DE65448C - Verfahren zur Verwerthung von Carbonisationsrückständen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 29: Gespinnstfasern.

Bei der Trennung der animalischen von der vegetabilischen Faser mit Hülfe der Carbonisation, welche im allgemeinen in der Behandlung des betreifenden Fasergemenges mit verdünnter Schwefelsäure, Chloraluminium, Chlormagnesium oder gasförmiger Salzsäure besteht, erhält man neben der unangegriffenen animalischen Faser die vegetabilische Faser in leicht zerreiblichem Zustand (als sogenannte Hydrocellulose), so dafs nunmehr letztere von ersterer leicht mechanisch getrennt werden kann.

Der nach dieser Trennung verbleibende Rückstand, welcher also im wesentlichen aus mehr oder weniger fein pulverisirter Hydrocellulose besteht, enthält immer Reste animalischer Faser; so findet man Abfälle aus Schoddyfabriken mit 80 bis 90 pCt. Hydrocellulose und 20 bis 10 pCt. kurzen Wollfasern, meistens durchtränkt mit aus dem Verfahren herrührenden Metallsalzen, wie etwa Aluminiumchlorid, Eisenchlorid etc.

Man hat sich nun bestrebt, den in ganz erheblicher Menge gewonnenen Carbonisationsrückstand zu verwerthen. So hat man denselben als Düngemittel benutzt, namentlich in Rheingegenden zur Düngung von Weinbergen. Jedoch steht eine derartige Verwendung in keinem richtigen Verhältnifs zu dem der Zusammensetzung dieses Rückstandes entsprechenden Werth. Denn der Düngewerth desselben wird im wesentlichen nur durch dessen geringen Gehalt an animalischer Faser bedingt, während von einem Düngewerth des Hauptbestandtheiles, nämlich der Hydrocellulose, wohl überhaupt kaum gesprochen werden kann. Hierbei geht also der gröfste Theil des Rückstandes, nämlich die Hydrocellulose, ungenutzt verloren.

Eine andere Verwerthungsweise ist nun die trockene Destillation in geeigneten Retorten. Die hierbei, erhaltenen Destillationsproducte gleichen im allgemeinen denen der gewöhnlichen Cellulose bezw. des Holzes, indem sie aufser dem durch feines Kohlenpulver gebildeten Retortenrückstand im wesentlichen aus Theer und wässerigem Destillat bestehen, welches Essigsäure, Methylalkohol und Aceton enthält. Es zeigte sich hierbei aber der Uebelstand, dafs das Destillat durch übelriechende organische Basen und der sonst zu Farbzwecken oder als Pulverkohle mit Vortheil verwendbare Retortenrückstand durch eine Menge feiner, schwer zerreiblicher Kokstheilchen in seiner Beschaffenheit bezw. in seinem Werth, letzterer namentlich für Farbzwecke,' herabgedrückt wurde. Dieser Uebelstand wurde, wie es sich bei näherer Untersuchung herausstellte, durch die Gegenwart von thierischer Faser in dem Hydrocellulosematerial bedingt. Hierdurch leidet auch die Verwendungsfähigkeit des letzteren zur Verarbeitung auf Oxalsäure mittelst Erhitzung mit Alkalihydrat oder zur Nitrirung für Sprengstoffherstellung, obgleich namentlich für letzteren Zweck die Hydrocellulose an sich vortheilhafter zu verwenden ist als die Cellulose, da ihre Nitroproducte feinpulverig sind und nicht mehr zerkleinert zu werden brauchen.

Diesen Uebelständen abzuhelfen, ist nun der Zweck der vorliegenden Erfindung, welcher auf Grund der angestellten Versuche dadurch erreicht werden soll, dafs man die in den

Carbonisationsrückständen enthaltene und der vorteilhaften Verwerthung des bedeutenden Hydrocelluloseantheiles hinderliche thierische Faser entweder völlig aus den Rückständen entfernt oder sie in einen solchen Zustand überführt, dafs sie der Verarbeitung der Rückstände auf Körperfarben nicht mehr hinderlich ist.

Dieses kann zweckmäfsig geschehen durch mechanische Trennung der Wollfaser von der Hydrocellulose oder durch Unschädlichmachung der thierischen Faser, zweckmäfsig mit Hülfe chemischer Agenden, um alsdann Hydrocellulose entweder frei von störender thierischer Faser zu erhalten, eventuell unter Nebengewinnung von in den Rückständen anwesender thierischer Faser, oder gemischt mit für die Verwendung der Hydrocellulose nicht schädlichen Zersetzungsproducten derselben. Zur mechanischen Trennung werden die Rückstände, wenn nöthig, behufs Entfernung etwa vorhandener wasserlöslicher Bestandtheile (Metallsalze oder dergleichen, wie oben erwähnt) mit Wasser ausgewaschen und alsdann zweckmäfsig unter Anwendung solcher Vorrichtungen, wie dieselben bei der Stärkefabrikation zur Trennung der Stärke von der Pulpe üblich sind, durch Draht- oder Seidengaze gesichtet. Hierbei geht die feinpulverige Hydrocellulose mit dem Wasser durch das Gewebe, während die animalischen Fasern zurückgehalten werden. Sollte die Hydrocellulose hierfür nicht fein genug sein, so kann man vor der Sichtung die Rückstände durch eine Vorrichtung zum Nafsmahlen gehen lassen, um den Hydrocelluloseantheil in vollständig fein pulverförmigem Zustand zu erhalten. Fernerhin ist es zur völligen Abtrennung der feinsten animalischen Fasern bezw. Wollhärchen zweckmäfsig, die Sichtung unter Anwendung immer feinerer Gewebe zu wiederholen.

Das so erhaltene Hydrocellulosepulver wird zweckmäfsig in Filterpressen, Klärbassins oder Centrifugen gesammelt, möglichst vom Wasser befreit und getrocknet. Die Sichtung kann auch mit dem nach dem etwaigen Waschen getrockneten Material vorgenommen werden, für welchen Zweck sich die Anwendung der in der Müllerei üblichen Sichtemaschinen empfiehlt. Jedoch ist die nasse Sichtung vorzuziehen. Die gewonnene Hydrocellulose bildet alsdann ein graues bis weifses Pulver, welches man gewünschtenfalls auch in gebleichtem Zustande direct, etwa als Füllstoff verwenden oder auf Producte verarbeiten kann, für welche sonst Cellulose bezw. cellulosehaltiges Material als Rohstoff benutzt wurde. So läfst sich solche Hydrocellulose für Sprengstoff durch Nitrirung, zur Herstellung von Essigsäure, Aceton, Methylalkohol und sonstigen Destillationsproducten bezw. von Schwärze, welche Producte nun nicht mehr durch die Wirkung von animalischer Faser beeinträchtigt sind, durch trockene Destillation und zur Erzeugung von Oxalsäure durch Erhitzung mit Alkalihydrat ä'ufserst vortheilhaft verwerthen. Diese Hydrocellulose kann man auch zweckmäfsig nach vorhergegangener Bleichung nach den in der Baumwollenfärberei üblichen Methoden färben und in diesem Zustande als Körperfarbe, so in der Tapetenfabrikation, verwenden.

Die abgetrennte animalische Faser kann alsdann für sich als Düngemittel oder auch in der Papier- und Tapetenfabrikation Verwendung finden.

Legt man auf die Gewinnung der in den Carbonisationsrückständen enthaltenen animalischen (WoIl-) Faser keinen Werth, sondern will man sich lediglich mit deren Unschädlichmachung für die Verarbeitung der Rückstände auf Farbkörper begnügen, so kann man die Trennung auch in der Weise vornehmen, dafs man die Rückstände in geschlossenen Gefäfsen mit mäfsig verdünnter Salzsäure, verdünnter Schwefelsäure, Chlormagnesiumlösung, Chlorzinklösung oder anderen auf Wolle corrodirend wirkenden Agentien auf etwa 150⁰C. erhitzt. ■ Hierbei wird die animalische Faser zersetzt, während die Hydrocellulose in dunkelgefärbte huminartige Substanzen übergeht.

Diese Einwirkung 'auf die thierische Faser unterscheidet sich nun wesentlich von der Carbonisation der Pflanzenfasern. Ein derartiges Verfahren hat mit der Carbonisation nichts gemein. Die Carbonisation besteht keineswegs wie dem Wort, genau genommen, entsprechen würde und wie vielfach irrthümlich angenommen wird, in einer Verkohlung der vegetabilischen Faser, sondern in einer Hydrolysirung unter dem Einfiufs verdünnter Säuren, wobei die Cellulose unter Verlust ihrer organisirten Structur 1 Molecül Wasser aufnimmt:

^C6 ^H\0 ⁰S

H₂ O

^C6

Es ist hierbei noch besonders zu berücksichtigen, dafs diese Reaction ohne Druck bei verhältnifsmäfsig niedriger Temperatur (70° C.) und schon unter dem Einfiufs äufserst stark verdünnter Säuren (dreiprocentige Schwefelsäure) vor sich geht, wie von Ai me Girard durch sehr eingehende Versuche festgestellt ist. Hierbei findet eine weitergehende Zersetzung der Cellulose nicht statt und wird auch die mitanwesende Wolle unter diesen Bedingungen nicht angegriffen.

Völlig anders gestaltet sich aber der Verlauf des Verfahrens unter den oben angegebenen Bedingungen, d. h. bei Anwendung geschlossener Gefäfse bei höherer Temperatur (etwa 150⁰C.) und in Gegenwart nur mäfsig ver-

dünnter Lösungen der auf die Wolle corrodirend wirkenden Stoffe (so zweckmäfsig in Gegenwart von im Verhältnifs ι : 5 verdünnter Schwefelsäure), so dafs also diese Agentien unter höherem Druck auf die Wollfaser enthaltende Hydrocellulose einwirken. Hierdurch wird allerdings auch die Hydrocellulose in bedeutendem Mafse zersetzt und bildet nach dem Auswaschen und Trocknen ein äufserst zartes, unfühlbares Pulver von brauner Farbe und eigentümlichem Geruch nach verbranntem Zucker, welches huminartigen Charakter besitzt. Zu gleicher Zeit aber wird auch die vorhandene thierische Faser derartig zersetzt, dafs sie ebenfalls zu Pulver zerfällt. Das Ganze bildet also nunmehr ein homogenes, schon direct als Farbkörper benutzbares Pulver ohne jede erkennbaren faserigen Theile, welche sich, ohne zusammenzusintern oder harte zusammengesinterte koksähnliche Theilchen zu erzeugen, verkohlen läfst. Auf diese Weise erhält man eine sehr schöne Schwärze, welche ja, wie bekannt, um so besser ist, in je feinerer Vertheilung das zu verkohlende Product sich befindet. Diese Vorbehandlung hat noch den weiteren Vortheil, dafs durch die angewendeten Lösungen Aschenbestandtheile der Hydrocellulose gelöst werden, somit ein aschenärmeres und dadurch leichteres Verkohlungsproduct erzielt wird.

Die bei dieser Verkohlung sich entwickelnden Destillationsproducte sind gegenüber dieser Verbesserung des Destillations- bezw. Verkokungsrückstandes allerdings minderwerthiger als die der reinen bezw. derjenigen Hydrocellulose, welche der mechanischen Sichtung unterworfen war.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Reinigung von Carbonisationsrückständen von thierischer Faser, darin bestehend, dafs man die letztere durch mechanische Sichtung der Rückstände auf nassem oder trockenem Wege absiebt oder durch wollfaserzersetzende bezw. corrodirende Agentien, wie verdünnte Salzsäure, verdünnte Schwefelsäure, Chlormagnesiumlösung , Chlorzinklösung, zersetzt.

2. Verfahren zur Verwerfhung von Carbonisationsrückständen dadurch, dafs man dieselben nach Anspruch 1. von den thierischen Fasern befreit, welche eventuell für sich verwendet werden können, bezw. letztere unschädlich macht und die erhaltene Hydrocellulose, falls dieselbe nicht ebenfalls als solche etwa nach erfolgter Bleichung bezw. Färbung Verwendung finden soll, nitrirt behufs Verwendung für Sprengzwecke, oder mit Alkalihydrat erhitzt, behufs Oxalsäuregewinnung oder unter Luftabschlufs verkohlt, wobei der Rückstand ein zu Farbzwecken oder als Pulverkohle geeignetes Product bildet, während die Destillationsproducte als Rohproduct für Herstellung von Essigsäure, Aceton, Methylalkohol und Theerproducte Verwendung finden können.