DE661401C - Verfahren zur Reinigung von Russ oder Graphit durch Oxydation - Google Patents

Verfahren zur Reinigung von Russ oder Graphit durch Oxydation

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DE661401C
DE661401C DEB153495D DEB0153495D DE661401C DE 661401 C DE661401 C DE 661401C DE B153495 D DEB153495 D DE B153495D DE B0153495 D DEB0153495 D DE B0153495D DE 661401 C DE661401 C DE 661401C
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44Carbon
    • C09C1/48Carbon black
    • C09C1/56Treatment of carbon black ; Purification
    • C09C1/565Treatment of carbon black ; Purification comprising an oxidative treatment with oxygen, ozone or oxygenated compounds, e.g. when such treatment occurs in a region of the furnace next to the carbon black generating reaction zone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/20Graphite
    • C01B32/21After-treatment
    • C01B32/215Purification; Recovery or purification of graphite formed in iron making, e.g. kish graphite

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Description

  • Verfahren zur Reinigung von Ruß oder Graphit durch Oxydation Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung von Ruß oder Graphit durch Oxydation. Es ist bekannt, daß der Hauptbestandteil des Rußes niemals ganz reiner Kohlenstoff ist, sondern daß er stets noch geringe Mengen von Wasserstoff in hochmolekularer Bindung enthält, die ihm nicht durch einfaches Glühen, sondern nur durch längeres Erhitzen im Chlorstrom entzogen werden können. Das Chlor ergibt aber mit dem am Ruß adsorbierten Wasserstoff durch Bildung von adsorbiertem Chlorwasserstoff eine saure Reaktion, die natürlich für die weitere Verwendung des Rußes sehr unerwünscht ist, z. B. wenn der Ruß in der Lackindustrie oder in der Gummiindustrie benutzt werden soll. Daher hat sich das Verfahren der Reinigung mit Chlor, z. B. von Aktivkohlen, in der Praxis nicht durchsetzen können, da bei Verwendung von Chlor niemals ein neutral reagierender Kohlenstoff erhalten werden konnte.
  • Gemäß der Erfindung werden die Nachteile dadurch beseitigt, daß Ruß oder Graphit bei gewöhnlicher Temperatur mit Ozon behandelt wird. Das Ozon reagiert mit dem vom Ruß adsorbierten Wasserstoff unter Bildung von Wasser, also einem absolut neutralen Stoff, der dazu sowieso schon vorher in den meisten in der Praxis verwendeten Rußen als adsorbierte Luftfeuchtigkeit enthalten ist. Durch Behandlung gegebenenfalls schon mit relativ kleinen Mengen Ozon bei gewöhnlicher Temperatur, d. h. ohne Erwärmung, die ohne große Schwierigkeiten zu erreichen ist, wird der Ruß von dem adsorbierten Wasserstoff weitgehend befreit und dadurch in seinen Eigenschaften verändert, z. B. gut benetzbar durch Wasser gemacht, ohne deshalb unerwünschte neue Eigenschaften anzunehmen, wie die bei der Behandlung mit Chlor auftretende saure Reaktion.
  • Die einfachste Form, Ruß- und Graphitteilchen zu behandeln, besteht darin, daß man sie in einen Behälter einbringt und mit ozonhaltiger Luft anbläst. Auf diese Weise behandelte Rußteilchen zeigen bereits eine bessere Benetzbarkeit. Wenn man aber den Behälter nur etwa zu einem Drittel mit Ruß füllt und während des Durchblasens durch Schütteln des Behälters den Ruß wirbelt, so erhöht sich die Wirkung beträchtlich, und der Ruß ist sofort benetzbar. Schüttet man solchen vorbehandelten Ruß auf eine Wasserfläche und bewegt diese leicht, so sinkt der Ruß sofort und .ergibt durch leichtes Aufschütteln eine tiefschwarze Suspension. Demgegenüber steigt gleichartiger, aber nicht vorbehandelter Ruß sofort nach oben, sinkt erst nach stundenlangem Schütteln und kann erst durch sehr starkes Schütteln zur Suspension gebracht werden. Der vorbehandelte Ruß beharrt auch viel länger in Suspension als der unbehandelte, so daß diese Suspensionsdauer schon rein äußerlich den Unterschied zwischen behandeltem und unbehandeltem Ruß zeigt. Die Suspensionsbeschleunigung ist,> offenbar die Folge einer größeren Reinheit'-,, welche durch die Ozonbehandlung he@.iöfw: gerufen wird. Die größere Benetzbarkeit he 't z. B. für Ruß erhebliche Vorteile, wenn man ihn für Farben, Batterien usw. verwendet. Denn die Farben lassen sich mit relativ weniger Öl zu einer relativ dünnen und doch deckfähigen Masse anreiben, auch trocknet die mit behandeltem Ruß angeriebene Farbe schneller. In der Batterie kann der Elektrolyt tiefer in die Puppe eindringen, wenn der Ruß mit Sauerstoff vorbehandelt ist.
  • Während man bei unbehandeltem Ruß stets Schutzkolloide, wie Leim, Gelatine usw., zum Suspensionsmittel mischen mußte, um die Rußteile längere Zeit suspendiert zu halten, genügt bei der Verwendung von vorbehandeltem Ruß bereits reines Wasser, um eine tiefschwarze Suspension zu erhalten. Filtriert man die Suspension, um nur die Ultrateilchen in das Filtrat zu bekommen, so zeigt sich, daß das Filtrat viel dunkler ist als das von nichtbehandeltem Ruß. Das spricht dafür, daß wesentlich mehr Ultrateilchen im Filtrat enthalten sind als im unbehandelten Ruß. Dieser mit freiem Auge schon feststellbare Unterschied wird durch die Beobachtung mit dem Ultramikroskop bestätigt und erklärt. Wie -die mikrophotographische Aufnahme klar zeigt, enthält vorbehandelter Ruß bei derselben verwendeten Menge, bei derselben Vergrößerung in einem Gesichtsfeld mehr Teilchen als unbehandelter Ruß. Durch Auszählungen konnte festgestellt werden, daß etwa doppelt so viel Teilchen in einem Sehfeld vorhanden sind, und 'das würde bedeuten, daß die Teilchen feiner verteilt sind als bei unbehandeltem Ruß. Interessanterweise erscheinen trotzdem viele Teilchen größer und von einem intensiveren Licht, was dadurch erklärt werden könnte, daß hier die Oberfläche der Teilchen von allen Nebenprodukten (Gasschicht usw.) befreit ist, so daß das reine Kohleteilchen das Licht intensiver beugt und dadurch eine größere, stärker leuchtende Beugungsscheibe erzeugt. Es sei dazu noch bemerkt, daß die Teilchen sehr gut isoliert sind und -fast gar keine Neigung zur Aggregatbildung zeigen. Zusammenfassend konnte man also feststellen, daß vorbehandelter Ruß aus Einzelteilchen besteht, die sich sehr leicht voneinander isolieren lassen, sie zeigen keine Neigung zur Agglutination und können auch schon mit reinem Wasser suspendiert werden. Die Untersuchüngen ergaben, daß durch die Behandlung mit Ozon eine Oberflächenschicht der Teilchen entfernt und dadurch die Benetzbarkeit der Teilchen in hohem Maße gesteigert wird. Durch die Reinigung der Teilchenoberfläche wird auch die Isolierung der "e$knzelnen Teilchenerleichtert und die Nei-4ung zur Aggregatbildung fast vollkommen ,unterdrückt.
  • Das angegebene Verfahren läßt sich z. B. für gewisse Graphitsorten anwenden. Es ist bekannt, daß Graphit ziemlich große Gasmengen zu binden imstande ist, die bei seiner Verwendung empfindliche Störungen hervorrufen können. Es ist für die Verwendung von Graphit als Zusatz zur Depolarisationsmasse galvanischer Elemente sehr schädlich, wenn dieser Schwefelwasserstoff adsorbiert enthält, da schon Spuren von Schwefelwasserstoff die Haltbarkeit der seit diesem Graphit hergestellten Elemente sehr herabsetzen können- Dagegen ergab mit Ozon behandelter Graphit nach einmonatlicher Lagerung der damit hergestellten Batterien einen Leistungsrückgang von nur noch 8 %, der als normal anzusprechen ist, während die Leistung der mit dem nichtbehandelten Graphit hergestellten Batterien in einem Monat um 35 % sank. Diese Verbesserung läßt sich damit erklären, daß der an den Graphitflächen adsorbierte Schwefelwasserstoff durch das Ozon zu Schwefeloxydationsprodukten, die als solche in der Batterie nichtschädlich sind, und zu Wasser oxydiert wurde.
  • Die Behandlung des Graphits mit Ozon wurde praktisch folgendermaßen ausgeführt: In einen Glaszylinder von So cm Höhe und io cm Innendurchmesser wurden 3 kg Graphit gegeben, in die von unten ein ozonisierter Luftstrom eingeblasen wurde, dem eine wirbelartige Bewegung gegeben -wurde. Das Ozon wurde mittels Durchleitens eines Luftstromes durch Ozonröhren erzeugt; die Ozonröhren ergaben pro Stunde ungefähr eine Leistung von o,8 g Ozon. Es genügte, den Ozonstrom 45 Stunden über und durch den Graphit zu leiten; nach dieser Zeit war der Schwefelwasserstoffgeruch verschwunden, und der Graphit zeigte die oben angegebenen Eigenschaften.
  • Die Behandlung von Ruß mit Ozon ging im einzelnen folgendermaßen vor sich: 5 kg Ruß -wurden in einen senkrecht stehenden Zylinder von 3o-cm Durchmesser und i oo:cm Höhe gefüllt. Von unten wurde durch einen Verteiler mit mehreren Düsen ein ozonisierter Luftstrom eingeleitet. Das Ozon wurde auf die Weise erzeugt, daß mittels einer kleinen Luftpumpe ein Luftstrom durch drei Ozonröhren, die je etwa a Watt verbrauchten, durchgetrieben -wurde. Nach etwa 8 Stunden war unverbrauchtes Ozon an der Austrittsstelle äus dem Zylinder wahrnehmbar. Auch der so behandelte Ruß ließ sich sehr.gut benetzen. Da eine Ozonröhre in der Stunde ungefähr o, i g Ozon erzeugte, wurden für die Ozonisierung von 5 kg Ruß etwa 2,4 g Ozon verbraucht, d.h. noch nicht ganz o,5g Ozon genügten, um i kg Ruß zu ozonisieren und dessen Eigenschaften grundlegend zu verändern.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Reinigung von Ruß oder Graphit durch Oxydation, dadurch gekennzekhnet, daß Ruß oder Graphit bei gewöhnlicher Temperatur mit Ozon behandelt wird.
DEB153495D 1931-12-12 1931-12-12 Verfahren zur Reinigung von Russ oder Graphit durch Oxydation Expired DE661401C (de)

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DE (1) DE661401C (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE901706C (de) * 1950-12-13 1954-01-14 Phoenix Gummiwerke Ag Verfahren zur Herstellung von Kautschuk-Russ-Mischungen
EP0051147A1 (de) * 1980-11-03 1982-05-12 Degussa Aktiengesellschaft Verfahren zur oxidativen Nachbehandlung von Russ
DE3118503A1 (de) * 1981-05-09 1982-11-18 Fa. J.S. Staedtler, 8500 Nürnberg Behandelter graphit bzw. kohlenstoff, verfahren zu seiner herstellung, verfahren zu seiner weiterverarbeitung und daraus hergestellte gegenstaende

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE901706C (de) * 1950-12-13 1954-01-14 Phoenix Gummiwerke Ag Verfahren zur Herstellung von Kautschuk-Russ-Mischungen
EP0051147A1 (de) * 1980-11-03 1982-05-12 Degussa Aktiengesellschaft Verfahren zur oxidativen Nachbehandlung von Russ
DE3118503A1 (de) * 1981-05-09 1982-11-18 Fa. J.S. Staedtler, 8500 Nürnberg Behandelter graphit bzw. kohlenstoff, verfahren zu seiner herstellung, verfahren zu seiner weiterverarbeitung und daraus hergestellte gegenstaende

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