DE603669C

DE603669C - Manufacture of silicofluorides

Info

Publication number: DE603669C
Application number: DEB151769D
Authority: DE
Original assignee: CHEM FAB GmbH; BRANDER FARBWERKE
Current assignee: CHEM FAB GmbH; BRANDER FARBWERKE
Priority date: 1931-08-27
Filing date: 1931-08-27
Publication date: 1935-04-12

Description

Herstellung von Silicofluoriden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Silicofluoriden, insbesondere für die Holzkonservierung.Production of Silicofluorides The invention relates to a method for the production of silicofluorides, especially for wood preservation.

Bekanntlich sind die Salze der Kieselfluorwasserstoffsäure, vor allem das Zinksilicofluorid, vortrefflicheHolzkonservierungsmittel. Sie weisen aber einen sehr hohen Gehalt an freier Säure auf und greifen daher Metalle, insbesondere Eisen, stark an, so daß sie für die Imprägnierung in Druckkesselanlagen nicht in Frage kommen und aus diesem Grunde bisher in der Imprägnierungstechnik nur eine untergeordnete Rolle gespielt haben.It is well known that the salts of silicofluoric acid are above all zinc silicofluoride, excellent wood preservatives. But they show one very high free acid content and therefore attack metals, especially iron, strong, so that they are out of the question for impregnation in pressure vessel systems come and for this reason so far in the impregnation technology only a subordinate Played a role.

Gewöhnlich erfolgt die Herstellung von beispielsweise Zinksilicofluorid in der Weise, daß man Zinkabfälle im molekularen Verhältnis in Kieselfluorwasserstoffsäure auflöst. So einfach der Prozeß ist, sind doch erhebliche Schwierigkeiten und große Nachteile gegeben. Die restlose Umsetzung des Zinkmetalls erfordert eine unverhältnismäßig lange Zeit. Obwohl Metall und Säure in äquivalenten Mengen zur Reaktion kommen, verläuft der Prozeß doch nicht quantitativ. In dem Umsetzungsprozeß zwischen Metall und Säure bildet sich ein Gleichgewichtszustand, so daß ungelöstes Zink und freie Säure nach erfolgter Reaktion zurückbleiben, wodurch die Lösung bzw. die durch Eindampfen erhaltenen Salze für die Imprägnierung in Druckanlagen untauglich werden.Usually zinc silicofluoride, for example, is produced in such a way that zinc waste in the molecular ratio in hydrofluoric acid dissolves. Simple as the process is, there are considerable difficulties and great difficulties Disadvantages given. The complete conversion of the zinc metal requires a disproportionate long time. Although metal and acid react in equivalent amounts, the process is not quantitative. In the conversion process between metal and acid forms a state of equilibrium, leaving undissolved zinc and free Acid remain after the reaction, whereby the solution or by evaporation obtained salts are unsuitable for impregnation in printing systems.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren ist, daß der Umsetzungsprozeß ein Arbeiten in einer mit Wasser erheblich verdünnten Lösung notwendig macht, damit der Prozeß beschleunigt wird.Another disadvantage of the known method is that the conversion process working in a solution considerably diluted with water makes it necessary to do so the process is accelerated.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Es wurde gefunden, daß bei der Herstellung von Silicofluoriden äußerst reine und absolut säurefreie Endlaugen anfallen, wenn der Umsetzungsprözeß bei Gegenwart eines metallischen Katalysators durchgeführt wird. So setzt sich beispielsweise Zinkmetall, insbesondere in fein verteilter Form als Zinkstaub, in außerordentlich kurzer Zeit mit der Säure um, wenn man dem an sich sehr trägen Reaktionsgemisch beispielsweise fein gefälltes, reduziertes Kupfer in äquivalenter Menge zugibt. Der Prozeß verläuft dann geradezu quantitativ nach der Gleichung Zn -i- H2 S i F6 -f - Cu = Zn S i F, +:2 H + Cu. Wahrscheinlich spielen bei diesen Reaktionen elektrische Erscheinungen die ausschlaggebende Rolle. Durch die Zugabe von beispielsweise Kupfer bei der Herstellung von Zinksilicofluorid wird eine Polarisation zwischen demf Kupfer und dem Zink hervorgerufen, wodurch eine entsprechende elektrische Aufladung gegeben ist. Die Folge ist die restlose und rasche Umsetzung.The invention avoids these disadvantages. It has been found that the production of silicofluorides extremely pure and absolutely acid-free final liquors arise when the implementation process in the presence of a metallic catalyst is carried out. For example, zinc metal settles, especially in fine distributed form as zinc dust, with the acid in an extremely short time, if, for example, finely precipitated, reduced copper is added in an equivalent amount. The process then runs smoothly quantitative according to the equation Zn -i- H2 S i F6 -f - Cu = Zn S i F, +: 2 H + Cu. It is likely that electrical phenomena play the decisive role in these reactions Role. By adding, for example, copper in the production of zinc silicofluoride a polarization is created between the copper and the zinc, whereby a corresponding electrical charge is given. The consequence is the complete one and rapid implementation.

Das Verfahren eignet sich nicht nur zur Herstellung von Zinksilicofluoriden, sondern es können noch andere Metallsilicofluoride erzeugt werden, indem man die Metalle ebenfalls vorteilhaft in fein verteilter Form und in äquimolarem Verhältnis mit der Kieselflußsäure in Gegenwart von reduziertem Kupfer als Katalysator, analog dem Zink, zui Umsetzung bringt.The process is not only suitable for the production of zinc silicofluorides, but other metal silicofluorides can also be produced by using the Metals also advantageously in finely divided form and in equimolar proportions with the silicofluoric acid in the presence of reduced copper as Catalyst, analogous to zinc, brings to implementation.

Ausführungsbeispiele i. Herstellung von Zinksilicofluorid.Embodiments i. Manufacture of zinc silicofluoride.

In das Reaktionsgefäß gibt man 1700 kg Kieselflußsäure von 35° Be _-__ 34@/oig und versetzt sie mit 255 kg reduziertem Kupfer in Staubform. Unter gleichzeitigem Umrühren führt man alsdann ungefähr 263 kg Zinkstaub zu, den man zwecks Vermeidung einer Klumpenbildung mit einer geringen Menge Wasser oder Mutterlauge anrührt. Es wird sodann so lange gerührt, bis alles Zinkmetall sich umgesetzt hat, was man an dem Aufhören der Wasserstoffentwicklung oder aber auch durch Messen des Säuregrades feststellen kann. Der Katalysator geht trotz seines metallischen und reaktionsfähigen Charakters mit der Kieselflußsäure keine Verbindung ein und kommt nach dem Abfiltern von der Zinksilicofluoridlösung bei der nächsten Charge wieder zur Anwendung. Die anfallende Konzentratlauge besitzt eine Gradigkeit von 45 bis 48° Be, je nach der zum Anrühren des Zinkstaubes verwendeten Wassermenge. Nach dem Abfiltern der Kontaktmasse kann die Lauge durch Eindampfen weiter auf Salz verarbeitet werden.1700 kg of hydrofluoric acid of 35 ° Be are placed in the reaction vessel _-__ 34 @ / oig and puts them in dust form with 255 kg of reduced copper. Under At the same time stirring, about 263 kg of zinc dust is then added to it to avoid clumping with a small amount of water or mother liquor touches. It is then stirred until all the zinc metal has converted, what can be said about the cessation of hydrogen evolution or by measuring the Can determine acidity. The catalyst goes despite its metallic and Reactive character with the silicofluoric acid no connection and comes again after filtering off the zinc silicofluoride solution for the next batch to use. The resulting concentrate liquor has a degree of 45 to 48 ° Be, depending on the amount of water used to mix the zinc dust. After this Filtering off the contact mass, the lye can be further processed on salt by evaporation will.

Selbstredend kann man auch das erfindungsgemäße Verfahren in der Weise durchführen, daß man zunächst die Säure einträgt, sodann den Zinkstaub und schließlich die Katalysatormasse, gegebenenfalls in aufgeschwemmtem Zustand, zugibt.It goes without saying that the method according to the invention can also be used in this way carry out that you first enter the acid, then the zinc dust and finally the catalyst mass, optionally in the floated state, is added.

2. Herstellung von Eisensilicofluorid.2. Manufacture of iron silicofluoride.

In das. Reaktionsgefäß gibt man i7oo kg Kieselfluorwasserstoffsäure von 3.5° B6 (3401o) und versetzt sie mit etwa 255 kg reduziertem Kupfer in Staubform. Unter gleichzeitigem Umrühren führt man alsdann ungefähr 225 kg gepulvertes Eisen oder Abfalleisen in möglichst zerkleinertem Zustande zu. Es wird dann im übrigen genau so verfahren, wie im Ausführungsbeispiel i angegeben.700 kg of hydrofluoric acid are added to the reaction vessel of 3.5 ° B6 (3401o) and adds about 255 kg of reduced copper in dust form. About 225 kg of powdered iron are then introduced with simultaneous stirring or waste iron in as crushed a condition as possible. It will then be the rest proceed exactly as indicated in exemplary embodiment i.

3. Herstellung von Cadmiumsilicofluorid. In das Reaktionsgefäß gibt man i7oo kg Kieselfluorwasserstoffsäure von 3.5° B8 (340/0) und versetzt sie mit etwa 255 kg reduziertem Kupfer in Staubform. Unter gleichzeitigem Umrühren führt man alsdann ungefähr 45o kg Cadmium in Staubform oder als zerkleinertes Metall zu und verfährt im übrigen genau so, wie im Ausführungsbeispiel i angegeben.3. Production of cadmium silicofluoride. Pour into the reaction vessel one 700 kg of hydrofluoric acid of 3.5 ° B8 (340/0) and mixed with them about 255 kg of reduced copper in dust form. While stirring at the same time leads about 450 kg of cadmium are then added in the form of dust or as crushed metal and otherwise proceeds exactly as indicated in exemplary embodiment i.

4. Herstellung von Aluminiumsilicofluorid. In das Reaktionsgefäß gibt man i7oo kg Kieselfluorwasserstoffsäure von 35° B8 (34010) und versetzt sie mit etwa 255 kg reduziertem Kupfer in Staubform. Unter gleichzeitigem Umrühren führt man alsdann ungefähr 36 kg Aluminiumstaub, -blech, -schnitzel, -drehspäne oder -folie zu und verfährt im übrigen genau so, wie im Ausführungsbeispiel i angegeben.4. Manufacture of aluminum silicofluoride. Pour into the reaction vessel i7oo kg of hydrofluoric acid of 35 ° B8 (34010) are added about 255 kg of reduced copper in dust form. While stirring at the same time leads then about 36 kg of aluminum dust, sheet metal, chips, turnings or foil and proceeds exactly as indicated in embodiment i.

5. Herstellung von Nickelsilicofluorid.5. Manufacture of nickel silicofluoride.

In das Reaktionsgefäß gibt man i7oo kg Kieselfluorwasserstoffsäurevon 351 Be (34%) und versetzt sie mit etwa 255 kg reduziertem Kupfer in Staubform. Unter gleichzeitigem Umrühren führt man alsdann ungefähr 235 kg Nickelabfälle oder -staub zu und verfährt im übrigen genau so, wie im Ausführungsbeispiel i angegeben.100 kg of hydrofluoric acid are added to the reaction vessel 351 Be (34%) and mixed it with about 255 kg of reduced copper in dust form. Under about 235 kg of nickel waste or dust is then carried out at the same time as stirring and proceeds exactly as indicated in embodiment i.

Andererseits aber ist man bei der Herstellung der verschiedenen Metallsilicofluoride nicht unbedingt an die Verwendung von Kupfer gebunden, sondern es gibt noch eine ganze Reihe sehr brauchbarer Katalysatoren, wie z. B. Blei, Eisen, Zinn usw.On the other hand, one is in the production of the various metal silicofluorides not necessarily tied to the use of copper, there is one more whole range of very useful catalysts, such as. B. lead, iron, tin, etc.

Hauptsächlichste Bedeutung aber hat das Kupfer, da dieses von den brauchbaren Katalysatoren die größteUmsetzungsbeschleunigung bewirkt und somit die Herstellung der meisten Metallsilicofluoride zuläßt. Will man an Stelle von Kupfer andere Katalysatoren verwenden, so arbeitet man wie folgt: 6. In das Reaktionsgefäß gibt man 1-70o kg Kieselflußsäure von 35 ° B6 = 3401oig und versetzt sie mit etwa 87o kg reduziertem Blei in Pulver- oder Staubform. Unter gleichzeitigem Umrühren führt man alsdann ungefähr 263 kg Zinkstaub zu, den man zwecks Vermeidung einer Klumpenbildung mit einer geringen Menge Wasser oder Mutterlauge anrührt. Es wird sodann so lange gerührt, bis alles Zinkmetall sich umgesetzt hat, was man an dem Aufhören der Wasserstoffentwicklung oder aber auch durch Messen des Säuregrades feststellen kann. Im übrigen verfährt man bei Anwendung dieses Katalysators genau so, wie im Beispiel für Kupfer beschrieben ist.But copper is of the greatest importance, since it is of the Usable catalysts causes the greatest conversion acceleration and thus the Manufacture of most metal silicofluorides. You want instead of copper use other catalysts, proceed as follows: 6. Into the reaction vessel give 1-70o kg of hydrofluoric acid of 35 ° B6 = 34010ig and add about 87o kg of reduced lead in powder or dust form. While stirring at the same time then add about 263 kg of zinc dust to avoid a Lump formation mixed with a small amount of water or mother liquor. It will then stirred until all the zinc metal has implemented what you can do with the Stopping the evolution of hydrogen or by measuring the degree of acidity can determine. Otherwise one proceeds exactly when using this catalyst as described in the example for copper.

7. In das Reaktionsgefäß gibt man i7oo kg Kieselflußsäure von 35° Be=340ioig und versetzt sie mit 56 kg reduziertem Eisen in Staub- oder Pulverform. Hierauf setzt man unter gleichzeitigem Umrühren den evtl. mit Wasser oder Mutterlauge angerührten Zinkstaub im Gewicht von etwa 263 kg zu und verfährt bei diesem Katalysator im übrigen analog wie bei Kupfer.7. 700 kg of hydrofluoric acid at 35 ° are placed in the reaction vessel Be = 340ioig and add 56 kg of reduced iron in dust or powder form. This is followed by stirring, possibly with water or mother liquor mixed zinc dust weighing about 263 kg and proceed with this catalyst otherwise analogous to copper.

B. In das Reaktionsgefäß gibt man i7ookg Kieselflußsäure von 35° B8 == 3401oig und versetzt sie mit etwa i 1g kg reduziertem Zinn in Staub- oder Pulverform, worauf man den evtl. mit Wasser oder Mutterlauge angerührten Zinkstaub im Gewicht von etwa 263 kg unter gleichzeitigem Umrühren beifügt. Auch bei diesem Katalysator finden die beim Kupferkatalysator näher beschriebenen Arbeitsmethoden sinngemäße Anwendung.B. In the reaction vessel, i7ookg hydrofluoric acid at 35 ° B8 is added == 3401oig and add about i 1g kg of reduced tin in dust or powder form, whereupon the weight of the zinc dust, possibly mixed with water or mother liquor of about 263 kg while stirring at the same time. Even with this catalyst find the working methods described in more detail for the copper catalyst analogous Use.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of silicofluorides made of metals and hydrofluoric acid, especially for wood preservation in boiler watering systems, characterized in that the reaction components are reacted in the presence of a finely divided metallic catalyst takes place in such an amount that the customary metal catalysts contained in the impurities of the metal component significantly exceeds.

2. The method according to claim i, characterized by the application of reduced copper as a catalyst.