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Verfahren zur Gewinnung von Magnesiumoxyd Im Hauptpatent 715 6o6 ist
ein Verfahren zur Abtrennung von Phenolen aus Teerölen, Abwässern u. dgl. Produkten
beschrieben, welches dadurch gekennzeichnet ist, -daß man die phenolhalti.gen Ausgangsstoffe
mit einem natürlichen oder technischen Gemisch von Erdalkalioxyd und Magnesittmoxyd
in Gegenwart eines das sich bildende ErdaIkaliphenolat lösenden Lösungsmittels,
insbesondere Wasser, behandelt und den Rückstand von der Phenolatlauge abtrennt.
Das Verfahren ermöglicht gleichzeitig auch die Gewinnung eines insbesondere für
die Herstellung feuerfester Stoffe geeigneten Magnesiumoxyds aus Dolomit oder ähnlich
zusammengesetzten natürlichen oder künstlichen Rohstoffen.
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Es wurde nun gefunden, daß man an Stelle der im Hauptpatent angewandten
Teeröle und phenolhaltigen Abwässer auch Lösungen von Phenol oder dessen Homologen
gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur anwenden und im Bedarfsfall das Phenol nach
Wiedergewinnung im Kreislauf führen kann. Besonders geeignet sind für die Durchführung
des Verfahrens wäßrige Lösungen von Phenol. An Stelle des freien Phenols oder seiner
Homologen kann man auch die entsprechenden Phenolate von geringerer Basizität als
di-e der Erdalkalioxyde. insbesondere solche des Ammoniums oder organischer Basen,
wie der Pyridine, anwenden.
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Es ist bekannt, daß man Magnesiumoxy d aus einem künstlichen oder
natürlichen Gemisch mit Kalk, z. B. aus Dolomit und ähnlichen Materialien, dadurch
gewinnen kann, daß man auf diese Rohstoffe wäßrige Zucker-oder Melasselösungen zur
Einwirkung bringt und hierdurch den Falk als Sarcharat herauslöst.
Das
Magnesiunioxyd bleibt hierbei mit den Verunreinigungen cies Ausgangsstoffes als
unlöslicher Rückstand zurück. Iin Enderzeugnis dieses Verfahrens ist jedoch der
Kalkgehalt zu hoch, und das Entstehen einer schlammartigen, klebrigen Paste macht
die Aufarbeitung des Gemisches praktisch uninöglich. Das Verfahren «reist ferner
auch noch eine ganze Reihe anderer 2#Tacliteile auf. welche es unwirtschaftlich
machen.
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Es ist auch ein Verfahren bekannt, aus gebranntem Dolomit mit Hilfe
von kohlensäurehaltigemWasser das .Magnesium herauszulösen. Ein anderes Verfahren
schlägt vor, mit demselben Hilfsmittel aus Dolomit den Kalk herauszulösen. Aus diesen
widersprechenden Angaben geht schon hervor, :daß weder das eine noch das andere
Verfahren in befriedigender Weise arbeiten kann.
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Es ist weiterhin vorgeschlagen worden, als Lösungsmittel verdünnte
Salpetersäure. Essigsäure, Salzsäure oderAmmoniumchlorid anzuwenden, und ferner,
auch die Trennung auf dein Wege über Chlorcalcitim durchzuführen.
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Sämtliche bisher bekannten Verfahren sind uinständlicli, unwirtschaftlich
und haben sich daher in der Praxis, insbesondere in den Fällen, in denen, wie z.
B. in der Industrie hochfeuerfester Stoffe, ein Magnesiamaterial von bestimmten
Eigenschaften zu einem niedrigen Preis zur Verfügung stehen muß, nicht durchsetzen
können.
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Die vorliegende Erfindung löst nun diese Aufgabe in einfacher und
wirtschaftlicher Weise.
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'als Ausgangsmaterial eignet sich neben Dolomit naturgemäß auch jedes
andere natürliche oder künstliche Gemisch der Erdalkalioxyde, insbesondere des Calciuinoxyds,
wie vorgebrannter kalkhaltiger Magnesit, inagnes.iunioxydhaltiger Kalk o. dgl. Stoffe,
vorzüglich in fein gemahlenem Zustand. Auch natürliche oder künstliche Gemische
von Alkalioxyd mit .1lagnesiunioxv d lassen sich nach dem Verfahren aufarbeiten.
Die Carbolsäure (C6 H5 O H) oder deren Homologe werden vorteilhaft in überschüssiger
Menge angewandt und der Vorgang unter kräftigem Rühren und gegebenenfalls unter
Vermahlen durchgeführt, damit die Erdalkalioxyde praktisch, restlos in Lösung gehen,
während das llagnesiunioxyd mit den im Ausgangsgemisch noch vorhandenen Beimengungen
(Kieselsäure, Aluminiumoxyd) als Rückstand zurückbleibt.
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Als die Phenolate aufnehmendes Lösungsmittel eignet sich in erster
Linie Wasser, sodann aber auch jedes andere Lösungsmittel, welches die in Betracht
kommenden Erdalkaliphenolate lösen kann, z. B. Alkohole, _Aceton u. dgl. Vorteilhaft
arbeitet man mit einer so großen Lösungsniittelinetige, daß das betreffende; das
Erdallcalioxvd, insbesondere das Calciumoxyd, lösende Mittel, wie z. B. Carbolsäure,
vorher sich im wesentlichen in Wasser auflöst. Aber man kann auch mit einem Gemisch
von ungelöstem und ;in Lösungsmittel gelöstem Phenol arbeiten. Bei cler Durchführung
des Prozesses bei niederer Temperatur, insbesondere unterhalb von 6o° C, wird .das
Magnesi.umoxyd in wesentlichen Mengen nicht hydratisiert. Bei höheren Temperaturen
erfolgt teilweise oder vollständige Hydratisierung. Je mehr das Produkt hydratisiert
wird, um so niedrigere Schüttgewicht hat das anfallende Magnesiunioxyd. Bei dem
Prozeß selbst findet eine nennenswerte Erhöhung der Temperatur cles Flüssigkeitsgemisches
statt, und empfiehlt e sich gegebenenfalls, vor Aufarbeitung das Gcinisch zwecksAbscheidun:g
des überschüssigen Phenols abzukühlen.
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Der erfindungsgemäß gewonnene Magnesiumoxydriickstand kann für alle
Zwecke Verwendung finden, wo bisher Magnesit mit seinen natürlichen Verunreinigungen
angewandt wurde, insbesondere eignet sich das Ma gnesiumoxvd als Rohstoff in der
Industrie der hochfeuerfesten Steine und Massen, aber auch für solche Zwecke, bei
denen es insbesondere auf ein lIagnesiumot_yd von nieririgem Schüttgewicht ankommt.
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Die Aufarbeitung des Rückstandes erfolgt in ähnlicher Weise wie nach
dein Hauptpatent. Der Magnesiunioxydschlamin wird von der Phenolatlauge durch _-#l-)clekantieren,
Abfiltrieren o. dgl. Maßnahmen abgetrennt und der Rückstand durch Waschen mit geeigneten
Lösungsmitteln. insbesondere zunächst kaltem Wasser, dann Kohlenwasserstoffen, wie
Benzol, Taluol o. dgl., und NTachwaschen mit heißem Wasser oder Wasserdainpfdestillation
von den ihm anhaftenden Phenol- und Kohlenwasserstoffresten befreit. Man erhält
auf dieseWeise einen llagnesiunioxydrückstand, der nur geringe Mengen von Calciuinoxyd
aufweist.
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Nachdem die Phenole aus der Plienolatlauge auf geeignete Weise z.
B. durch Kohlensäure in Freiheit gesetzt und der Caiciumcarbonatschlamm vorn Plienollösungsmittelgetnisch
abgetrennt worden ist, kann letzteres immer wieder zur Aufarbeitung neuer Mengen
des Rohstoffs benutzt werden.
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Das Verfahren läßt sich mit Erfolg auch an Dolomit mit starken Verunreinigungen
durchführen.
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Der Magnesiumoxydrückstand kann, sofern es für den benötigten Zweck
erforderlich ist, auch noch von den übrigen Beimengungen durch eine zusätzliche
Behandlung befreit
werden, so z. B. von Kieselsäure, wie sie als
solche oder in Form von Silikaten vorliegt, welche schwerer sind als der feine Ilagnesiaschlamm,
o. dgl. schwereren Stoffen durch Abschlemmen des Magnesiumoxyds von .den erstgenannten
Verunreinigungen. Bei diesem Verfahren bleiben für gewöhnlich noch der größere Teil
der übrigen Oxyde, insbesondere Eisenoxyd, Aluminiumsilikat, gegebenenfalls noch
Spuren von Calciumcarbonat oder Oxyd u. dgl. zurück. Eine solche Behandlung ist
mit dem an und für sich notwendigen Auswaschen des Rückstandes oft von Vorteil.
Die Entfernung der Beimengungen des Magnesiumoxyds kann natürlich auch auf jede
andere an sich bekannte Arbeitsweise erfolgen. Ausführungsbeispiele i. i kg gebrannter
Dolomit mit einem Gehalt von 6o,901" Ca0, 36,201, M90, 1,401, Fee 0,3, o, i % A12
Os, o, 5 0l0 S i 02, o, 3 % Glühverlust wird unter kräftigem Rühren in ein Gemisch,
bestehend aus 1,8 kg Phenol (Carbolsäure) und 2o1 Wasser, welches vorher auf eine
Temperatur von ungefähr 50° C erhitzt worden ist, eingetragen und die Masse ungefähr
zwei Stunden kräftig verrührt. Hierauf wird die Lösung-.abdekantiert und n5tigenfalls
der griesige Rückstand mit einer kleinen ITenge des Lösungsmittels vermahlen. Die
Lösungen werden hierauf vereinigt und filtriert. Der Rückstand wird zunächst mit
etwas heißem Wasser und sodann mit einer kleinen Menge o,i %iger Salzsäure ausgewaschen
und stellt ein Magnesiumoxyd dar, ,welches -nach dem Trocknen bei 10o° nur noch
1,201o Calciumoxyd und .außerdem geringe Mengen von Kieselsäure, Aluminiumoxyd und
Eisenoxyd enthält. Die Calciumphenolatlösung wird unter Rühren mit Kohlensäure behandelt,
und der ausgefallene Calciuncarbonatschlamm von dem Phenolwasser abgetrennt, nötigenfalls
mit heißem Wasser gut ausgewaschen und getrocknet. Er stellt dann ein weitgehendst
reines, ;gefälltes Calciumcarbonat dar.
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Das Phenohvasser wird, nötigenfalls nach Entfernung des in ihm noch
enthaltenen Calaiumifälltmasmittels, z. B. Kohlensäure, zur Aufarbeitung einer neuen
Menge Dolomit verwendet.
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2. 1 kg gebrannter Dolomit von der gleichen Zusammensetzung wie im
Beispiel i wird unter kräftigem Rühren mit einer wäßrigen Lösung, welche in 81 Wasser
z,13 kg carbolsaures Ammonium enthält und welche vorher auf eine Temperatur von
ungefähr 50° C erhitzt worden ist, in einer geschlossenen Vorrichtung, welche mit
einem Abzugsrohr für das .entweichende Ammoniak versehen ist, vermischt und die
:Masse ungefähr zwei Stunden kräftig verrührt. Das entweichende Ammoniak wird aufgefangen
und zweckmäßig sofort zur Herstellung einer weiteren Menge von carbols,aurem Ammonium
benutzt. Vorteilhaft steigert man am Ende der Behandlung die Temperatur auf etwa
8o° C und achtet darauf, daß sämtliches Ammoniakaus der Phenolatlösung entweicht.
Es liegt dann in dem Magnesiumrückstand, der nach Abtrennung der Lösung ,und Auswaschen
nur o,80/0 CaO enthält, eine Masse der gleichen Art vor wie im Beispiel 1. Auch
die hierbei erhaltenen Stoffe sind die gleichen wie im Beispiel i.