-
Verfahren zum Raffinieren von rohem Wachs u: dgl. Es ist eine Reihe
von Verfahren zur Raffinierung bzw. Bleichung von rohem Wachs vorgeschlagen und
verwendet worden, einschließlich der Behandlung mit oxydierenden Mitteln, wie z.
B. Wasserstoffsuperoxyd, Permanganat, Persulfaten und Chromsäure; das letzterwähnte
oxydierende Mittel wird besonders bevorzugt, da es leicht durch Elektrolyse regeneriert
werden kann. So ist es bereits vorgeschlagen worden, ziemlich festes und hartes
rohes Wachs in 40- bis 5o°loige Schwefelsäure einzubringen, die dann zum Schmelzen
dieses Wachses auf eine Temperatur von etwa 7o bis roo° C, je nach der Natur des
zu behandelnden Materials, erhitzt wurde. Das Wachs im geschmolzenen Zustand wird
dann innig mit der Flüssigkeit zur Bildung einer Emulsion gemischt und das Oxydationsmittel,
z. B. Chromsäure, danach zugegeben, oder es wird eine vorher hergestellte Oxydationslösung,
z. B. eine Mischung von Chromsäure und Schwefelsäure, der gleichen hohen Temperatur,
d. h. etwa 7o bis zoo° C, mit dem Wachs emulgiert. Bei der verwendeten hohen Temperatur
geht die Reaktion während der Anfangsstufen des Bleichverfahrens sehr heftig vor
sich und ist schwer zu steuern. Daher kommt es, daß das starke Bleichmittel einen
leicht bleichenden Teil des rohen Wachses zerstört oder schädlich beeinflußt, während
die Teile, die eine kräftige Bleichbehandlung erfordern, weniger günstigen Bedingungen
unterworfen werden, da die Konzentration des Bleichmittels abnimmt und die Lösung
also bei Fortschreiten der Reaktion beträchtlich an Wirkung verliert. Zur Vermeidung
dieser Nachteile ist schon vorgeschlagen worden, zu der heißen Mischung von rohem
Wachs und Schwefelsäure sehr kleine Mengen Chromsäure zuzugeben, unter vollständiger
oder teilweiser Trennung der Reaktionsflüssigkeit von dem Wachs vor jeder neuen
Zugabe von
Chromsäure. Es ist also notwendig, die Mischung auf eine
Temperatur unterhalb des Erstarrungspunktes des behandelten Materials zu kühlen,
um einen auf der abzuziebenden Flüssigkeit schwimmenden Wachskuchen zu erhalten.
Nach der Einführung von frischer Flüssigkeit folgen dann wiederum das Erhitzen des
Gemisches und das innige Mischen zur Bildung der erforderlichen Emulsion vorZugabe
jeder neuenCharge vonOxydationsmitteln. Nach Erhalten der gewünschten Bleichwirkung
muß der Prozeß des Kühlens und Schmelzens wiederholt werden, wenn das Wachs zunächst
mit Säure- zur Zerstörung von Spuren von Oxy.dationsm,itteln, z. B. überschüssiger
Chromsäure, und dann mit Wasser zur Entfernung von Säure gewaschen wird.
-
Bei dem Raffinierungsprozeß der oben angegebenen Art beträgt infolgedessen
die Gewichtsmenge Flüssigkeit 8- bis iomal soviel wie die des rohen Wachses, während
die Menge Oxydationsmittel, z. B. Chromsäure, i5o bis zooo/o des Gewichtes des rohen
Wachses entspricht. Es ist klar, daß in den folgenden Elektrolyseverfahren solche
beträchtlichen Flüssigkeitsmengen die Regenerierung von Chromsäure in den Reaktions-
und @@'aschflüssigkeiten, die von dem raffinierten Wachs abgetrennt wurden und Schwefelsäure,
Chromsulfat und teilweise unverbrauchte Chromsäure enthalten, schwierig machen.
-
Eine wesentliche Verbesserung in dieser Hinsicht wird bei einem bekannten
Verfahren erzielt durch Einwirkenlassen der anodischen Wirkung eines elektrischen
Stromes auf das in Lösung oder Suspension befindliche Wachs in Gegenwart von Elektrolyten
und Sauerstoffübertragern. vorzugsweise Schwefelsäure und Chromsulfat. Auch bei
dieser Methode muß jedoch die Temperatur der Lösung von Chromsulfat und Schwefelsäure
auf etwa 9o° C vor Einbringen des Wachses und dann die Temperatur der Mischung auf
über ioo° C unter innigem Mischen zur Bildung der Suspension von kleinsten Wachspartikeln
in der Flüssigkeit, wie sie zur Durchführung der Reaktion notwendig ist, gesteigert
werden.
-
Nun sind sowohl das elektrolytische Raffinierverfahren als auch die
zunächst beschriebene Raffiniermethode nachteilig, da die verwendeten hohen Temperaturen,
insbesondere auf leicht bleichende Wachse, eine schädliche Wirkung ausüben und da
infolge von Verlusten durch die zu weit getriebene Oxydation eine geringe Ausbeute
erhalten wird. Zudem ist es notwendig, ein übermäßig kräftiges Rühren anzuwenden,
um die notwendige Emulsion zu erhalten und ein Zusammengehen der Partikel von geschmolzenem
Wachs zu vermeiden.
-
Nach der Erfindung können die erwähnten übelstände vermieden werden
durch Behandeln des zu raffinierenden bzw. zu bleichenden rohen Wachses bei einer
Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des `'Wachses; dieses Bleichverfahren kann
mittels Stoffe durchgeführt werden, die mit der Wachs in feinverteilter und fester
Form suspendiert enthaltenden Reaktionsflüssigkeit Sauerstoff frei werden lassen.
Gemäß dem vorliegenden Verfahren ist es nicht notwendig, das Wachs zu schmelzen,
und es ist ferner möglich, das Bleichverfahren in den Anfangsstufen der Reaktion
so zu kontrollieren, daß selbst bei Verwendung konzentrierter Bleichlösungen das
behandelte Material in keiner Weise geschädigt wird, und es ist ferner möglich,
die Bleichwirkung der Mittel zu erhöhen, ungeachtet der Tatsache, daß die ursprüngliche
Konzentration der Bleichmittel mit fortschreitender Reaktion abnimmt, unter Sicherstellung
eines gleichmäßigen und guten Bleichens während des gesamten Bleichverfahrens. Um
diese Wirkungen zu erhalten, ist es lediglich notwendig, die Temperatur während
der Reaktion derart zu regeln, daß in den Anfangsstufen des Raffiniervorganges die
bei hohen Temperaturen außerordentlich heftige Reaktion durch Anwendung einer niedrigen
Temperatur vermieden wird. Bei Abnehmen der Konzentration der Bleichlösung während
der Reaktion wird die Temperatur entsprechend erhöht, und die durch die Reaktion
entwickelte Wärme kann abgeleitet werden, wenn notwendig durch Kühlen.
-
Es ist klar, daß während des gesamten Raffiniervorganges das rohe
Wachs in der Flüssigkeit durch Mischen gut suspendiert gehalten wird, was, wie sich
gezeigt hat, mit Wachs in festem Zustand sehr viel leichter zu erreichen ist als
bei Wachs in geschmolzenem Zustand bei den beschriebenen bekannten Verfahren. Nach
der Durchführung der Bleichung des Wachses bis zu dem gewünschten Grad wird das
raffinierte Produkt von der Flüssigkeit, z. B. durch Dekantieren öder Absaugen,
abgetrennt und kann dann wiederum in Waschflüssigkeit suspendiert werden und so
weiter, ohne Zeitverlust oder Verwendung überflüssiger Verfahren besonderer Aufheizung
und Kühlung.
-
Wenn elektrolytisch regenerierbare Raffinationsmittel bei dem Verfahren
der Erfindung Verwendung finden sollen, kann das Regenerationsverfahren gleichzeitig
mit dem Raffinationsprozeß selbst oder getrennt erfolgen. Eine gleichzeitig durchgeführte
Regeneration kann in Verbindung mit dem Verfahren der Erfindung leichter durchgeführt
werden als in Verbindung mit dem oben beschriebenen bekannten elektrolytischen Bleichverfahren
infolge des feinverteilten Zustandes des rohen Wachses, seiner homogenen Suspension
in der Raffinierungsflüssigkeit und infolge der niedrigen Temperaturen, bei denen
die Raffinierung durchgeführt werden kann und die für die Elektrolyse gerade geeignet
sind. Es leuchtet ein, daß ein direkt in einem Elektrolysator durchgeführtes Raffinierverfahren
vorteilhaft ist, da das Bleichmittel laufend regeneriert wird und mit hoher Wirkung
reagiert, d. h. in statu nascendi, jedoch infolge der verwendeten niedrigen Temperatur
nicht zu heftig. Die aus dem Elektrolysator nach vollendeter Raffinierung abgesaugte
Flüssigkeit kann unmittelbar für eine neue Wachscharge verwendet werden. Wenn die
Raffinierungs- und Regenerierungsverfahren in getrennten Reaktionsgefäßen durchgeführt
werden, ist es naturgemäß stets möglich, kontinuierlich
einen Teil
der Reaktionsflüssigkeit aus dem Raffiniergefäß abzuziehen, zu regenerieren und
im Kreislauf in das Raffiniergefäß zurückzuführen. Ein gleichzeitiger Raffinier-
und Regenerierprozeß der beschriebenen Art kann z. B. durch Verwendung von Chromsäure
in Schwefelsäuremedium oder von Kaliumpermanganat in alkalischem Medium, den beiden
üblichsten Bleichmitteln, durchgeführt werden.
-
Wie erwähnt, muß das rohe Wachs in feinverteiltem Zustand, mikrokristallin
oder amorph, vorzugsweise in fast kolloidaler Suspension sein. Es ist oft vorteilhaft,
das Wachs zu diesem Zweck zu kühlen.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit Vorteil für das Raffinieren
bzw. Bleichen der oft dunkel gefärbten, aus Torf erhaltenen rohen Wachse verwendet
werden, ungeachtet der Tatsache, daß Oxydierungsmittel diese Wachse leicht beeinträchtigen
oder schädigen.
-
Beispiel i ioo kg harzfreies Montanwachs wird auf mechanische Weise
fein zu Pulver zerkleinert und dann der aus einer Mischung von 800 kg q.oo/oiger
Schwefelsäure und Zoo kg Chromsäure bestehenden Bleichflüssigkeit zugegeben. Durch
kräftiges Umrühren des Gemisches wird das Pulver homogen in der Flüssigkeit suspendiert.
Während des Bleichvorganges wird die Temperatur der Flüssigkeit auf 5o bis 6o° C
gesteigert. Die Temperatur wird sorgfältig beobachtet, damit sie den Schmelzpunkt
des in der Flüssigkeit suspendierten Wachspulvers nicht übersteigt. Um 'Schaumbildung
und ein zu hohes Ansteigen der Temperatur während der ersten Stufe des Bleichverfahrens
zu verhindern, wird die exotherme Reaktion durch entsprechendes Kühlen gesteuert.
Wenn ein hinreichender Grad der Bleichung erreicht ist, wird die Bleichflüssigkeit
abfiltriert. Das gebleichte Wachs wird zunächst mit verdünnter Schwefelsäure bei
5o bis 6o° C und dann mit Wasser gewaschen. Die Ausbeute beträgt ungefähr 8o kg
gebleichtes Wachs mit dem Schmelzpunkt von 8o° C.
-
Beispiele Aus einer durch Extraktion von Torfbitumen mit Äthylalkohol
erhaltenen Mischung werden die Wachskomponenten durch Kühlen auskristallisiert.
Die Fällung wird mit Alkohol und dann mit Wasser gewaschen. ioo kg der auf diese
Weise erhaltenen feinkristallinen Fällung werden kräftig unter Kühlen in eine Bleichflüssigkeit
eingemischt, die aus einem Gemisch von iooo kg 4oo/oiger Schwefelsäure und 18o kg
Chromsäure besteht. Die so erhaltene Suspension wird direkt in eine Elektrolysezelle
eingeführt, in der das während des gesamten Bleichvorganges gebildete Chromsulfat
kontinuierlich zu Chromsäure regeneriert wird. Während des Bleichvorganges wird
die Temperatur der Mischung auf q.o bis 6o° C gehalten. Zwecks Vermeidung von Schaumbildung
soll die Reaktion wie in Bcispiel i durch entsprechende Kühlung gesteuert werden.
Der Bleichungsgrad wird durch Entnahme von Proben kontrolliert; nach Erreichung
eines hinreichenden Grades wird das gebleichte Wachs, z. B. durch Filtrieren, abgetrennt.
Die Bleichflüssigkeit kann direkt für eine neue Charge von zu bleichendem Wachs
wiederverwendet werden.
-
Das gebleichte Wachs wird wie in Beispiel i gewaschen und behandelt.
. Ungefähr 85 kg eines schwachgelben Wachses werden erhalten mit einem Schmelzpunkt
von 81 bis 82° C.
-
Beispiel 3 Das Wachs wird, wie im Bleispiel 2 beschrieben, fein verteilt,
gebleicht und behandelt mit dem Unterschied, daß das Bleichverfahren in einem von
der elektrolytischen Zelle gesonderten, mit einer Filtervorrichtung versehenen Reaktionsgefäß
durchgeführt wird. Während des Bleichverfahrens wird kontinuierlich ein Teil der
Bleichflüssigkeit durch die Filtervorrichtung abgezogen und für sich in der elektrolytischen
Zelle regeneriert und dann in das Reaktionsgefäß zurückgeführt.