reflux condenser. It should binary isotypic mixed phases of a) 50 mol% thiosulphate + 50 mol% sulphide cancrinite, b) 50 mol% thiosulphate + 50 mol% sulphate cancrinite, c) 50 mol% sulphide + 50 mol% Sulfate cancrinite and d) the ternary isotypic mixed phase of 33 1/3 mol% thiosulfate - + 33 1/3 mol% sulphide + 33 1/3 mol% sulphate cancrinite can be produced.

Dazu gibt man im Falle a) 174,4 g Na2S203 . 5 H20 + 168,8 g Na2S . 9 H2O, im Fall b) 174,4 g Na2S203 . 5 H2O + 52,3 g wasserfreies Na2SO4, im Fall c) 168,8 g Na2S . 9 H2O + 52,3 g wasserfreies Na2SO4 und im Fall d) 116,3 g Na2S203 . 5 H2O +-112,5 g Na2S . 9 H2O + 34,9 g wasserfreies Na2SO4 bei Raumtemperatur hinzu und heizt auf etwa 40 bis etwa 1120C, vorzugsweise auf etwa 50 bis llO"C auf. Nach Erreichen der gewählten Temperatur wird, wie in Beispiel 1, die mit NaOH-Lösung versetzte Natriumwasserglaslösung zugegeben und weiter gearbeitet, wie dort angegeben.In case a) 174.4 g Na2S203 are added. 5 H20 + 168.8 g Na2S. 9 H2O, in case b) 174.4 g Na2S203. 5 H2O + 52.3 g anhydrous Na2SO4, in the case c) 168.8 g Na2S. 9 H2O + 52.3 g anhydrous Na2SO4 and in case d) 116.3 g Na2S203 . 5 H2O + -112.5 g Na2S. Add 9 H2O + 34.9 g anhydrous Na2SO4 at room temperature and heats to about 40 to about 1120 ° C., preferably to about 50 to 110 "C. After As in Example 1, the selected temperature is reached with NaOH solution offset sodium water glass solution was added and work continued as indicated there.

Zum Nachweis der Zusammensetzung, chemischen Formel und Kristallstruktur der 3 bisher nicht bekannten Reinverbindungen Thiosulfat-Cancrinit, Sulfid-Cancrinit und Sulfat-Cancrinit wird in Beispiel 1a-c nach Zugabe der dort angegebenen Mengen an 3 verschiedenen Natriumschwefelverbindungen die Lösung auf 1100C aufgeheizt und nach Erreichen dieser Temperatur die Mischung von Wasserglas-und Natronlauge in 60 Minuten unter Rühren zugetropft und die Suspension noch 24 Stunden bei 1100C erhalten. Im Vergleich zu den theoretischen Analysenwerten der genannten Verbindungen und ihrer Hydrate ergeben sich die folgenden Analysendaten: 1. Thiosulfat-Cancrinit - Na8[Al6Si6O24](S2O3) . x H2O Analyse 18,0 f6,3 15,6 36,97 8,57 5,4 100,84 % Na Al Si O S203 H20 % x = O 18,20 16,02 16,68 38,00 11,10 - 100,00 x = 3 17,28 15,21 15,83 36,07 10,54 5,08 100,01 2. Sulfid-Cancrinit - Na8[Al6Si6O24](S) . x H2O Analyse 17,5 15,7 16,2 37,02 3,60 7,1 97,12 Na Al Si O S H2O x = O 19,77 17,40 18,11 41,27 3,45 - 100,00 x = 3 18,69 16,44 17,12 39,00 3,26 5,49 100,00 x = 4 18,35 16,15 16,81 38,31 3,20 7,19 100,00 3. Sulfat-Cancrinit - Na8LA16Si60247(S04) . xH2O Analyse 17,2 15,4 15,8 36,18 9,05 5,54 99,17 Na Al Si O SO4 H20 18,50 16,28 16,95 38,62 9,66 - 100,01 x = 3 17,55 15,44 16,07 36,62 9,16 5,15 99,99 Von den 3 neuen Einzelverbindungen werden quantitativ auswertbare Röntgendiffraktometer-Aufnahmen hergestellt.For verification of the composition, chemical formula and crystal structure of the 3 previously unknown pure compounds thiosulfate cancrinite, sulfide cancrinite and sulfate cancrinite is used in Example 1a-c after adding the there specified amounts of 3 different sodium sulfur compounds on the solution 1100C and after reaching this temperature the mixture of water glass and Sodium hydroxide solution was added dropwise in 60 minutes with stirring and the suspension for a further 24 hours obtained at 1100C. Compared to the theoretical analysis values of the above Compounds and their hydrates result in the following analytical data: 1. Thiosulfate-cancrinite - Na8 [Al6Si6O24] (S2O3). x H2O analysis 18.0 f6.3 15.6 36.97 8.57 5.4 100.84% Na Al Si O S203 H20% x = O 18.20 16.02 16.68 38.00 11.10 - 100.00 x = 3 17.28 15.21 15.83 36.07 10.54 5.08 100.01 2. Sulphide Cancrinite - Na8 [Al6Si6O24] (S). x H2O analysis 17.5 15.7 16.2 37.02 3.60 7.1 97.12 Na Al Si O S H2O x = O 19.77 17.40 18.11 41.27 3.45 - 100.00 x = 3 18.69 16.44 17.12 39.00 3.26 5.49 100.00 x = 4 18.35 16.15 16.81 38.31 3.20 7.19 100.00 3. Sulphate Cancrinite - Na8LA16Si60247 (S04) . xH2O analysis 17.2 15.4 15.8 36.18 9.05 5.54 99.17 Na Al Si O SO4 H20 18.50 16.28 16.95 38.62 9.66 - 100.01 x = 3 17.55 15.44 16.07 36.62 9.16 5.15 99.99 Of the 3 new individual compounds become X-ray diffractometer recordings that can be evaluated quantitatively manufactured.

Aus der Tab. 1 geht hervor, daß Natro-Davyn bzw. Cancrinit isotyp sind mit der Struktur des Thiosulfat-Cancrinit-Trihydrats, des Sulfid-Cancrinit-Tetrahydrats und.Table 1 shows that Natro-Davyn or Cancrinit is isotype are with the structure of the thiosulfate cancrinite trihydrate, the sulfide cancrinite tetrahydrate and.

des Sulfat-Cancrinit-Trihydrats. Aus den d-Werten berechnet man für die neuen im hexagonalen Cancrinitgitter kristallisierenden Verbindungen die in Tab. 1 aufgeführten Gitterkonstanten. Auch die Absolutwerte der Gitterkonstanten der: beiden Minerale, die ebenfalls in Tab. 1 angegeben sind, stimmen sehr gut mit den gefundenen Werten der neuen mit ihnen isotypen Verbindungen überein.of sulfate cancrinite trihydrate. The d-values are used to calculate for the new compounds crystallizing in the hexagonal cancrinite lattice, which are in Table 1 listed lattice constants. Also the absolute values of the lattice constants der: Both minerals, which are also given in Tab. 1, agree very well match the values found for the new compounds isotypic with them.

Mit einem Molekül der oben aus den Analysendaten abgeleiteten Verbindungen kann man mit den Gitterkonstanten der hexagonalen Zelle die Röntgendichte berechnen und diese theoretisch aus der Struktur abgeleitete Dichte mit pyknometrisch bestimmten Dichte der Einzelverbindungen vergleichen. Diese Werte findet man ebenfalls in Tab. 1.With a molecule of the compounds derived from the analytical data above the x-ray density can be calculated using the lattice constants of the hexagonal cell and this density theoretically derived from the structure pycnometric compare certain density of the individual connections. These values can also be found in Tab. 1.

Nach allgemeinen Erfahrungen liegt die Röntgendichte immer über der pyknometrisch bestimmten Dichte, da die letztere von der Real- und nicht von der Ideal struktur bestimmt wird.According to general experience, the X-ray density is always above that pycnometrically determined density, since the latter depends on the real and not on the Ideal structure is determined.

Beispiel 4: Geglühte Cancrinite Ein nach den Angaben von Beispiel 1a hergestelltes weißes Thiosulfat-Cancrinit-Trihydrat (Fälldauer bei 1100C 60 Minuten, Erhitzungsdauer bei 1100C 24 Stunden) wird an Luft 1/2 Stunde bei 10000C geglüht. Das erhaltene tiefblaue Pigment wird gemahlen und die Pigmentprüfung in dem Lufttrocknenden Bindemittel Alkydal F 48 mit einer Pigmentvolumenkonzentration von 10 % durchgeführt. Von einem Purton-Lackfilm wird die spektrale Remission in üblicher Weise gemessen und in der Abbildung 1 dargestellt. Das so durch Glühen erhaltene sogenannte 'Cancrinitblau" hat einen schönen, reinen Blauton, ohne Grün- oder Rotanteil; es ist am ehesten durch seine hohe Farbreinheit mit dem Manganblau(R) (Handelsprodukt der Bayer AG) zu vergleichen, hat diesem gegenüber etwa die doppelte Farbstärke und ist im Blauton weniger grünstichig.Example 4: Annealed Cancrinite Ein according to the specifications of Example 1a produced white thiosulfate cancrinite trihydrate (precipitation time at 1100C 60 minutes, Heating time at 1100C 24 hours) is annealed in air for 1/2 hour at 10000C. The deep blue pigment obtained is ground and the pigment test in the air-drying Alkydal F 48 binder with a pigment volume concentration of 10%. The spectral reflectance is measured in the usual way for a pure-tone paint film and shown in Figure 1. The so-called 'cancrinite blue' obtained by annealing has a beautiful, pure shade of blue, without any green or red component; it is most likely due to its high color purity with the manganese blue (R) (commercial product of Bayer AG) to compare, has about twice the color strength of this one and is in the shade of blue less greenish.

Minlich blaue Pigmente erhält man beim Glühen der nach Beispiel 2a, b und'd dargestellten binären und ternären Cancrinit-Mischphasen (Fälldauer 10 Minuten, Fällungs- temperatur 1100C; Nacherhitzungsdauer bei 1100C 24-Stunden.) beim halbstündigen Glühen in 02 bei 1000°C.Minlich blue pigments are obtained when calcining the according to Example 2a, b and d represented binary and ternary cancrinite mixed phases (felling time 10 minutes, Precipitation temperature 1100C; Post-heating time at 1100C 24 hours.) when annealing in 02 for half an hour at 1000 ° C.

Weiße Verbindungen erhält man bei auf dieselbe Weise hergestelltem Sulfat-Cancrinit nach Beispiel 1c oder der isotypen Mischphase von 50 Mol-% Sulfat-Cancrinit und 50 Mol-% Sulfid-Cancrinit nach Beispiel 2c bei halbstündigem Glühen in schwach SO2-haltiger Luft.White compounds are obtained when prepared in the same way Sulphate cancrinite according to Example 1c or the isotypic mixed phase of 50 mol% sulphate cancrinite and 50 mol% sulfide cancrinite according to Example 2c with half-hour glow in weak Air containing SO2.

Die Abb. 1 zeigt die Remissionskurve des Thiosulfatcancrinites Na8LA16Si60247 (S203).Fig. 1 shows the remission curve of the thiosulfate cancrinites Na8LA16Si60247 (S203).

Tab. 1 Formel, Gitterkonstanten und Dichten von neuen Cancrit-Verbindungen Formel der chemischen Verbindung Gitterkonstanten in Dichte in g/ml Å a0 c0 Röntgen Pyknometer Na8[Al6Si6O24](S2O3) 12,73#0,02 5,02#0,03 2,38 2,28 Na8[Al6Si6O24](S2O3).3H2O 12,73#0,02 5,02#0,03 2,51 2,28 Na8[Al6Si6O24](S) 12,669#0,007 5,187#0,003 2,14 2,24 Na8[Al6Si6O24](S).3H2O 12,669#0,007 5,187#0,003 2,27 2,24 Na8[Al6Si6O24](S).4H2O 12,669#0,007 5,187#0,003 2,31 2,24 Na8[Al6Si6O24](SO4) 12,674#0,004 5,173#0,003 2,29 2,37 Na8[Al6Si6O24](SO4).3H2O 12,674#0,004 5,173#0,003 2,42 2,37 Natro Davyn 12,69 Å; 5,18 Å Cancrinit 12,75 Å; 5,14 Å Anzahl der Moleküle/Zelle = 1 LeerseiteTab. 1 Formula, lattice constants and densities of new Cancrit connections Formula of the chemical compound Lattice constants in density in g / ml Å a0 c0 X-ray pycnometer Na8 [Al6Si6O24] (S2O3) 12.73 # 0.02 5.02 # 0.03 2.38 2.28 Na8 [Al6Si6O24] (S2O3) .3H2O 12.73 # 0.02 5.02 # 0.03 2.51 2.28 Na8 [Al6Si6O24] (S) 12.669 # 0.007 5.187 # 0.003 2.14 2.24 Na8 [Al6Si6O24] (S) .3H2O 12.669 # 0.007 5.187 # 0.003 2.27 2.24 Na8 [Al6Si6O24] (S) .4H2O 12.669 # 0.007 5.187 # 0.003 2.31 2.24 Na8 [Al6Si6O24] (SO4) 12.674 # 0.004 5.173 # 0.003 2.29 2.37 Na8 [Al6Si6O24] (SO4) .3H2O 12.674 # 0.004 5.173 # 0.003 2.42 2.37 Natro Davyn 12.69 Å; 5.18 Å cancrinite 12.75 Å; 5.14 Å number of molecules / cell = 1 blank page

Claims (5)

Patentansprüche 1) Monophasen sowie Binär- und Ternärmischphasen von Sulfid-, Sulfat- oder Thiosulfat-Cancriniten der allgemeinen Formel Me8-2xI MexII [Al6Si6O24] A . yH2O in der MeI Na+ R+, MeII Ca2+ A s2 , S042 , S2032 bedeuten und x Werte von 0 bis 4, y Werte von 0 bis 5 annehmen können.Claims 1) monophases and binary and ternary mixed phases of Sulphide, sulphate or thiosulphate cancrinites of the general formula Me8-2xI MexII [Al6Si6O24] A. yH2O in the MeI Na + R +, MeII Ca2 + A s2, S042, S2032 mean and x values from 0 to 4, y values from 0 to 5. 2) Cancrinite gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß MeI Na bedeutet und x den Wert 0 annimmt.2) Cancrinite according to claim 1, characterized in that MeI Na means and x takes the value 0. 3) Verfahren zur Herstellung der Cancrinite gemäß einem der AnsPürüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Alkali- und/oder Erdalkalialuminatlösungen mit überschüssigen Mengen an Alkali- und/ oder Erdalkalithiosulfat und/oder -sulfid und/oder -sulfat versetzt, die erhaltene Lösung auf Temperaturen von etwa 50 bis etwa 1150C, vorzugsweise auf Temperaturen von etwa 70 bis 1100C erhitzt und nach Erreichen der gewählten Temperatur eine Alkali-und/oder Erdalkaliwasserglaslösung innerhalb von etwa einer Minute bis etwa 120 Minuten, vorzugsweise etwa 2 bis 60 Minuten unter Rühren zufügt, die erhaltene weiße Suspension etwa 1/4 bis etwa 96 Stunden, vorzugsweise etwa 1/2 bis 48 Stunden im angegebenen Temperaturbereich rührt, den weißen Niederschlag abfiltriert, auswäscht und trocknet.3) Process for the production of the Cancrinite according to one of the claims 1 and 2, characterized in that alkali and / or alkaline earth aluminate solutions with excess amounts of alkali metal and / or alkaline earth metal thiosulfate and / or sulfide and / or sulfate added, the resulting solution to temperatures of about 50 to about 1150C, preferably to temperatures of about 70 to 1100C heated and after reaching the selected temperature an alkali and / or alkaline earth waterglass solution within about one minute to about 120 minutes, preferably about 2 to 60 minutes Minutes with stirring, add the resulting white suspension about 1/4 to about 96 Stirring hours, preferably about 1/2 to 48 hours in the specified temperature range, the white precipitate is filtered off, washed and dried. 4) Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung in beliebiger Atmosphäre bei Temperaturen bis etwa 5000C vorgenommen wird und ihr gegebenenfalls eine Glühung bei Temperaturen zwischen 500"C und 11000C, vorzugsweise von etwa 550 bis etwa 10500C, in Sauerstoff, sauerstoffangereicherter Luft, Luft, S02-haltiger Luft, in SO2 oder schwach reduzierender Atmosphäre und eine Mahlung folgen.4) Method according to claim 3, characterized in that the drying is carried out in any atmosphere at temperatures up to about 5000C and you if necessary, annealing at temperatures between 500 ° C. and 11000 ° C., preferably from about 550 to about 10500C, in oxygen, oxygen-enriched air, air, S02-containing air, in SO2 or slightly reducing atmosphere and a grinding follow. 5) Verwendung der Monophasen sowie Binär- und Ternärmischphasengemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 als Pigmente, Füllstoffe, Träger von Katalysatoren, Katalysatoren und kathodochrome Pigmente.5) Use of the monophases as well as binary and ternary mixed phases according to one of claims 1 to 4 as pigments, fillers, carriers of catalysts, Catalysts and cathodochromic pigments.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3616621A1 (en) * 1985-05-17 1986-11-20 Villamosipari Kutató Intézet, Budapest METHOD FOR PRODUCING ESPECIALLY DAMAGE TO THE VOEGEL RESISTANT HIGH VOLTAGE INSULATING MATERIAL, REMOTE METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING THE INSULATING MATERIAL
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