DE624458C

DE624458C - Verfahren zur Herstellung von feinkoerniger Eisenoxydfarbe

Info

Publication number: DE624458C
Application number: DEF72097D
Authority: DE
Original assignee: WALTER FACKERT DR
Current assignee: WALTER FACKERT DR
Priority date: 1931-10-28
Filing date: 1931-10-28
Publication date: 1936-01-21

Description

Die in Blechwalzwerken und Verainnereien in großen Mengen anfallenden Sdhwefelsäureabfallbeizen bilden ein lästiges Nebenprodukt, für deren Verwertung· bis jetzt kein wirtsehaftlieh geeignetes Vierfahren gefunden worden ist. Alle bisher von den einzelnen Werken zur Vernichtung der Abfallbeize eingeschlagenen Wege sind unproduktiv, sie werden nur zwangsweise auf Grund der Bestimmungen der Gewerbebiehörde durchgeführt. Auch die verhältnismäßig einfache Aufarbeitung auf Eisenvitriol ist aus wirtschaftlichen Gründen nicht durchzuführen, zumal die gesamte anfallende -Menge nicht unterzubringen ist.

Es lag daher nahe, ein Aufarbeitungsverfahren zu suchen, durch das das gelöste Eisen (Eisensulfat) als Eisenfarbe zurückgewonnen wird. Das neue Verfahren gestattet, in vollkommener Weise die praktisch höchstwertigste Eisenoxydfarbe herzustellen. Vorausgeschickt sei, daß die von den Walzwerken übernommene S dhwefelsäureabf allbeize neben etwa 3 bis 4 0/0 freier Schwefelsäure noch 40 bis 45 o/_o Eisensulfat und als Rest Wasser enthält. Das aus dieser Lösung nach bekannten Verfahren gewonnene Eisensulfat wird * der Eisenoxydfarbeherstellung unterworfen.

Diese Herstellung gliedert sich in zwei Arbeitsgänge:

I.Trocknen des FeSO₄-ZH₂O bis zu FeSO₄-H₂O,

2. Brennen des FeSO₄-H₂O nach folgendem chemischem Vorgang:

a) FeSO₄-H₂O >- FeSO₄ + H₂O,

b) 2 Fe S O₄ ——>- Fe₂ O₃ -f S O₂ + S O₃.

Es¹ ist bekannt, kristallisiertem Eisensulfat (FeS O₄ -7 H₂O) durch Erwärmung Kristallwasser zu entziehen und eine Trocknung bis auf die Zusammensetzung Fe S O₄ · H₂ O vorzunehmen. Des weiteren ist bekannt, daß FeSO₄-7 H₂O bzw. FeSO₄-H₂O durch. Erhitzen auf höhere Temperaturen allmählich in Fe₂O₃ übergeführt werden kann. Das sofortige Erhitzen des Fe S O₄ -7 H₂ O hat den großen Nachteil, daß, die Masse bei den erforderlichen hohen Temperaturen zusammenbäckt. Die angestrebte Farbfeiriheit, die zur Erzielung einer hochwertigen Farbquaütät notwendig ist, kann durch nachträgliche Zerkleinerung nicht erreicht werden. Bei diesem Prozeß ist ebenfalls eine restlose Umwandlung in Fe₂O₃ nicht möglich, da das Zusammenbacken ein Entweichen der Abröstungspirodukte aus dem Innern eines solchen zusammengeklebten Körpierchiens nicht gestattet. Ein kräftiges Auswaschen nach, dem Zerkleinern ist dann unbedingt zur Entfernung der restlichen FeS O₄-Anteile erforderlich.

Die Überführung des abgetrockneten FeSO₄-H₂O in Fe₂O₃ (Eisenoxydrot) ist die beste Lösung. Voraussetzung dabei ist, daß

auch, tatsächlich getrocknetes Ferrosulfat vorliegt und " nicht "basisches . Ferrisulifiat. Bei den bis jetzt bekannten Verfahren, ist diese Gewähr nicht gegeben. Die angegebenen Trocknungstemperaturen liegen so hoch, daß hierbei ein Aufschmelzen des-FeSO₄-7 H₂O im eigenen Kristallwasser 'eintritt, was gleichzeitig mit einer Bildung von basischem Ferrisulfat verbunden ist. Dieses basische Ferrisulfat bildet kleine, san&omähnliche, harte Einschlüsse., die auch durch das nachträgliche Brennen nicht beseitigt werden können. Sie verschlechtern durch ihre Anwesenheit die Farbqualität ganz erheblich.

Ziel des neuen Verfahneins ist die Herstellung eines höchstwertigen Eisenoxydrots, ■das gekennzeichnet ist durch, höchste ,Verschnittfähigkeit und reinsten Farbton. Erreicht wird 'dieses Ziel durch eine Trocknung·

ao des Ausgangsproduktes (FeSO₄-7 H₂O) dergestalt, daß die Erwärmung zwecks Wasserentfernung so vorsichtig vorgenommen wird, daß ein Schmelzen des FeSO₄-7.H₂O im eigenen Kristallwasser und damit 'eine BiI-dung von basischem Ferrisulfat vermieden wird. Diese Trocknung ohne Bildung von basischem Ferrisulfat wird durch. Erwärmung bei etwa 30⁰C erreicht.

Das FeSO₄ · 7 H_? O enthält 45,3 °/o

Wasser, die bis auf annähernd 10 °/„ (FeSO₄-H₂O) entfernt werden müssen. Diese Zahl wird jedoch praktisch nicht ganz erreicht. Es ist 'dies auch nicht von Bedeutung, es muß durch die Trocknung nur das Zusammenbacken beim Brennen (etwa 700⁰C) vermieden werden, selbstverständlich unter der Voraussetzung, daß beim Trocknen und auch beim späteren Brennen kein Ferrisulfat irgendwie entstehen kann. Die Trockentemperatur beträgt 30⁰C. Wichtig ist die Trockenzeit, sie beträgt bis zu 8 Stunden, eine Zeit, die bei Verwendung einer rotierenden Trockentrommel durch, die Länge der Trockentrommel erreicht wird. Der Tiocknungsverlauf ist in der Zahlentafel I und in der Abb. 1 als Funktion der Zeit dargestellt. Aus der Zahlentafel I geht gleichzeitig die Anreicherung an EeSO₄ hervor.

80 Wasser

¹Yo

Anlieferung	45,o	55,o
Trockenzeit 1 Stunde	4i,5	58,5
2 Stunden	38,0	62,0
3 -	34,o	66,0
4 -	30,0	70,0
5 -	27,0	73,o
■6 -	22,0	78,0
7 -	19,0	81,0
8 -	15,0	85,0

Zahlentafel I

3 4 5 6 7 8 Stimden Trockenzeit

Abb. ι
Ausf ührungs'beispiel

Io

ο = Ausgangsmaterial — Eisensulfat —

(FeSO₄-7 H₂O),

I = Ausgangsmaterial ο bei etwa 30⁰C, 24 Stunden getrocknet (neues Verfahren),

II = Ausgangsmaterial ο biei etwa 64⁰ C, 24Stundengietrocfcrj!et (Verfahren der englischen Patentschrift 232 581),

III = Zwischenprodukt I, 1 Stunde bei

700⁰C gebrannt,

IV = Zwischenprodukt II, 1 Stunde bei

700⁰C gebrannt,

V = Farbe III mit Leinöl auf Glas ausgestrichen, VI = Farbe IV mit Leinöl auf Glas ausgestrichen.

Das Ausgangsmaterial war ' reines ; Ferro sulfat ohne Spuren von Ferrisulfat. Die Zwischenprodukte I und II unterschieden sich schon äußerlich durch ihre Farbe. I war fast weiß und II bräunlich. Während I nur aus Ferrosulfat bestand, waren in II einzelne Körnchen enthalten, die sich bei der Trocknung -auf 64⁰ C (britische Patentschrift 232581) gebildet hatten und aus Ferrisulfiat bestanden. Der Nachweis erfolgte durch· Reaktion mit Ferro- bzw. Ferricyankalium. Beim Ausstrich mit einem weichen Spatel auf einer glatten Unterlage konnten in II deutlich die Körnchen festgestellt werden im Gegensatz zu I, das vollkommen weich war. Bemerkt sei noch, daß I nach der Trocknung nur schwach zusammenklebte und durdh leichten Druck zerkleinert wenden konnte, II mußte schon kräftig gemörsert werden, denn bei 64⁰C schmilzt Fe S O₄-7H₂ O schon teilweise in seinem eigenen Kristallwasser. Diesen zusammengeschmolzenen Zustand behält das Produkt nach der Trocknung bei. Es muß dann kräftig gemahlen werden, wodurch aber niemals die Feinheit von I erreicht werden kann, ganz abgesehen von den entstandenen Ferrisulfatkömchen, die eine weitere Verschlechterung der Qualität bedeuten. Was hier von dem bei 64⁰ C getrockneten Eisensulfat gesagt wurde, gilt erst recht bei Anwendung noch höherer Trockentempieraturen, wie sie in der deutschen Patentschrift 529 384 vorgeschlagen werden.

Es ist nicht möglich, durch Trocknung bei 64⁰C bzw. bei 200 bis 300⁰C ein weiches, weißes, "getrocknetes Eerrosulfat herzustellen. Die Schwierigkeiten werden noch größer, wenn, wie es in der Praxis immer der Fall ist, das Ausgangsmaterial (FeSO₄-7 H₂O) nicht ganz trocken ist und noch mit Mutterlaugenresten oberflächlich benetzt ist. , Der Brennprozeß ergab die Eisenoxydfarben III und IV. Außer dem besseren Farbton der Farbe III war bei der Prüfung der Farben mit einem weichen Spatel die große Weichheit der Farbe III festzustellen, während Farbe IV einzelne harte Körnchen enthielt. Diese Körnchen waren die gleichen, wie sie schon im Zwischenprodukt II beobachtet wurden. Es ist damit bewiesen, daß die Ferrisulfatkörnchen, wenn sie einmal entstanden sind, durch den Brennprozeß nicht mehr beseitigt werden können. Besonders deutlich traten diese Körnchen, die man in der Farbe mit unbewaffnetem Auge nicht erkennen konnte, beim Ölausstrich auf der Glasplatte IV in Erscheinung. Im Gegensatz zu V (dem Ölausstrich der Farbe III, der vollkommen gleichmaßig und dicht ohne Körnchenbildung die Glasplatte bedeckte) waren, im Ausstrich VI deutlich die einzelnen Körnchen abgezeichnet. Der bessere Farbton von III beruhte darauf, daß sämtliches FeSO₄ in Fe₂O₃ umgewandelt war. Die Farbe ist ohne Nachbehandlung handelsfähig, da sie nur noch unschädliche Spuren von FeSO₄ besitzt. Möglich ist dies nur durch Verwendung eines vollkommen weichen Trockenproduktes. Bei der Farbe IV waren noch Reste von Ferrisulfat vorhanden, die, da ihre Eigenfarbe nicht rot ist, den roten Farbton ungünstig beeinflußten. Diese Farbe muß, zwecks Entfernung des störenden Ferrisulfats und um sie überhaupt handelsfähig zu machen, gemahlen und gewaschen werden.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von feinkörniger Eisenoxydfarbe aus Eisensulfat (FeS O₄ · 7H₂O) bzw. aus den aus Abfallbeizen gewonnenem, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsstoff (Fe S O₄ · 7 H₂O) zunächst durch gelindes Erwärmen bei etwa 30⁰C in FeSO₄-H₂O übergeführt und darauf in bekannter Weise der Calcination unterzogen wird.