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Verfahren zur Herstellung geformter poröser Massen Es ist bekannt,
geformte poröse Massen in der Weise herzustellen, daß man Kieselgur mit Bentonit
und Faserstoffen in Gegenwart von Wasser mischt und das Ganze formt und preßt.
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Hierbei werden jedoch Formlinge erhalten, die nur ein geringes Adsorptionsvermögen
für Dämpfe besitzen und die als Adsorbentien nicht verwendet werden können. Andererseits
hat man auch schon unter Verwendung von Kieselsäuregel und Tonmehl ohne Zusatz von
Faserstoffen geformte adsorbierende Massen für Filterzwecke hergestellt. Bei diesen
Massen ist aber ein rißfreies Trocknen der Formlinge nicht oder nur durch Zusatz
bestimmter Stoffe möglich, die jedoch die Adsorptionsfähigkeit der Massen derart
weitgehend herabsetzen, daß sie als Adsorbentien ebenfalls nicht geeignet sind.
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Es wurde gefunden, daß man ausgezeichnete poröse geformte Massen
von hoher Adsorptionskraft in der Weise gewinnt, daß man feste Stoffe von höherem
Adsorptionsvermögen für Dämpfe als Kieselgur, vorzugsweise poröse Kieselsäure, mit
Gallerten oder Solen und Faserstoffen, insbesondere Asbest oder Asbestine, gut vermischt
und formt, gegebenenfalls unter Druck, dann trocknet und evtl. glüht. Es ist in
dieser Weise möglich, unter Umständen zu Formstücken, z. B. Platten, zu gelangen,
die fast ganz aus einem chemisch einheitlichen Material bestehen und die eine sehr
hohe Porosität besitzen.
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Durch Auswahl geeigneter Materialien kann man bei vorliegendem Verfahren
sowohl die Porengröße als auch die chemischen und mechanischen Eigenschaften der
Formkörper weitgehend variieren.
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Als Grundsubstanzen kommen vor allem poröse Stoffe von hohem Adsorptionsvermögen,
wie festes Menge oder weitporiges Kieselgel oder poröse Kieselsäurerückstände, wie
sie bei verschiedenen technischen Prozessen, z. B. der Tonerdegewinnung (sogenannte
Si-Stoffe) oder der Superphosphatindustrie durch Trocknen der Naßprodukte, erhalten
werden, in Betracht, ferner Bleicherde, Gele der Tonerde, des Eisenoxyds u. dgl.
Als Gallerten oder Sole sind künstliche Produkte, wie gereinigte oder elektrolythaltige
Kieselsäuregallerten, z. B. in der Superphosphatindustrie anfallende Naßprodukte,
ferner Tonerde oder Eisenoxydgallerten oder die entsprechenden Sole, benutzbar.
Auch natürliche Stoffe, die durch Flüssigkeitsaufnahme quellen, wie z. B. Bentonit
und ähnliche stark quellbare Tone, sind geeignet. Die Faserstoffe
werden
in verhältnismäßig geringer Menge verwendet.
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Das Verfahren wird zweckmäßig so ausgeführt, daß man die Gallerte
bzw. das Sol unter starker mechanischer Behandlung, wie Mahlen, Walzen, Schlagen,
Kneten, Stoßen, in einer geeigneten Apparatur, z. B. einer Kugelmühle, mit der zweckmäßig
fein gepulverten, porösen Grundsubstanz innig mischt, wobei anfangs, insbesondere
bei Verwendung, von Kieselsäuregel und Kieselgallerte, eine teilweise Peptisation
des festen Materials eintreten kann.
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Wenn vom porösen Material so viel zugesetzt ist, daß die Masse eine
zähflüssige, pastige Konsistenz zeigt, werden Faserstoffe, wie kurzfaseriger Asbest,
in einer Menge von z. B. 5 bis 10 °/o des Gesamttrockengewichtes zugesetzt und in
der Masse durch starkes Mahlen möglichst gleichmäßig verteilt.
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Die fertige Masse kann entweder direkt in Formen gegossen oder gestrichen
werden oder, insbesondere wenn es sich um die Herstellung von Platten handelt, durch
Pressen von einem Teil der Flüssigkeit befreit und dann an der Luft oder in Öfen
bei mäßig erhöhter Temperatur getrocknet werden. Zur Erhöhung der Festigkeit ist
es meist günstig, das Material auf höhere Temperatur, z. B. 400 bis 6ovo 0, zu erhitzen
oder bei noch höheren Temperaturen zu brennen.
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Außer den genannten Komponenten können noch weitere Stoffe, z. B.
Füllmittel, wie Zement, oder Treibmittel, wie substituierte, insbesondere alkylierte
Naphthalinsulfosäuren, ferner Siliciumpulver, Aluminiumpulver, Kieselfluorwasserstoffsäure
und deren Salze, gegebenenfalls zusammen mit Laugen oder Säuren, oder andere, insbesondere
leicht Gase entwickelnde Stoffe, zugesetzt werden.
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Die so erhaltenen Formlinge, die die Form von Platten, Quadern, Ringausschnitten
(sogenannten Schalen), Füllkörpern, Nutschen u. dgl. besitzen können, lassen sich,
insbesondere wenn sie vollständig aus weitporigem Material bestehen, leicht bearbeiten,
z. B. sägen, schleifen, bohren u. dgl. Sie eignen sich als Adsorbentien, Raffinationsmittel,
ferner infolge ihres großen Hohlraumvolumens und ihrer Beständigkeit gegen Flüssigkeiten
als Aufsaugematerial für Flüssigkeiten, z. B. in Acetylenbehältern, Trockenelementen
usw., als Füll- oder Filtermaterial, z. B. als Ultrafilter, als Diaphragmen, Katalysatoren,
Basenaustauscher, Kontaktträger, Träger für Reinigungsflüssigkeiten (z.B. Schwefelsäure,
Chromsäure u. dgl.) bei der Reinigung von Flüssigkeiten und Gasen, zur Herstellung
von Elektroden für galvanische Elemente, Akkumulatoren u dgl. und als Ersatz der
porösen und ungebrannten Tonteller, wie sie beim chemisch präpärativen Arbeiten
verwendet werden, insbesondere zum schonenden Trocknen. Sie können ferner als Material
für poröse Kühlgefäße, als Leichtsteine sowie als Isoliermaterial gegen Kälte, Wärme,
Schall, Elektrizität usw. Verwendung finden.
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Beispiel I I3 Gewichtsteile einer mit Ammoniakwasser oder sonstiger
alkalischer Flüssigkeit bis zu einer Wasserstoffionenkonzentration PH = IO gewaschenen
Kieselsäuregallerte, die im Liter etwa 120 g SiO2 enthält, oder eines 8- bis Iool,igen
Kieselsols, das in bereits vorgeschlagener Weise durch Peptisation einer rein gewaschenen
Kieselgallerte mit geringen Mengen Ammoniak bei erhöhter Temperatur und gleichzeitiger
Vermeidung einer Verdampfung von Wasser erhalten wurde, werden z. B. in der Kugelmühle
mit 4 Gewichtsteilen feinpulveriger, weftporiger Kieselsäure vermahlen, wobei die
Masse allmählich dünnpastig wird. Dann werden portionsweise weitere 3,5 Gewichtsteile
Kieselgelpulver und zum Schluß noch 0,5 Gewichtsteile kurzfaseriges Asbestmaterial
zugemischt. Die dicke Paste wird dann zwischen Tuchfiltern abgepreßt und die erhaltenen
Platten erst langsam bis etwa I200 getrocknet, dann weiter auf 6ovo0 erhitzt und
sodann durch Sägen, Schleifen oder Bohren in geeigneter Weise weiterverarbeitet.
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Beispiel 2 I,3 Gewichtsteile Bentonit werden portion weise erst.
mit 8 Gewichtsteilen einer feinpulverigen, weitporigen Kieselsäure (an deren Stelle
auch sogenannter Si-Stoff verwendet werden kann) und I7 Gewichtsteilen Wasser, dann
mit 0,5 Gewichtsteilen Asbest in der Kugelmühle homogen vermahlen und dann gemäß
Beispiel 1 weiter zu trockenen Platten verarbeitet. Als weitporige Kieselsäure verwendet
man hierbei am besten ein Produkt, das man durch Einrühren von Wasserglaslösung
in überschüssige Säure entweder als Niederschlag oder als Sol mit darin durch Rühren
fein verteiltem Niederschlag, Erstarrenlassen, Waschen und Trocknen der inhomogenen
Masse erhalten hat, wobei letzterer während oder nach dem Waschen, aber vor dem
Trocknen durch Zusatz von Alkalilauge oder Ammoniak ein PH zwischen 8 und IO erteilt
wurde.
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Beispiel 3 I3 Gewichtsteile eines durch Peptisation einer reinen
Aluminiumhydroxydgallerte hergestellten Aluminiumhydroxydsoles werden mit 8 Gewichtsteilen
feinpulverigen festen Tonerdegels in der Kugelmühle bis zur pastigen Konsistenz
vermahlen. Sodann werden 0,5 Gewichtsteile Asbest zugemischt. Die Weiterverarbeitung
der Paste erfolgt nach Beispiel 1,