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Herstellung aktiver Kieselsäure Bei der Herstellung aktiver Kieselsäure,
die zur Adsorption von Gasen und Dämpfen, wie auch zur Adsorption aus der flüssigen
Phase geeignet ist, pflegt man in der Weise zu verfahren, daß man die Kieselsäure
in kolloider Form als Sol abscheidet und hierauf die nach der Koagulation erhaltene
Gallerte durch Auswaschen reinigt und dann trocknet. Dabei wurden bis jetzt zwei
Bedingungen zur Erzielung sehr enger Poren als unbedingt notwendig angesehen, nämlich
langsame Trocknung und eine möglichst `niedrige Trockentemperatur. So ist es üblich,
das Trocknen bei gewöhnlicher Temperatur an der Luft oder im Vakuum oder unter Verwendung
eines Luftstromes von etwa 75 bis 12o° vorzunehmen, d. h. den zur Porenbildung erforderlichen
Schrumpfungsprozeß durch langsames Trocknen bei Temperaturen unterhalb i2o° durchzuführen
und die nach erfolgter Porenbildung innerhalb der Poren noch adsorbierte Restmenge
weitgehend bei Temperaturen entweder unter- oder oberhalb i2o°, z. B. bei
300 bis ¢0o°, zu entfernen. Diese langwierige Arbeitsweise ist für die Technik
jedoch unvorteilhaft.
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Es wurde nun gefunden, daß der langsamen Trocknung und niedrigen Trockentemperatur
nicht die entscheidende Bedeutung zukommt, wie man bisher glaubte, daß vielmehr
eine hochäktive, feinporige Kieselsäure von hoher Adsorptionskraft auch bei relativ
rascher Durchführung des Schrumpfungsprozesses unter Benutzung von Temperaturen
oberhalb i 2,o' erzielt werden kann, wenn man dafür sorgt, daß in den Kieselsäuregallerten
vor dem Trocknen möglichst wenig Wasser bzw. Mutterlauge vorhanden ist. Man kann
in diesem Falle, z. B. bei Temperaturen von 16o oder 2oo° oder darüber, rasch trocknen.
Die beim Trocknen zur Erzielung feiner Poren notwendige Mindest-bzw. noch statthafte
Höchsttemperatur steigt im allgemeinen mit wachsender Konzentration der Gallerte
bzw. des Sols an, wobei ein Gehalt von 5o g Kieselsäure im Liter Sol zur Erzielung
hinreichend feiner Poren unter wirtschaftlichen Trockenbedingungen schon genügen
kann. Eine Reinigung kann hierbei vor oder nach dem Trocknen erfolgen, auch kann
man die Gallerte erst vortrocknen, dann reinigen und danach der Endtrocknung unterwerfen.
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Zwecks Erzielung sehr engporiger Produkte ist es vorteilhaft, die
Gallerte oder den gallertigen Niederschlag nicht zu lange auszuwaschen, da bei völliger
Abwesenheit geringer Mengen von Verunreinigungen, wie Säuren us.w., relativ weitporige-Produkte
entstehen, die sich zwar zur Raffination von Flüssigkeiten eignen, aber zur Adsorption
von Gasen und Dämpfen meist nur dann,
wenn der Partialdruck des
zu entfernenden Gases oder Dampfes relativ hoch ist. Es ist fernerhin für die Erzeugung
enger Poren sehr zweckmäßig, dieI-Ierstellung derGallerte bzw. des gallertigen Niederschlages
unter solchen Bedingungen vorzunehmen, daß die Gegenwart freien Alkalis vermieden
wird, daß also z. B. bei Verwendung von Wasserglas und Säure letztere mindestens
in solcher Menge vorhanden ist, daß sie zur möglichst völligen Neutralisation des
im Wasserglas vorhandenen Alkalis ausreicht, zweckmäßig wird man einen überschuß
an Säure verwenden. Es ist belanglos, aus welchen kieselsäurehaltigen Ausgangsmaterialien
die Gallerte bzw. der Niederschlag erzeugt wurde, und es kommen hierfür alle möglichen
Stoffe, wie feste lösliche und unlösliche Silikate, Zeolithe, Schlacken, Silikatlösungen,
Siliciumfluor id, Siliciumtetrachlorid usw., in Frage, wobei als Fällungsmittel
u. a. auch Lösungen von Metallsalzen u. dgl. benutzt werden können, die zu gemischten
inetalloxyd- bzw. -hydroxydhaltigen Adsorbentienführen. Auch ist das Verfahren nicht
auf Kieselsäure beschränkt. Es kann vielmehr auch auf andere irreversible Kolloide
II. Art, z. B. Toner de-Eisenoxydgele oder Mischungen solcher ausgedehnt werden.
Fernerhin hat sich gezeigt, daß die Adsorptionskraft nicht beeinträchtigt wird,
wenn inan zwecks weiterer Verbilligung des Verfahrens den indirektenTrocknungsprozeß,
z. B. mit heißer Luft, ausschaltet und statt dessen die Trocknung unmittelbar mit
Verbrennungsgasen, z. B. von Generatorgas, von Briketts u. dgl. vornimmt, wobei
die heißen Gase, zweckmäßig nach Mischung mit Luft, z. B. in einem Kanal- oder Drehofen,
dem zu trocknenden Material im Gegenstrom entgegengeführt werden. Die in den Rauchgasen
vorhandenen teerigen und andere Bestandteile beeinflussen die Porenbildung nur unwesentlich
und können aus dem Gel durch Glühen oder dadurch entfernt werden, daß die Endtrocknung
in reinem Gas- oder Luftstrom oder unter Glühen erfolgt, wobei gleichzeitig oder
ihr vorausgehend eine Behandlung mit Oxydationsmitteln erfolgen kann.
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Unter Benutzung von Heißluft und einem Drehofen, dessen Temperatur
an der Eintrittsstelle für das Material 15o°, an der Ausgangsstelle .I50° betrug,
konnte beispielsweise nach" 5- bis 6 maligem Durchlaufen des Ofens in einer Gesamtzeit
von 1 bis 2 Stunden dieselbe Menge Kieselsäure getrocknet werden, avie im Heißluftstrom
von roo° in 16 bis 24 Stunden, wobei in beiden Fällen ein Material mit derselben
hohen Adsorptionskraft entstand. Wird das Auswaschen erst nach der Trocknung oder
Vortrocknung vorgenommen, so sättigt man das trockene Material zweckmäßig erst mit
Wasserdampf. Beispiel Zu einer Mischung von 51 kg konzentrierter Schwefelsäure,
¢6 kg Eis und 6o 1 Wasser läßt man unter gutem Rühren 55o 1 Natronwasserglas vom
spezifischen Gewicht, 1,16q., laufen. Hierauf wird das Sol sofort unter Rühren erhitzt,
wobei bei 6o bis 9o° die Koaä itation des Sols zu einer homogenen Gallerte erfolgt,
die am besten nach einigen Stunden Stehens in Stücke zerbrochen uncl dann 1o bis
2o Stunden lang, am besten mit destillierfern oder gereinigtem Wasser, dem man zweelcmäßig
kleine Mengen Säuren, z. B. Salz- oder Schwefelsäure, zusetzt, gewaschen wird, bis
nahezu alle salzigen Verunreinigungen aus dem Hydrogel entfernt sind. Hierauf erfolgt
eine Trocknung im heißen Luftstrom bei 150 bis zoo°, zweckmäßig bei 16o°, der sich
gegebenenfalls eine Erhitzung auf höhere Temperaturen anschließt.