DE565178C

DE565178C - Verfahren zur Herstellung von fein verteiltem Eisenoxyd

Info

Publication number: DE565178C
Application number: DE1931565178D
Authority: DE
Inventors: Dr Max Braeutigam
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-01-01
Filing date: 1931-01-01
Publication date: 1932-11-26

Description

Verfahren zur Herstellung von fein verteiltem Eisenoxyd Soweit Eisenrot nicht durch Brennen natürlich vorkommender, fein verteilter oxydischer oder hydroxydischer Erze gewonnen wird, stellt man heute die Eisenrotfarben wohl meist aus Kiesabbränden durch Vermahlen und Schlemmen her. Derartige Eisenrote haben den Nachteil, daß sie infolge ihres Schwefelgehaltes auf die angestrichenen Metalle infolge Schwefelsäurebildung leicht korrodierend wirken und daher für Metallanstrich nicht Verwendung finden. Das nachstehend geschilderte Verfahren hat nun den Vorzug, äußerst fein verteilte Eisenrote zu liefern, ohne daß dazu ein Mahlprozeß nötig wäre; ferner sind die nach diesem Verfahren hergestellten Eisenrotfarben so gut wie schwefelfrei und wirken daher auf die angestrichenen Metalle in keiner Weise korrodierend.
Nach der vorliegenden Erfindung erreicht man die äußerst feine Verteilung des Eisenoxydes dadurch, daß man zunächst die bekannte Kohlenoxydspaltung 2 C O < ' C -;- CO. bei etwa 45o bis 50o° C sich an geeigneten Eisenerzen oder auch Blechen vollziehen läßt. Die Kohlenoxydspaltung erzeugt eine lebhafte Rußabscheidung an dem angewandten Kontakt. Es liegt in dem Wesen dieser Reaktion begründet, daß z. B. das Eisenerz dabei zerbröckelt, zerfällt und schließlich zu einem staubförmigen, durch und durch homogenen, mit Eisen in feinster Verteilung durchsetzten Ruß führt. Eine solche feinste Verteilung von Ruß und Eisen ist schon bei 5o °/o Ruß und- weniger vorhanden. Das Eisen ist in der Rußmasse nicht mehr als Oxyd vorhanden, sondern in der Hauptsache wohl als Carbid. Auch der an Blech hergestellte Ruß ist durch und durch mit Eisen durchsetzt, das von dem Kohlenstoff aus der Eisenoberfläche losgearbeitet wird.
Da die Kohlenoxydspaltung auch an sich nicht aktive Begleiter des Eisens in denselben fein verteilten Zustand bringt wie den Eisenkontakt selbst, so kann man durch Beimischung geeigneter Stoffe zum Eisenerz schließlich zu Eisenoxyden gelangen, die bestimmte Farbtöne haben; als Beispiel sei die Zumischung von etwa 5 % Na Cl zum Erz genannt, wodurch man ein violettstichiges Eisenoxyd erhält.
Die zweite Stufe des Verfahrens besteht darin, daß man über den im ersten Teil des Verfahrens hergestellten Ruß entweder bei der Herstellungstemperatur von 45o bis Soo° C oder aber bei tieferen oder auch höheren Temperaturen Luft oder Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherte Luft leitet und den äußerst fein verteilten Kohlenstoff des oft pyrophoren Produktes vorsichtig und langsam vollkommen oder teilweise verbrennt. Hierbei aber reagiert der Luftsauerstoff nicht nur mit dem Ruß, sondern auch mit dem Eisen bzw. Eisencarbid oder sonstigen Eisenverbindungen und erzeugt ein äußerst fein verteiltes Eisenoxyd.
Die erste Stufe des Verfahrens kann hiernach ähnlich ausgeführt werden wie bei den Verfahren zur Herstellung von Ruß als Enderzeugnis unter Verwendung der Reaktion ?.CO z#--h C -f- C02, wo schor. praktisch schwefelfreie Gase und als Katalysator schwefelfreies Eisenoxyd verwendet werden; nur wird jetzt die Menge des Eisenoxyds nicht möglichst gering gehalten, sondern dem hier gewünschten Erzeugnis entsprechend hoch. Weiter setzt man dieses Verfahren zweckmäßig nur so weit fort, bis das Erzeugnis etwa 5o °/o Ruß und 50 °/o Eisenverbindungen enthält. In der zweiten Stufe wird dann einfach statt des Gases, z. B. des Gichtgases, Druckluft . durch die noch q.5o bis Soo° C heiße Masse geleitet, welche bei dieser Temperatur den Ruß verbrennt und die Eisenverbindungen zu Eisenoxyd oxydiert. Diese Luft strömt zuerst sehr langsam zu, um Überhitzungen durch die Verbrennungswärme des Rußes zu vermeiden; man kann zu diesem Zweck sogar zuerst mehr oder weniger indifferente Gase, wie Rauchgas, beimengen. Auch kann hierbei die äußere Beheizung zeitweise ganz abgestellt werden, da die Verbrennungswärme des Rußes selbst zur Aufrechterhaltung der Temperatur völlig ausreichend ist. Da die Temperatur und Dauer des Vorganges auch einen Einfluß auf das Aussehen des Eisenoxyds haben, ist, je nach dem gewünschten Erzeugnis, die Verbrennung leicht regelbar. Wenn gegen Ende des Vorgangs die Temperatur sinkt, kann eine äußere Zufuhr von Wärme eintreten und eine Beschleunigung der Luftzufuhr. Die Gesamtdauer des Abbrennens ist auf etwa i bis Tage einzustellen. Zurück bleibt also dieses äußerst fein verteilte und als Farbe vorzüglich geeignete Eisenoxyd. Der Farbton desselben kann durch die Verbrennungstemperatur weitgehend beeinflußt werden. Je niedriger die Verbrennungstemperatur gehalten wird, um so heller ist der Farbton des Oxydes. Läßt man nicht sämtlichen Ruß abbrennen, so erhält man Farben, die beim Anrühren völlig homogene, aber siena- bis umbrabraun gefärbte Oxyde liefern. Zweckmäßig wird das so hergestellte Oxyd pneumatisch aufbereitet.
Will man durch Beimischung von Ruß dunklere Farbtöne erhalten, so ist zweckmäßig, doch zuerst den ganzen Ruß abzubrennen und. nachher die notwendige Menge Ruß beizumischen. Das so hergestellte Eisenrot ist nicht nur durch seine äußerst feine Verteilung als Malerfarbe geeignet, sondern auch besonders wegen seiner völligen Schwefelfreiheit. Schwefel ist in diesem Produkt deswegen nicht zugegen, da die Gegenwart von Schwefel die Kohlenoxydspaltung, die ja für die Herstellung der feinen Verteilung unerläßlich ist, als Kontaktgift inhibieren würde.
Das so hergestellte Eisenoxyd ist seiner Reinheit und äußerst feinen Verteilung wegen auch für andere Zwecke sehr geeignet, so z. B. als Polierrot, als Katalysator, als Schmiermittel und als Farbmasse für Kautsckuk.
Die Ausführungsform des Verfahrens besteht in folgendem: Ein aus etwa 15 Etagen bestehender Bußofen wird mit einem möglichst reinen Eisenerz beschickt. Besonders geeignet ist das unter dem Namen »Krivoj-Rog-Erz« im Handel bekannte Erz, welches im allgemeinen go bis 95 % Fe203 enthält, während der Rest im wesentlichen Ton, SiO2 und Kalk ist. Der geringe Prozentsatz der Gangart in diesem Erz hat die Bedeutung, daß die Gangart den Farbton nicht verunreinigt.
Nach 3 Tagen wurde das Gichtgas abgestellt und nunmehr zum Abbrennen des gebildeten Rußes vorsichtig Luft eingeleitet. Die Temperatur des. Ofens wurde während des Abbrennens auf 450 bis 500° C gehalten. Nachdem die Abgasanalyse ergeben hatte, daß aller Ruß verbrannt war, wurde der Ofen geöffnet und die Rohfarbe ausgeräumt und im Windsichter aufbereitet. Erhalten wurden 76 kg -q.a % sehr fein verteiltes hochprozentiges Eisenoxyd.
Der anfallende Grieß wird, mit Erz gemischt, zur Beschickung .eines neuen Ofens verwandt; man kann ihn jedoch in einer Mühle fein mahlen, da er durch den Kohlenoxydspaltungsprozeß ziemlich weich geworden ist. Man erhält ein etwas geringeres Eisenrot.

Claims

PATENTANSPRÜCHE; i. Herstellung von im besonderen als Farbe brauchbarem, fein verteiltem Eisenoxyd, gekennzeichnet durch die Verwendung des für Herstellung eines eisenhaltigen Rußes bekannten Vorgangs der CO-Spaltung und nachherige vollkommene oder teilweise Ausbrennung des Rußes aus dem Erzeugnis. :
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß grob zerkleinerte Eisenoxyde, im besonderen Eisenerz oder Eisenbleche, in der ersten Stufe des Verfahrens mit Herstellung von Ruß verwendet werden als Rohstoff für das fein verteilte Eisenoxyd und als Katalysator für den Vorgang überhaupt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rußbildung bei der Bildung von etwa 5o °% Ruß abgebrochen wird. 4.. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,. daß durch den noch heißen Apparat zur Rußbildung ein sauerstoffhaltiges Gas durchgeblasen wird.