DE733410C

DE733410C - Verfahren zum Entfernen von Kationen aus Wasser oder waesserigen Loesungen

Info

Publication number: DE733410C
Application number: DEP71590D
Authority: DE
Original assignee: PERMUTIT AG
Current assignee: PERMUTIT AG
Priority date: 1935-07-27
Filing date: 1935-07-27
Publication date: 1943-03-26

Description

Verfahren zum Entfernen von Kationen aus Wasser oder wässerigen Lösungen Es wurde gefunden, daß eine Aktivkohle, welche durch Erhitzen von kohlenstoffhaltigen Stoffen mit Phosphorsäure auf Temp:eraturen oberhab 450n, vorzugsweise auf Tem peraturen von 500 bis 8000, gewonnen wurde, zum Entfernen von Kationen aus solchen enthaltenden Lösungen befähigt ist.
Kohlehaltige Stoffe sind zwar schon einer Einwirkung von Phosphorsäure bei hohen Temperaturen z. B. von 7000 untezworfen worden. Es wurde aber hierbei nicht festgestellt, daß es sich um austauschfähige Stoffe handelt, sondern das Verfahren richtet sich auf die Herstellung von im üblichen Sinne aktiven Kohlen, wie sie für Adsorptionszwecke, Entfärbung usw. zur Anwendung gelangen (deutsche Patentschrift 507 524). Die Erkenntnis, daß diese Kohlen aber basenaustauchende Eigenschaften besitzen, ist neu.
Auf Grund des bekannten Verfahrens konnte auf die Fähigkeit derartiger Stoffe zumr Basenaustausch irgendein Rückschluß nicht gezonen werden. Die Eigenschaft konnte auch hei der bekannten Verwendung der Stoffe nicht gefunden werden, da die Art der Anwendung der Stoffe eine ganz andere ist und beispielsweise die entfärbende Wirkung von Kohlen, auch auf Lösungen irgendwelcher Art, auch auf solche mit organischen Lösungsmitteln, welche Salze nicht enthalten, zur Anwendung gelangt. Im übrigen kann die Menge der adsorptionsaktiven Kohle zum Zwecke der Entfärbung nur eine so geringe sein im Verhältnis zur zu entfärhenden Lösung, daß schon aus diesem Grunde die Basenaustauschfähigkeit nicht gefunden und irgendeine Bezugnahme auf diese Fähigkeit nicht hergeleitet werden konnte.
Man hat auch bereits durch Einwirkung von wasser entziehenden Mitteln, wie Schwefelsäure und u. a. auch Phosphorsäure auf ko,hlen.stofialtige Stoffe, wie Steinkohle, Anthrazit, Holzspäne, Torf, Stärke, Melasse u. dgl., bei Temperaturen von 60 bis 250o eine Aktivkohle erhalten, die gleichzeitig basenaustauschende Eigenschaften aufwies. Man war jedoch hinsichtlich dieses in der französischen Patentschrift 784 348 beschriebenen Materials der Meinung, daß eine starl;e Erhitzung die Eigenschaften der Kohle zerstören würde.
Die Erfindung beruht auf der nicht zu erwartenden Erkenntnis, daß diese in der französischen Patentschrift 84 348 generell ausgesprochene Arbeitsregel bezüglich der Innehaltung einer Temperatur bis zu 250° für die Phosphorsäure keine Gültigkeit hat.
Durch die Verwendung der mit Phosphorsäure auf hohe Temperaturen erhitzten kohleartigen Stoffe gelingt es beispielsweise, aus Wasser, das Kationen, z. B. Härtebildner, enthält, die Kationen auszutauschen entweder gegen Wasserstoffionen oder gegen andere Metallionen, insbesondere Alkalimetallionen, je nachdem,..ob man z. B. von einer Wasserstoffkohle oder einer Alkalinietallkohle ausgeht. Die Herstellung dieser Kohlen erfolgt z.B. derart, daß man Holz, das durch seine natürlichen Verkohlung sprodukte, wie Torf, Braunkohle, Steinkohle, ersetzt sein kann, am besten in fein verteiltem Zustande mit Phosphorsäure mischt, deren spezifisches Gewicht z. B. I,7 betragen kann, das Gemisch vor dem Erhitzen zweckmäßig trocknet, z. B. bei Ioo, und dann erst erhitzt, wobei eine Temperatur von etwa 450 bis 8000 zweckmäßig ist. Am besten scheint eine Temperatur von 500 bis 8000 wirksam zu sein. Die Höhe der Erhitzungstemperatur hat ihre Grenze, wenn die Austauschfähigkeit zerstört wird.
Man erhält auf diese Weise sehr poröse, ziemlich harte Kohlen, von denen, mit Salzsäure b.ehandelt und ausgewaschen, 100 ccm, die eine Korngröße zwischen Sieben, die 36, und solchen, die 400 Maschen auf das Quadratzentimeter enthalten, aufweisen, 6 bis 81 Wasser von 100 d.H., welche zu 3/4 aus Carbonat- und 1/ aus Sulfathärte besteht, zu enthärten vermögen. Das abfließende Wasser ist vollständig oder nahezu vollständig kationenfrei. Die so hergestellten Kohlen geben gleichermaßen, auch mit Alkalisalzen, z. B.
Kochsalze, regeneriert, weinen reinen Basenaustausch, bei dem die Härtebilduerionen des Wassers gegen Alkaliionen des Basenaustauschers ausgetauscht werden. Die Mengenverhältnisse, in denen die Phosphorsäure angewandt wird, können bei Verwendung von z. B. Sägemehl schwanken zwischen etwa 1 Gewichtsteil Phosphorsäure zu 2 Gewichtsteilen Sägemehl bis zu 3 GexCichtsteilen Phosphorsäure zu 1 Gewichtsteil Sägemehl. Geht man von verdünnter Phosphorsäure aus, so kann die Menge der Phosphorsäure noch verringert werden. An Stelle von Phosphorsäure kann auch ein Gemisch von Phosphor-und Schwefelsäure verwendet werden, z. B. ein Gemisch von gleichen Teilen Phosphor-und Schwefelsäure. Die hierbei erhaltenen aktiven Kohlen zeigen gleichfalls die oben beschriebenen Eigenschaften, wenngleich vielleicht wirkungsscinvächer.
Die so erhaltenen Kohlen haben nicht nur die Eigenschaft, durch Ionenaustausch das Wasser zu verändern, sondern vermögen, was an sich für derartige Stoffe bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung ist, auch dank ihrer hohen adsorbierenden Kraft färbende Verunreinigungen und andere schädliche Stoffe aus dem Wasser zu beseitigen, z. B. auch aktives Chlor und andere oxydierend wirkende Stoffe.
Bei Erschöpfung dieser Kohlen erfolgt eine Regeneration, die mit Salz- oder Schwefelsäure bzw. mit Alkalisalzen, z. B. Kochsalz und Salzsäure, vorgenommen wird.
Zur Entfernung der aufgenommenen färbenden Substanzen kann eine Behandlung mit schwach .alkalischen Lösungen voraufgehen bnv. angeschlossen werden.

Claims

PATENTANSPRUCH Die Verwendung von in an sich bekannter Weise durch Erhitzen von kohlenstoffhaltigen Stoffen mit Phosphorsäure auf Temperaturen oberhalb 4500, vorzugsweise auf 500 bis 800 erhaltenen Kohlen zum Entfernen von Kationen aus Wasser und wässerigen Lösungen.