DEB0021237MA - - Google Patents

Description

iUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 18. Juli 1952 Bekanntgemacht am 19. Juli 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

In der zweiten Hälfte des vorigen Jahrhunderts hat man sich um die technische Durchführung des Verfahrens bemüht, aus Wasserglas durch Umsetzung mit Calciumhydroxyd Kali- oder Natronlauge herzustellen. Zu einem technisch brauchbaren Verfahren ist man jedoch bei diesen Versuchen offenbar nicht gekommen.

Bei der Nachprüfung des Verfahrens wurde festgestellt, daß. sich die bei der Umsetzung entstehende Alkalilauge von dem gebildeten Calciumsilicat um so schwerer abtrennen läßt, je kleiner das Molverhältnis Alkalioxyd zu Si O₂ ist. Während es also bei Verwendung von z. B. Wasserglas mit einem Molverhältnis Na₂O : SiO₂ wie ι : 3,3 oder ι : 2,2 für die Umsetzung mit Calciumhydroxyd nicht annähernd gelingt, mit technisch zulässigen Wassermengen das gebildete Natriumhydroxyd aus dem Calciumsilicat herauszulösen, kann man bei Verwendung von Alkalisilicaten, die der Zusammensetzung der Metasilicate nahestehen, die Auswaschung unter Gewinnung der Lauge in gut verwertbaren Konzentrationen bequem durchführen. Will man daher Wasserglas beliebiger Zusammensetzung verarbeiten, wird erfindungsgemäß derart verfahren, daß zunächst durch Zusatz von Alkalilauge das Wasserglas auf die ungefähre Zusammensetzung des Metasilicates gebracht und dann die Umsetzung mit feinteiligem Calciumhydroxyd bei gewöhnlicher oder einer höheren, den Kochpunkt jedoch wesentlich unter-

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schreitenden Temperatur vorgenommen wird. Da man die zur Einstellung auf Metasilicat benötigte Lauge im Kreislauf verwendet und das aus dem Wasserglas jeweils frei werdende Ätzalkali zur freien Verfügung gewinnt, ist das Verfahren sehr wirtschaftlich. Die Umsetzung verläuft so vollständig, daß die entstehende Lauge völlig frei von Kieselsäure ist.

Da sie außerdem praktisch kein Chlorid oder

ίο andere Verunreinigungen enthält, ist sie für viele technische und wissenschaftliche Zwecke besonders wertvoll.

Das von der Alkalilauge befreite Calciumsilicat stellt getrocknet einen ausgezeichneten reinweißen

15. Füllstoff dar, dessen Dispersität einerseits von den Versuchsbedingungen, andererseits von der Beschaffenheit des zu seiner Herstellung verwendeten Calciumhydroxyds abhängt. Durch Verwendung geeigneter Kalke kann man also hochdisperse . 20 Calciumsilicate erhalten.

Bekanntlich ist das durch Löschen von Ätzkalk erhaltene Calciumhydroxyd je nach Herkunft des Kalkes in seiner Feinheit außerordentlich verschieden. Zur Beurteilung der Eignung des Ätzkalkes für das vorliegende Verfahren wird die Absetzgeschwindigkeit des daraus hergestellten gelöschten Kalkes benutzt. Man verfährt folgendermaßen: 100 g Ätzkalk werden mit der dreifachen Gewichtsmenge Wasser gelöscht. Den entstandenen Brei füllt man im'Standzylinder von 33 cm Höhe der Teilung mit Wasser auf 1 1 auf, schüttelt gründlich durch und beobachtet nun die Absetzgeschwindigkeit bzw. den Punkt des Absetzens nach 48 Stunden. Kalke mit einer Absetzhöhe von über 400 ecm nach 48 Stunden geben Calciumsilicate von einer Dispersität, wie sie im allgemeinen für Füllstoffe erwünscht ist.

Aus dem gewaschenen Calciumsilicat erhält man durch Säuren, die wasserlösliche Calciumsalze bilden, Kieselsäure, die nach Maßgabe der Regeln der Topochemie in einer Dispersität anfällt, die von der Feinheit des Calciumsilicats abhängt. Diese Kieselsäure eignet sich vorzüglich z. B. als Füllstoff für die verschiedensten Zwecke, etwa in der Gummiindustrie.

Für einige Zwecke in der Gummiindustrie ist es zweckmäßig, ein Calciumsilicat mit Calciumcarbonat gemischt zu verwenden. Schlämmt man das nach der Erfindung erhaltene Calciummonosilicat in Wasser auf, so läßt sich in an sich bekannter Weise durch Einleiten von Kohlendioxyd ein leicht auswaschbares und leicht filtrierbares sowie nach dem Trocknen feines und sehr leichtes Produkt — eine Mischung von Calciumsilicat, Kieselsäure und Calciumcarbonat — erzielen.

Anwendungsbeispiel

5,48 1 Natriummetasilicatlösung 3,65 normal

werden mit der äquivalenten Menge Kalkbrei mäßiger Dicke (Absetzhöhe des gelöschten Kalkes nach obiger Vorschrift nach 48 Stunden 450 ecm) vermischt. Die Temperatur der Mischung beträgt 35°. Nach 2 Stunden ist der Gehalt an Kiesel säure im Filtrat kleiner als 0,02 n, d. h. der Um| satz ist praktisch vollständig. i .

Die abgeschleuderte Natronlauge enthält 1,06 g NaOH im 1. Das Silicat wird mit heißem Wasserl gewaschen und entweder getrocknet oder mit j Wasser im Rührwerk auf geschlämmt und mit der I äquivalenten Menge Salzsäure in Kieselsäure übef-| geführt, die nach dem Waschen und Trocknen ein hochdisperses Pulver darstellt.

Es ist bereits bekannt, Alkalicarbonat durch. Umsetzung von Alkalisilicat mit Calciumcarbonat in der Weise herzustellen, daß Alkalimetasilicat in konzentrierter Lösung bei Siedetemperatur mit Calciumcarbonat behandelt und dann die ReaktiOnsmasse zwecks Gewinnung des AlkalicarbonatejS mit warmem Wasser ausgelaugt wird.

Es ist aber weder bei Siedehitze noch bei gewöhnlicher Temperatur möglich, mittels Calciumcarbonat ein alkali- und calciumcarbonatf reies Calciumsilicat und daraus eine feindisperse Kieselsäure herzustellen.

Beim Umsetzen von Alkalisilicaten mit Calciumhydrat, das bekanntlich ganz anders reagiert wie Calciumcarbonat, entstehen bei Siedehitze sich schlecht absetzende und abfiltrierbare Niederschläge von Calciumsilicat; ferner schließt das bei Siedehitze gefällte Calciumsilicat ,große Mengen Natriumhydroxyd und Natriumsilicat ein; außerdem sind die bei Siedehitze entstehenden Niederschläge im Gegensatz zu den bei normaler Temperatur gewonnenen Calciumsilicaten grob dispers und nicht feinteilig, sondern krümelig. . .

Als Füllstoffe eignen sich diese bei Siedehitze gefällten Silicate nicht, weil sie vollkommen inaktiv sind. Die aus diesen bei Siedehitze gefällten , Silicaten hergestellten Kieselsäuren eignen sich "*¥ ebenfalls nicht als Füllstoff, was nach den topochemischen Gesetzen verständlich ist. . ι

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von als Füllstoff 1*05 geeignetem . Calciumsilicat und einer eben;- " solchen Kieselsäure sowie von reiner Ätzalkali- ..> lauge aus Alkalisilicaten, bei welchem Alkalisilicate mit einem Molverhältnis Alkalioxyd ztji. Kieselsäure um 1 : .1 mit Calciumhydroxyd umsgesetzt werden, die entstandene Alkalilauge abf getrennt und gegebenenfalls aus dem Calciumsilicat durch Zugabe von Säuren, die wasserlösliche Calciumsalze bilden, die Kieselsäure abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung von Alkalisilicat mit feinteiligem Calciumhydroxyd bei gewöhnlicher oder einer höheren, den Kochpunkt jedoch wesentlich unterschreitenden Temperatur vorgenommen wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften: -. Deutsche Patentschrift Nr. 116 575; Vail, Soluble Silicates (1952), Bd. ι, S. 230.