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Herstellung hochaktiver Kohle Es ist bekannt, kohlehaltige Substanzen,
wie Braunkohle, Holz u. dgl., mit Sulfaten und Bisulfaten der Alkalien zu erhitzen
und dadurch aktive Kohlen zu erhalten.
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Man hätte annehmen müssen, daß Holzkohle mit Sulfaten der Alkalien
unter den bekannten Gesichtspunkten ebenfalls aktive Produkte von guter Qualität
liefert.
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Es hat sich aber gezeigt, daß bei der Aktivierung von fertiggebildeter
Holzkohle nicht ohne weiteres hochwertige Produkte erzeugt werden können, sondern
nur dann, wenn die nachfolgend aufgeführten Bedingungen eingehalten werden: i. eine
Anwendung von mehr als 5o0;0 K.,0, zum Teil als Sulfat, bezogen auf die Menge der
angewandten Holzkohle; 2. eine feine Mahlung der Holzkohle, derart, daß sie mindestens
durch ein Sieb Nr. 8o abgesiebt werden kann, und 3. eine außerordentlich feine und
gleichmäßige Verteilung der Salze in der Kohle dadurch, daß die Salze gelöst, die
Holzkohle in die Lösung eingetragen und der erhaltene Dünnbrei unter Bewegung zur
Trockne verdampft wird.
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An und für sich liegt es im Bereich der üblichen Maßnahmen, den einen
oder anderen dieser Gesichtspunkte bei Aktivierungsverfahren anzuwenden. Es konnte
aber keinesfalls vorausgesehen werden, daß die gleichzeitige Anwendung dieser drei
Gesichtspunkte unbedingt notwendig ist, um aus Holzkohle mit Alkalisulfat zu einer
wirklich hochaktiven hohle zu gelangen. Die besondere Wirkung des Kalisalzes wird
durch nachfolgende Tabelle, bei der auch den Anforderungen zu Punkt 2 und 3 entsprochen
ist, besonders deutlich: i. 50 g fein gemahlene Holzkohle werden mit
50 g Natriumsulfat 2 Stunden auf über 800` erhitzt, das Ganze ausgelaugt
und die erhaltene hohle nach Behandlung mit Salzsäure gewaschen und getrocknet.
Die Ausbeute betrug 2o g Kohle.
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Die Methylenzahl dieser Kohle ist 5.
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2. Der gleiche Versuch wird mit einer Mischung von 5o g Chlorkalium
und io g Kaliumsulfat durchgeführt; die erhaltene Kohle hat eine Methylenzahl von
12. Die Ausbeute betrug 43g Kohle.
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3. Der gleiche Versuch wird mit einer Mischung von 30 g Chlorkalium
und 30 g Kaliumsulfat durchgeführt; die erhaltene Kohle hat eine Methylenzahl
von 27. Die Ausbeute betrug 4o g Kohle.
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Der gleiche Versuch wird mit 6o g Kaliumsulfat durchgeführt; die erhaltene
Kohle hat eine Methylenzahl von 40. Die Ausbeute betrug aber nur 23 g.
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Die normalen Kohlen des Handels haben Methylenzahlen von über i o.
Nur die Kohlen 2, 3 und 4 sind also als hochaktive Kohlen anzusprechen, Kohle 4
stellt eine besonders hochwertige Qualität dar.
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Besonders überraschend ist die Tatsache, daß nicht der chemische Angriff
in erster Linie die Ursache der eigentlichen Aktivierung ist, da sonst Kohlen gemäß
Versuch i besser sein müßten als Kohlen gemäß Versuch
2 und 3.
Es ist also möglich, mit besonderer Wirtschaftlichkeit hochaktive Kohlen zu erzeugen,
da gegebenenfalls von der zur Anwendung gelangenden Menge an aktiver Kohle nur ein
sehr geringer Teil verschwindet, Die Wechselwirkung des chemischen Angriffs und
der Wirkung der Konzentration an Kalisalz ermöglicht die Herstellung hochaktiver
Kohlen verschiedener Stärke, wobei selbstverständlich die Ausbeute an aktiver Kohle
mit der Verringerung des Sulfatgehaltes wächst, da die Reaktion kohle zu hinterlassen,
während andere Teilchen infolge der Abwesenheit oder des zu geringen Vorhandenseins
von Kaliumsulfat nicht genügend aktiviert werden.
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Merkwürdigerweise ist nämlich das geschmolzene Kaliumsulfat nicht
in der Lage, in die Poren der erhitzten Kohleteilchen einzudringen, was durch Versuche
festgestellt wurde.
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Durch das vorliegende Verfahren ist allen diesen Erscheinungen in
einfacher und wirtschaftlicher Weise Rechnung getragen. Beispiel K_S04+ 4CK@S+4C0
Kohle verzehrt.
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Wenn man gröbere Kohle anwendet und das Sulfat in fester Form beimischt,
so kann man selbst bei der Anwendung der genügenden Menge von reinem Käliumsulfat
nicht zu einer hochaktiven Kohle gelangen, sondern eine Siebung des Fertigproduktes
ergibt, daß wohl das feinste Produkt den geforderten Ansprüchen genügt, das gröbere
selbst-bei einer nachträglichen Mahlung dagegen nicht.
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Die Ausbeute an hochwertigem Produkt ist hierbei außerordentlich gering,
und wennman das erhaltene Produkt im ganzen auf die handelsübliche Feinheit vermahlt,
ist seine Aktivität nicht höher, als wenn man unter Berücksichtigung der angeführten
drei Gesichtspunkte gemäß Versuch 2 verfährt; dabei ist noch die Ausbeute erheblich
schlechter, da durch die große Menge des angewandten Kaliumsulfats ein großer Teil
an Kohle verbraucht wird.
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Jedenfalls ist dies darauf zurückzuführen, daß das außerordentlich
schwere Kaliumsulfat während der Erhitzungsperiode schmilzt und sich ungleichmäßig
verteilt.
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Dadurch werden gewisse Kohleteilchen, die sich in der Nähe von viel
Kaliumsulfat befinden, vollkommen verbraucht, also ohne Aktiv-2o g fein pulverisierte
und durch Sieb Nr. 8o abgesiebte Holzkohle werden mit i io ccm einer Lösung von
je 12 g Kaliums ulfat und Kaliumchlorid zur Trockne verdampft, und zwar unter fortwährendem
Rühren.
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Die trockene Masse wird unter Luftabschluß etwa i Stunde auf 85o°
C erhitzt und in Wasser gegeben.
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Die durch Filtration erhaltene Kohle wird in bekannter Weise gewaschen
und getrocknet, wobei 16 g einer ausgezeichneten hochaktiven Kohle erhalten werden.
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Die beim Auslaugen erhaltene Lösung wird mit Schwefelsäure neutralisiert,
der Schwefelwasserstoff aufgefangen, während die Lösung zu einem neuen Ansatz Verwendung
finden kann.