DE763926C - Herstellung von Kohle-Kationenaustauschern - Google Patents

Herstellung von Kohle-Kationenaustauschern

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DE763926C DEL85717D DEL0085717D DE763926C DE 763926 C DE763926 C DE 763926C DE L85717 D DEL85717 D DE L85717D DE L0085717 D DEL0085717 D DE L0085717D DE 763926 C DE763926 C DE 763926C
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J39/00Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/08Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/24Carbon, coal or tar

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Description

  • Herstellung von Kohle-Kationenaustausdiern Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Kationenaustauschern durch Behandeln kohlenstoffhaltiger Stoffe, wie Zucker, Dextrin, Holz, Kork, Torf, Braunkohle, Steinkohle, Teer, Pech, Holzkohle, Halbkoks u. dgl., mit vorzugsweise konzentrierter Schwefelsäure oder ähnlich wirkenden Säuren, wie Chlorsulfonsäure, oder Säureanhydriden, wie wie Schwefelsäureanhydrid, oder Gemischen solcher Stoffe.
  • Es sind bereits Verfahren bekannt, mehr oder minder zerkleinerte Kohle oder verkohlte Stoffe mit konzentrierter Schwefelsäure, gegebenenfalls in Gegenwart von Sauerstoffüberträgern, wie schwefelsaures Quecksilber, zu erhitzen, bis -unter'Entwicklung von Schwefeldioxyd und Kohlendioxyd die Kohle den gewünschten Feinheitsgrad erhalten hat, um Kohlenstoff von sehr feiner Verteilung zu gewinnen. Je länger dabei das Erhitzen fortgesetzt wird, um so feiner und hochwertiger wird der erhaltene Kohlenstoff, so daß dieser dann z. B; auch auf feinste Tusche verarbeitet werden kann und in Wasser suspendiert.
  • Auf solche Weise hergestellter fein verteilter Kohlenstoff weist jedoch keine Kationenaustauschfähigkeit auf.
  • Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden, Holz und ähnliche Stoffe, wie Stroh, Sägespäne, Cellulose, ferner Braunkohle, Torf usw. durch Behandlung mit mehr oder minder konzentrierter Schwefelsäure in aktive Kohle überzuführen, die ebenso wie Tierkohle für die Entfärbung und Reinigung von Zuckersäften, üblen, Rohalkoholen u. dgl., ferner für die Herstellung von Stiefelwichse, Elektrodenkohlen u. dgl. Verwendung finden kann.
  • Zur Beschleunigung des Verkohlungsprozesses wurde hierbei empfohlen, das Reaktionsgemisch auf Temperaturen zwischen IIo bis i6o zu erhitzen und diese obere Grenze vorzugsweise nicht zu überschreiten, um eine Aktivkohle von großer Entfärbungs- und Reinigungskraft zu erhalten.-Die bei der Verkohlung gebildeten Stoffe. wie Äther, Ester, organische Säuren. schn-eflige Säure u. dgl.. sollen aufgefangen und für sich verwertet werden.
  • Über eine etwaige Befähigung in dieser Weise aus Holz oder ähnlichen Stoffen erzeugter Entfärbungskohlen zum Kationenaustausch ist nichts bekannt gewesen. Im einschlägigen Sdirifttum wird nur erwähnt, daß sie bei der Entfärbung von Sirup oder Zuckersäften auch die in diesen Säften enthaltenen Salze. vor allem Calciumsalze, aufnehmen, die durch Waschen mit verdünnter Säure aus der Entfärbungskohle wieder entfernt werden können. Eine derartige Salzadsorption hat jedoch mit Kationenaustausch nichts zu tun.
  • Es wurde die überraschende Feststellung gemacht, daß sich durch Behandlung von kohlenstoffhaltigell Stoffen. wie Zucker. Destrin, Holz, Kork, Torf, Braunkohle, Steinkohle, Teer, Pech, Holzkohle, Halbkoks u. dgl. mit Schwefelsäure, vorzugsweise konzentrierter Schwefelsäure, oder ähnlich wirkenden Säuren, wie Chlorsulfonsäure, oder Säureanhydriden. wie Schwefelsäureanhydrid, oder Gemischen solcher Stoffe unter bestimmten Bedingungen der Temperatur, der Konzentration, der Einwirkungsdauer und der Mengenverhältnisse ausgesprochene Kationenaustauscher gewinnen lassen.
  • Eine derartige Kationenaustauschfähigkeit weisen die vorerwähnten. nadel bekannten Vorschlägen hergestellten Entfärbungsliohlen nicht auf. Wie durch eingehende Versuche bestätigt, wurde und im folgenden an Hand von Vergleichsversuchen noch näher gezeigt wird, bedingen die jeweils verschiedenen Zielsetzungen. nämlich das Hinarbeiten auf eine möglichst hohe Entfärbungskraft einerseits und das Hinarbeiten auf ein möglichst hohes Kationenaustauscl1vermögell in Abhängigkeit von dem jeweils verwendeten Ausgangsstoff und Behandlungsmittel, bestimmte unterschiedliche Behandlungsbedingungen, indem entweder eine unmittelbare Gegenläufigkeit vorliegt oder sonstwie die eine Eigenschaft auf Kosten der anderen beeinträchtigt wird oder Aufwendungen benötigt, die die andere nicht erfordert. Dementsprechend wird verfahrensgemäß zielbewußt unter solchen Bedingungen der Temperatur, der Konzentration, der Einvirkungsdauer und der NIengenverhältnisse gearbeitet, daß unter Außerachtlassung der etwa sonst noch auftretenden Aktivitätseigenschaften der Erzeugnisse solche mit hoher, vorzugsweise höchstmöglicher Kationenaustauschfährgkeit erhalten werden.
  • Bei einer solchen Behandlung unterliegen die Ausgangsstoffe, soweit sie nicht schon verkohlt sind, wie Holz oder Braunkohle, einer Verkohlung, wobei sich das Volumen der behalldelten Masse, z. B. bei Verwendung von Braun- oder Holzkohle, etwa verdoppelt.
  • Hierbei erfahren die Ausgangsstoffe auch eine chemische Veränderung, die zu der vorervähnten, bisher unbekannten Kationenaustauschfähigkeit führt. Die sich verfahrensgemäß abspielende chemische Veränderung ist möglicherweise dadurch zu erklären, daß die Schwefelsäure oder die sonstigen vorerwähnten Behandlungsmittel nicht nuh oxydierend wirken, was sish darin zeigt, daß hei ihrer Einwirkung schweflige Säure entwickelt wird, sondern daß außer dieser oxydierenden Wirkung, die mit der Bildung säureartiger, alkoholartiger oder esterartiger Verbindungen verknüpft sein kann, auch eine substituierende Wirkung stattfindet, die sich z. B. in der Bildung von sulfonsauren- oder sulfonsäureähnlichen Verbindungen von offenbar großem Molekulargewicht äußern kann. Jedenfalls zeigen die erfindungsgemäß erhältlichen Erzeugnisse Eigenschaften. die sie als feste, in Wasser unlösliche Säuren charakterisieren, deren Wasserstoffionen im Sinne des Kationenaustausches austauschbar sind und die im Austausch gegen Wasserstoffionen nicht nur die Kationen aus Lösungen der Salze schwacher Säuren, wie Kohlensäure oder Essigsäure, sondern auch aus solchen stärkerner Säuren, wie Schwefelsäure, Salpetersäure und Salzsäure. aufzunehmen vermögen.
  • Die aus dem Salz frei werdende Säure kann ein PH von 2,S oder noch darunter, z. B. ein solches von 2,0, aufweisen. so daß es mit Hilfe der erfindungsgemäß hergestellten Stoffe gelingt. aus Salzen Säuren frei zu machen. Es findet dabei ein Wasserstoffionenaustausch statt, bei dem das Wasserstoffion der erfindungsgemäß hergestellten Stoffe gegen das Kation eines Salzes ausgetauscht wird, wol>ei die feste, in Wasser unlösliche Austauschersäure in ihr Salz umgewandelt wird. das ebenfalls in Wasser unlöslich ist.
  • Die verfahrensgemäß hergestellten Stoffe sind ferner auch zum Kationenaustausch im engeren Sinne befähigt. wie er als sogenannter Basenaustausch zum Zwecke der Wasserbehandlung, Salzgewinnung u. dgl. seit langem mit künstlichen oder natürlichen Zeolithen Anwendung findet. Hat man sie z. B. mit Natriumionen beladen, so kann man mit ihrer Hilfe nunmehr einen Austausch gegen Calciumionen herbeiführen, indem man die Lösung eines Calciumsalzes mit ihnen in Berührung bringt, wobei die Calciumionen gegen die Natriumionen ausgetauscht werden, so daß eine Lösung des entsprechenden Natriumsalzes entsteht, die dadurch gegebenenfalls völlig calciumfrei werden kann. Bei der praktischen Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Stoffe hat sich gezeigt, daß z. B.
  • Wasser beim Durchlaufen durch die Wasserstoffaustauscher die seinem Salzgehalt entsprechenden Kationen völlig verliert, so daß ein Wasser abläuft, das härtefrei ist und lediglich noch die Säuren enthält, die den im Wasser gelöst gewesenen Salzen entsprechen, also beispielsweise Kohlensäure, Schwefelsäure und Salzsäure.
  • Die verfahrensgemäß hergestellten Stoffe lassen sich nach ihrer Verwendung bzw. Erschöpfung dadurch wieder zurückbilden, daß man sie mit stärkeren Säuren, die z. B. ein pB von etwa I oder darunter aufweisen, regeneriert. Nach einer solchen Regeneration und dem Auswaschen dieser Säuren entfalten sie wieder ihre alte Wirksamkeit.
  • Desgleichen kann man die Regenerierung dieser Kationenaustauscher auch dann erzielen, wenn es sich bei ihrer Verwendung um sog. Basenaustausch gehandelt hat, wenn also mit ihrer Hilfe z. B. Natriumionen gegen Calciumionen ausgetauscht worden sind, und zwar dadurch, daß man die mit Calciumionen beladenen Austauscher mit der Lösung eines Natriumsalzes wäscht. Bemerkt sei hierzu, daß sich diese Austauschreaktion natürlich nicht auf Alkali- oder Erdalkalisalze beschränkt, sondern daß auch alle anderen Salze, z. B. auch solche der Schwer-oder Leichtmetalle, in gleicher Weise umgewandelt werden können.
  • Für die Verwendung der verfahrensgemäß erzeugten Stoffe ist es wichtig, daß sie stückig bzw. körnig sind. Die Herstellung stückiger Produkte ist bei Rohstoffen, wie Steinkohle, Anthrazit, Holzkohle, Halbkoks, Briketts u. dgl., ohne weiteres gegeben. Bei anderen Ausgangsstoffen, z. B. Dextrin, Holz, Kork, Torf, Braunkohle, Teer, Pech u. dgl., können dagegen mehr oder minder feinteilige, nicht-formhaltende und gegebenenfalls sogar sirupöse Massen erhalten werden, die zur Durchführung des Kationenaustausches auf dem Filtrationswege formhaltend gemacht werden müssen. Dies kann z. B. in der Weise erfolgen, daß die Ausgangsstoffe, gegebenenfalls unter Zusatz plastischer Stoffe, einer Formgebung unterworfen, vorzugsweise in die Form kleiner Stücke oder Körner übergeführt werden, bevor sie der chemischen Behandlung unterzogen werden. Man kann auch in der Weise vorgehen, daß die noch nicht oder bereits teilweise oder vollständig behandelten kohlenstoffhaltigen Stoffe auf Trägerstoffe, vorzugsweise kohlenstoffhaltige Trägerstoffe, wie Holzkohle oder Koks, aufgebracht und auf diesen der chemischen Behandlung oder Weiterbehandlung unterworfen werden. So kann man z. B. auch Stoffe zusetzen, die bei Berührung mit Wasser oder Säure koagulieren, z. B. Viskose oder Wasserglas oder Kieselsäuresol, oder man kann auch aus den nach bereits teilweiser Einwirkung der Behandlungsmittel auf nicht formhaltende Ausgangs stoffe erhaltenen sirupartigen Massen und feinverteilten Trägerstoffen, z. B.
  • Infusorienerde, Preßkörper herstellen und diese Preßkörper dann weiter verarbeiten.
  • In gleichem Sinne lassen sich auch Ausgangsstoffe als solche auf Trägerstoffe aufbringen oder sonstwie mit solchen kombinieren. So kann man z. B. Teer oder pechartige Stoffe auftragen oder imprägnieren und dann erst die Säure- u. dgl. Behandlung vornehmen. Natürlich kann man auch andere organische Abfallprodukte, Ablaugen, Säureteer, Spinnfasern, Harze und ähnliche kohlenwasserstoffhaltige Stoffe u. dgl. als kohlenwasserstoffhaltige Ausgangsstoffe benutzen.
  • Man kann auch Abfallprodukte verwenden oder mitverwenden, die beide Verfahrenskomponenten enthalten, wie Säureschlämme, die bei der Raffination von Erdölprodukten anfallen. Ferner hat es sich gezeigt, daß auch natürliche, mit kohlenstoffhaltigen Stoffen imprägnierte oder gemischte Stoffe, z. B. bituminöse Schiefer, verwendet und im Sinne der Erfindung auf Kationenaustauscher verarbeitet werden können. Es können auch organische Stoffe, die konzentrierte Lösungen bilden, wie Zucker, Dextrin u. dgl., von porösen Massen imprägniert und dann verfahrensgemäß behandelt werden.
  • Die verfahrensgemäß benutzten Behandlungsmittel unterscheiden sich mehr oder minder in ihrer Wirksamkeit und sind dementsprechend je nach den gewünschten Ergebnissen auszuwählen, ebenso wie ihnen die Bedingungen der Temperatur, der Kon, zentration, der Einwirkungsdauer und der Mengenverhältnisse im Sinne der erfindungsgemäßen Zielsetzung entsprechend anzupassen sind. Mit Rohstoffen, wie Steinkohle, werden im allgemeinen bessere Ergebnisse, d. h. eine höhere Kationenaustauscbfähigkeit erzielt, als mit Sägespänen, Torf u. dgl. Das gleiche gilt für Schwefelsäureanhydrid, rauchende Schwefelsäure u. dgl. als Behandlungsmittel gegenüber mehr oder minder konzentrierter Schwefelsäure.
  • Nachstehende Ausführungsbeispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren und lassen gleichzeitig durch teilweise Gegenüberstellung an Vergleichsversuchen (vgl. die Ausführungsbeispiele I und 2) erkennen, daß die Verschiedenheit der erfindungsgemäßen Zielsetzung ein anderes Arbeiten bedingt als die vorerwähnten bekannten. auf die Erzielung von Entfärbungskohle hinarbeitenden Verfahren.
  • I. 50 kg getrocknete mitteldeutsche Braunkohle bestimmter Körnung. z. B. I bis 2 mm, werden im Verlauf von etwa I bis 3 Stunden mit 100 kg konzentrierter Schwefelsäure von 93 % bei normaler Temperatur gemischt.
  • Hierbei erwärmt sich das Gemisch auf etwa 70 bis ioo. Nach dem Abklingen der Wärmetönung befreit man das erhaltene körnige Erzeugnis durch Waschen mit Wasser von der überschüssigen Säure. Der in der Wasserstofform erhaltene Austauscher kann z. B. durch Behandlung mit einem beliebigen Rohwasser, vorzugsweise einem bikarbonathaltigen Rohwasser. mit Erdalkaliionen beladen und zum Zwecke der Wasserenthärtung durch Regeneration mit einer Kochsalzlösung in einen Natriumionenaustauscher umgewandelt werden.
  • Die technisch ausnutzbare, auf das Volumen des Austauschers bezogene Kapazität, ausgedrückt in Gramm CaO pro Liter Austauschers hängt außer von den Herstellungsbedingungen noch voll der zur Regeneration aufgewendeten Salzmenge ab. Für einen nach dem obengenannten. Ansatz hergestellten Kationenaustauscher ergab sich eine Volumenkapazität von durchschnittlich 6,5 g CaÖ pro Liter bei Regeneration mit einer Salzmenge ron 43 g Kochsalz pro Liter Austauscher.
  • Der nach dem genannten Ansatz hergestellte Kationenaustauscher hat auch ein gewises Entfärbungsvermögen. Er entfärbt eine Methylenglanlösung bestimmter Konzentration unter Standardbedingungen der Temperatur und der Körnung in 2,5 Minuten, Eine gewöhnliche Aktivkohle des Handels entfärbt unter gleichen Bedingungen erheblich schneller, nämlich in knapp I NIinute.
  • Bringt man das eingangs angegebene Gemisch von Braunkohle und Schwefelsäure unter Zufuhr von Wärme auf eine Temperatur von 150 und hält das Gemisch, gegebenenfalls Unter Rühren, I Stunde lang auf dieser Temperatur. so führt die sehr viel energischer verjaufende Umsetzung zu einem Erzeugnis, das ein gutes Entiärbu?lgsvermögen aufweist (die Entfärbungsdauer beträgt nur 1.4 LIinuten), dagegen eine wesentlich schlechtere Kationenaustauschfähigkeit, da nach Regeneration mit 43 g Salz pro Liter Material seine Volumenkapazität um 4,7 g CaO/1 beträgt.
  • Die erfindungsgemäß angestrebte hohe Ka-Tionenaustauschfähigkeit läßt sich also nur unter Außerachtlassung bzw. Beeinträchtigung der Entfärbungskraft und umgekehrt erzielen.
  • 2. 5 kg Sägespäne werden mit 3 kg konzentrierter Schwefelsäure bei einer durch Zufuhr von Wärme auf 150^ gesteigerten Temperatur 5 bis 7 Stunden lang gehalten. Man erhält einen Kationenaustauscher mit einer Volumenkapazität von durchschnittlich 3,3 g Ca O/1, dessen Entfärbungskraft außerordentlich gering ist, da mit ihm unter den oben angegehenen Standardhedingungen eine Methylenlilaulösung erst in 10 LIinuten entfärbt wird.
  • Bei dieser Einwirkung auf Sägespäne u. dgl. Ausgangsstoffe kann in einem gewissen Stadium der Behandlung eine fast völlige Homogenisierung eintreten, so daß die Masse wie schwarzbrauner Sirup erscheint. Beim weiteren Aufarbeiten, z. B. beim Verdünnen mit Wasser, tritt eine \~erteilung in eine inhomogene Masse ein. die nach dem Auswaschen gleichfalls die oben gekennzeichneten Eigenschaften zeigt. Die einzelnen Teilchen behalten jedoch stets eine gewisse Weichheit.
  • Es empfiehlt sich daher in diesem Falle, wie oben bereits erwähnt, diese sirupartige Masse auf Trägerstoffe, und zwar vorzugsweise solche poröser Natur. -aufzubringen bzw. von Trägerstoffen aufsaugen zu lassen, und zwar zweckmäßig solche, die auch bei Berührung mit Säuren genügend heständig sind, wie Koks. oder groß oberflächige Stoffe, wie aktive Kohle o. dgl. Nach dem Aufbringen oder Imprägnieren werden die Stoffe, wie oben bveschrieben, weiter behandelt. Man hat hierbei noch den Vorteil, daß man die Trägerstoffe auf die gewünschte Korngröße von z. B.
  • 0.5 bis 1 mm oder 1 bis 2 mm usw. bringen kann.
  • Geht man im Gegensatz zu dem obigen Ausführungsbeispiel auch von den gleichen Mengen der Ausgangsstoffe aus, hält das Gemisch aber nur I Stunde lang bei einer durch Zufuhr von Wärme auf 1500 gesteigerten Temperatur und wäscht dann aus, so erhält man Stoffe nach Art der Aktivkohlen, die als ausgesprochene Entfärbungskohle anzusprechen sind, da sie eine Methylenblaulösung unter den oben angegebenen Bedingungen sehr schnell, nämlich bereits in 1, 5 Minuten, entfärben. die aber nur eine ehr geringe Kationenaustauschfähigkeit, nämlich nur eine solche von 1,7 g Ca O/1, aufweisen.
  • Auch diese Vergleichsversuche zeigen, daß sich die verfahrensgemäß angestrebte hohe E;ationenaustauschfähigkeit nur unter Außerachtlassung und Beeinträchtigung der Entfärbungskraft und umgekehrt erzielen läßt bzw. in diesem Falle sogar eine ausgesprochene Gegenläufigkeit der jeweils erzielbaren Wirkungen besteht.
  • 3. 50 kg Holzkohle werden mit IOO bis 130 kg Schwefelsäure von 95 0/o zusammengebracht, wobei keine Erwärmung stattfindet.
  • Man erhitzt nun, bis lebhafte SO2-Entwicklung stattfindet, die ohne Schäumen verläuft.
  • Nach IO bis 15 Minuten beendet man die Wärmezufuhr und verfährt dann, wie im Beispiel I angegeben.
  • Das vom Überschuß der Schwefelsäure befreite, gewaschene und in die Natriumform übergeführte Erzeugnis hät eine Volumenkapazität von 3,5 g CaO/l bei einer für die Regeneration aufgewendeten Salzmenge von 30 g Kochsalz pro Liter Material.
  • Anstatt konzentrierte Schwefelsäure kann man auch solche von z. B. 70 bis 80°/o oder andere Sulfurierungsmittel, wie Chlorsulfonsäure, Monohydrat, rauchende Schwefelsäure oder ähnlich wirkende Stoffe anwenden, wobei diesen stärker wirkenden Verbindungen die Einwirkungsdauer und die Temperatur entsprechend anzupassen sind.
  • 4. 30 kg Braunkohlenbriketts, die durch Mahlen und Sieben auf eine Korngröße von z. B. I bis 2 mm gebracht worden sind, werden kalt mit 200 kg rauchender Schwefelsäure, die 650/0 SO3 enthält, gemischt. Es tritt eine Erhöhung der Temperatur ein, die zweckmäßig unter IOO° gehalten wird. Nach einstündiger Behandlung wird das erhaltene Produkt vom Überschuß der Schwefelsäure befreit und weiter wie unter I angegeben, behandelt.
  • Das durch Regeneration mit 45 g Kochsalz in seine Natriumform übergeführte Erzeugnis ergibt pro Liter eine Volumenkapazität von durchschnittlich 9,5 g Ca 0/1.
  • 5. 50 kg Steinkohle in einer Korngröße von I bis 2 mm werden bei normaler Temperatur mit I50 kg Schwefelsäure von 660 Be so vermischt, daß langsame Erwärmung bis auf 80 bis go0 eintritt. Nach dem Abklingen der Wärmetönung wird aufgearbeitet. Der entstandene Kationenaustauscher hat eine Volumenkapazität von 9,2 g Ca 0/1 bei Regeneration mit 45 g Kochsalz pro Liter Material.
  • Wenn man das obengenannte Gemisch von Steinkohle und Schwefelsäure durch Zufuhr von Wärme auf I500 bringt und I Stunde lang bei dieser Temperatur hält, so findet eine sehr lebhafte Umsetzung statt.
  • Man erhält ein Erzeugnis mit kationenaustauschenden Eigenschaften, dessen Volumenkapazität jedoch nur etwa 6,8 g Ca 0/1 bei Regeneration mit 45 g Kochsalz pro Liter Material beträgt.
  • 6. 50 kg getrocknete böhmische Braunkohle werden mit I80 kg rauchender Schwefelsäure, die I2,50/o SO3 enthält, behandelt. Die Umsetzung setzt schnell ein und steigert sich unter lebhafter Entwicklung von schwefeliger Säure. Man sorgt durch Kühlung des Reaktionsgutes dafür, daß die Temperatur 8o bis go0 nicht überschreitet, ünd erhält so Kationenaustauscher mit einer Volumenkapazität von durchschnittlich 8gCaO/l bei einer Regeneration mit 45 g Salz pro Liter Material.
  • 7. Man behandelt gekörnte Steinkohle mit gasförmigem Schwefelsäureanhydrid von normaler Temperatur, z. B. iII der am leichtesten zugänglichen Form von SO3-haltigen Gasen, wie sie bei der katalytischen Oxydation von Röstgasen erhalten werden (etwa 6 bis IO°/o SO3-Gehalt), in solcher Menge, daß auf 50 kg Kohle etwa das Eineinhalbfache bis Doppelte an SO3 insgesamt entfällt, und in solcher Zeit, daß eine Erwärmung auf etwa 80 bis IOO° stattfindet. Nachdem die Umsetzung beendet ist, erfolgt die Aufarbeitung wie oben angegeben.
  • Die Einwirkung der SO3 kann man dabei durch Kühlung des Reaktionsgefäßes erforderlichenfalls mäßigen. Die bei der Reaktion entstehenden SO2. -haltigen Gase lassen sich wieder aufoxydieren und nach der Oxydation zu SO3 wieder für den gleichen Zweck verwenden oder auf sonstige Weise verarbeiten.
  • Es läßt sich auf diese Weise eine besonders wirtschaftliche Erzeugung der verfahrensgelnäß hergestellten Kationenaustauscher durchführen. Auch die an denselben etwa noch anhaftende, auswaschbare Schwefelsäure läßt sich durch Konzentrieren wiedergewinnen, wenn durch in bekannter Weise ausgeführte Waschprozesse, z. B. im Gegenstrom, verhältnismäßig hohe Gehalte der Schwefelsäure in der Waschflüssigkeit erhalten werden.
  • Bei Wahl der obigen Umsetzupgsbedingungen gelangt man zu Kationenaustauschern, die Volumenkapazitäten von g bis -I 2 g Ca 0/1 bei Regeneration mit Salzmengen von 45 bis 50 g Salz pro Liter Material erreichen.

Claims (3)

  1. PATENTANSPROCHE: I. Verfahren zur Herstellung von Kationenaustauschern, dadurch gekennzeichnet, daß kohlenstoffhaltige Stoffe, wie Zucker, Dextrin, Holz, Kork, Torf, Braunkohle, Steinkohle, Teer, Pech, Holzkohle, Halbkoks u. dgl., mit Schwefelsäure, vorzugsweise konzentrierter Schwefelsäure, oder anderen ähnlich wirkenden Säuren, wie Chlorsulfonsäure, oder Säureanhydriden, z. B. Schwefelsäureanhydrid, oder Gemischen dieser Stoffe unter solchen Bedingungen der Temperatur, der Konzentration, der Einwirkungsdauer und der Mengenverhälgnisse behandelt werden. daß unter Außerachtlassung der bei dieser Behandlung etwa erzielbaren Adsorptions-und Entfärbungseigenschaften der Erzeugnisse vorzugsweise solche mit möglichst hoher Kationenaustauschfähigkeit erhalten werden, worauf man die erhaltenen Kationenaustauscher von der überschüssigen Säure abtrennt und bzw. oder auswäscht.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet. dal die Ausgangsstoffe vor der chemischen Behandlung gegebenenfalls unter Zusatz plastischer Stoffe gekörnt werden.
    ,. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet. daß die nicht, teilweise oder vollständig hehandelten Rohstoffe auf Trägerstoffe, vorzugsweise kohlenstoffhaltige Trägerstoffe, wie Holzkohle oder Koks, aufgebracht und auf diesen der etwa noch vorzunehmenden chemischen Behandlung bzw. Fertigbehandlung unterworfen werden.
    Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Lunge- Köhler. »Steinkohlenteer und Ammoniak «, 5. Aufl. Teil 1. 1912. 5. 373, Abs. 1: Rauscl, » Der Grafit«, 1930, S. 24, Mitte sowie S. 27, Abs. o. NIitte: Rausch, »Die aktive Kohle«. I932, S. 60, Abs.
  3. 3 Und 4 von unten; deutsche Patentschriften Nr. 487 026, 126670.
DEL85717D 1934-04-14 1934-04-14 Herstellung von Kohle-Kationenaustauschern Expired DE763926C (de)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1001669B (de) * 1953-07-11 1957-01-31 Permutit Ag Verfahren zur Herstellung von selektiv Kationen durchlaessigen Austauschmembranen
DE1176624B (de) * 1955-11-21 1964-08-27 Council Scient Ind Res Verfahren zur Herstellung eines Trocknungs-mittels aus Steinkohle, Braunkohle u. dgl. pflanzlichen Produkten

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DE487026C (de) * 1927-07-03 1929-11-30 I G Farbenindustrie Akt Ges Aktive Kohle aus Kohlehydraten

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