DE562385C

DE562385C - Verfahren zur Herstellung von wasserfreiem, fein verteiltem Calciumsulfat

Info

Publication number: DE562385C
Application number: DES99673D
Authority: DE
Original assignee: Peter Spence and Sons Ltd
Current assignee: Peter Spence and Sons Ltd
Priority date: 1930-07-12
Filing date: 1931-07-09
Publication date: 1932-10-25

Description

Verfahren zur Herstellung von wasserfreiem, fein verteiltem Calciumsulfat Die Erfindung betrifft die Herstellung von Calciumsulfat in fein verteilter Form. Es ist bekannt, wasserfreies Calciumsulfat in äußerst fein verteilter und scheinbar amorpher Form herzustellen durch Behandlung von Gips mit einem wasserentziehenden Mittel, wie z. B. Schwefelsäure, unter solchen Bedingungen, daß das Kristallwasser entzogen und die ursprüngliche Struktur zerstört wird.
Es wurde nun festgestellt, daß man wasserfreies Calciumsulfat in äußerst fein verteilter Form auch durch Einwirkung von anderen geeigneten Calciumverbindungen als Sulfat, nämlich z. B. von Calciumcarbonat in der Form von mineralischem Carbonat, ausgefälltem Carbonat oder Calciumoxyd oder -hydrat, mit Schwefelsäure und bzw. oder Mischungen von Schwefelsäure und geeigneten Sulfaten, wie z. B. Alkalisulfaten oder Bisulfaten, erhalten kann.
Führt man z. B. einer bestimmten Menge von gepulvertem wasserfreiem Calciumcarbonat so schnell wie möglich Schwefelsäure von 1,75 spei. Gew. in solcher Menge zu, daß nach der Umwandlung des gesamten Calciumcarbonats in Calciumsulfat ein überschuß von freier Schwefelsäure von beispielsweise 35 bis 400i10 über der zur Neutralisation erforderlichen Menge verbleibt, so entsteht das Calciumsulfat in wasserfreier, fein verteilter Form. Die Endkonzentration der überschüssigen freien Schwefelsäure beträgt bei einem L-berschuß von 35 0!o über die zur Neutralisation erforderliche Menge annähernd 1,32 spez. Gew. und etwa i,35 spez. Gew. bei einem hberschuß von 400110-Die Zugabe von Schwefelsäure muß daher so erfolgen, daß der nach Beendigung der Reaktion zurückbleibende Säureüberschuß eine Stärke besitzt, die unter derjenigen liegt, welche notwendig ist, um eine nennenswerte Auflösung des gebildeten Calciumsulfats herbeizuführen, d. h. um Calciumbisulfat zu bilden. Die Stärke des Säureüberschusses muß anderseits so hoch sein, daß die Entstehung von wasserfreiem Calciumsulfat in der gewünschten, äußerst fein verteilten Form sichergestellt ist. Das durch diese Reaktion unter diesen Bedingungen, d. h. unter Anwesenheit eines Säureüberschusses der erforderlichen Stärke, hergestellte Calciumsulfat ist nur in der wasserfreien Form stabil. Jedes kristallinische wasserhaltige Calciumsulfat, welches sich örtlich bilden könnte, wird sofort entwässert.
Zweckmäßig wird die Säure schnell zugefügt, damit der erforderliche Säureüberschuß möglichst vom Anfang der Reaktion vorhanden ist. Allerdings ist dies nicht unbedingt notwendig, denn man kann auch gegebenenfalls die Temperatur so einstellen, daß die Reaktion in der gewünschten Weise verläuft. Nach Vollendung der Reaktion, die beispielsweise in irgendeiner geeigneten Mischmaschine vorgenommen werden kanir zweckmäßig in einer Maschine, in welcher die Bestandteile möglichst schnell und möglichst vollkommen in innige Berührung miteinander gebracht werden, kann das fein verteilte, wasserfreie Calciumsulfat von dem Säureüberschuß durch Auswaschen und bzw. oder Alkalisieren mit einer geeigneten alkalischen Lösung oder einer geeigneten Erdalkaliverbindung, z. B. Bariumhydrat, befreit «erden, welche sich mit der überschüssigen Schwefelsäure verbinden kann. Anschließend daran erfolgt die Trocknung nach bekannten Methoden.
Schließlich kann auch ein geringerer Säureüberschuß genügen, wenn Schwefelsäure von größerer Stärke, z. B. Oleum o. dgl., benutzt wird. Hierbei tritt deswegen keine nennenswerte Lösung des gebildeten Calciumsulfats ein, weil bei Behandlung wasserfreier Calciumverbindungen die zur Bildung des Sulfats führende Reaktion zwischen dem Calcium und der Schwefelsäure von selbst die Konzentration der Restsäure herabsetzt. Wenn also die Oleummenge richtig gewählt ist, so liegt die Endkonzentration des Säureüberschusses innerhalb der angegebenen Grenzen. Bei wasserhaltigen Calciumverbindungen, z. B. Calciumhydroxy d, verursacht das Kristallwasser eine zusätzliche Verdünnung der restlichen Säure.
Beispiele i. i oo g wasserfreies Calciumcarbonat werden gemischt mit i i 2 g Oleum (2o ofo freies S03). Es entstehen 136g wasserfreies Calciumsulfat in fein verteilter, scheinbar amorpher Form. Die Restsäure enthält nur 48,5 % SO", entsprechend einem spei. Gewicht von 4495-2. 25 g Calciumsilikat werden gemischt mit einer Lösung, bestehend aus 2o g geschmolzenem Natriumbisulfat in ioo ccm Schwefelsäure von 4700 spez. Gew. bei einer Temperatur von 8o° C. Es werden 25 ccm dieser Lösung verwendet. Das entstehende Calciumsulfat zeigt nach Auswaschen der Säure im Mikroskop keine Kristalle.
3. 25g Calciumsilikat werden mit 2o ccm Lösung, bestehend aus Oleum (2o % freies SOS), gesättigt mit Bariumsulfat, gemischt. Das entstehende Calciumsulfat hat das gleiche Aussehen wie das nach Beispie12 gebildete Sulfat. Die bei den Ausführungsbeispielen 2 und 3 auftretenden Kieselsäuremengen lassen sich durch Auswaschen mit Flußsäure leicht entfernen.
4. 35 g geschmolzenes, handelsübliches Calciumchlorid werden mit i 2o ccm Schwefelsäure vom spez. Gew. 1,77 bei einer Temperatur von i5 o° C gemischt. Die Mischung wird bei dieser Temperatur fortgesetzt, bis-die Reaktion vollendet ist. Nach Verdünnung mit Wasser und Filtration in einem Buchnerfilter wird das entstandene, fein verteilte, wasserfreie Calciumsulfat mit Alkohol und Äther gewaschen und dann getrocknet.
5. 309 geschmolzenes Calciumnitrat werden mit i 2o ccm Schwefelsäure vom spez. Gew. 1,77 bei einer Temperatur von i 5o" C gemischt, und diese Mischung wird bei dieser Temperatur fortgesetzt, bis die Reaktion vollendet ist. Alsdann wird, wie im vorhergehenden Beispiel, mit Wasser verdünnt, filtriert und getrocknet.

Claims

PATENTA11'SPRL CHE: i. Verfahren zur Herstellung von wasserfreiem Calciumsulfat in äußerst fein verteilter und scheinbar ämorpher Form aus anderen Calciumverbindungen als Calciumsulfat, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verbindungen mit Schwefelsäure und bzw. oder Mischungen von Schwefelsäure und Sulfaten in solchen Mengen behandelt werden, daß ein überschuß von freier Schwefelsäure nach Vollendung der Reaktion zurückbleibt und daß die Stärke dieser Säure unter dem Betrage bleibt, welcher erforderlich ist, um eine nennenswerte Lösung des gebildeten Calciumsulfats zu bewirken, aber doch groß genug ist, um die Bildung des wasserfreien Calciumsulfats in der gewünschten Form zusichern.
2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle von Schwefelsäure Oleum verwendet wird.
3. Ausführungsform *des Verfahrens nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Calciumcarbonat in geeigneter Form mit Schwefelsäure oder Oleum im überschuß behandelt wird.
4. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Calciumoxyd oder Calciumhydroxyd als Ausgangsmaterial verwendet wird.