DEP0005161DA - Verfahren zur Herstellung von Alkalihuminaten aus Braunkohlen - Google Patents

Description

Durch alkalischen Aufschluss von Braunkohlen kann man die darin enthaltenen Huminsäuren in wasserlösliche Alkalisalze überführen. Diese finden verschiedenartige Verwendung; insbesondere werden sie in der Zellstoff-, Papier- und Pappenindustrie als wohlfeile, gewichtgebende, ausgiebige und recht lichtechte Füll- und Farbstoffe in ausgedehntem Maße technische verwendet.

Zur Gewinnung der Alkalihuminate geht man in der Regel von huminsäurereichen Braunkohlesorten in grubenfeuchtem Zustand aus. Die feuchte Braunkohle wird auf geeigneten Zerkleinerungsvorrichtungen, wie Kollergängen, Nasskugelmühlen usw., zunächst grob vorzerkleinert. Dann wird sie in geeigneten Reationsgefäßen unter Erwärmen und Rühren mit Soda- oder Ätzalkalilaugen behandelt. Teilweise vereinigt man die Vorzerkleinerung mit der eigentlichen Aufschlussoperation und setzt gleich von Anfang an die Alkalien zu. Nach dem Aufschluss wird die Natriumhuminatlösung von den unaufgeschlossenen Kohleteilen durch Klären getrennt. Schließlich wird die mehr oder weniger gut geklärte Lösung entweder in heizbaren Pfannen eingeengt und beim Abkühlen erstarren gelassen; oder man trocknet die Alkalihuminatlösung auf Walzentrocknern. So gewinnt man entweder ein Endprodukt in Brocken, die man noch zerkleinern kann, oder in feinen Schuppen. Die so gewonnenen Erzeugnisse sind in Körnern oder Schuppen im Handel. Auch Gemische mit anderen wasserlöslichen und wasserunlöslichen Stoffen (Pigmenten) sind bekannt.

Der vorbeschriebenen, bisher allgemein üblichen Arbeitsweise haften erhebliche Mängel an, die man mangels besserer Aufbereitungsmethoden als unvermeidlich in Kauf zu nehmen sich gewöhnt hatte.

Die Zerkleinerung der grubenfeuchten Braunkohle auf Zerkleinerungsvorrichtungen der genannten Art, für sich allein oder unter Zusatz von Wasser oder Alkalilaugen, ist ungenügend. Die feuchte Braunkohle schmiert beim Zerkleinern; dies ist in besonderem Maße der Fall bei Zugabe von Alkalien. Es entsteht eine schlüpfrige, schmierige Masse, die sich der wirksamen Einwirkung der Mahlelemente (Koller, Kugeln, Schlagkreuze u.ä.) entzieht, an den Wandungen und Rührflügeln festklebt und die Zerkleinerung weitgehend verhindert. Die Zerkleinerung erfordert unmäßig lange Zeit und beträchtlichen Energieaufwand und bleibt trotzdem unvollkommen. Die noch in größerer Menge vorhandenen groben Braunkohlenteile entziehen sich dem restlosen Aufschluss; außerdem werden sie durch die sie umgebende Schmiere vor der genügenden Einwirkung der Alkalien geradezu geschützt.

Es ist daher nicht verwunderlich, daß bei der beschriebenen Arbeitsweise die Ausbeuten unbefriedigend sind. Ebenso nachteilig ist der hohe Anteil an ungenügend zerkleinerter und unaufgeschlossener Braunkohle deswegen, weil diese nach beendetem Aufschluss in höchst umständlicher Weise durch Klären aus den Aufschlusslaugen entfernt werden muss. Die Filtration hat sich nicht durchsetzen können, weil die erwähnte Schmiere die Filtertücher nahezu undurchlässig macht. Man muss also, gegebenenfalls sogar unter Verdünnen der Aufschlusslaugen und unter ständigem Warmhalten derselben (wobei unerwünschte Zirku- lation der Laugen auftritt und das Absetzen stört), in großen Klärbehältern arbeiten.

Die Huminatlösung klärt nur schlecht. Selbst wenn sich die groben Kohleteile einigermaßen zu Boden setzen, so hat man doch nie die Gewähr dafür, daß sich die feineren Teilchen beim Ablassen der Klärbehälter restlos abgesetzt haben. So kommt es trotz aller Vorsicht immer wieder vor, daß sich im Endprodukt noch unaufgeschlossene Braunkohlepartikel befinden, die einen zu hohen Gehalt des Fertigproduktes an Unlöslichem verursachen und sich beim Färben des Zellstoffs, des Papiers oder der Pappe darauf niederschlagen und zu dunkelbraunen Flecken breitschmieren. Außerdem erfordert die große Menge unaufgeschlossener Braunkohle einen unverhältnismäßig großen Klärraum und häufige Reinigung der Klärgefäße; eine außerordentlich zeitraubende, schmutzige und lästige Arbeit, die man bisher ebenfalls mangels besserer Methoden als unvermeidlich in Kauf nehmen musste. Um sich der verhältnismäßig großen Rückstandsmengen zu entledigen, bleibt den meisten Betrieben nicht anderes übrig, als die im Dampfkessel zu verfeuern.

So stellt die Fabrikation der Alkalihuminate in ihrer bisher üblichen Form eine recht primitive, schmutzige und unrationelle Arbeitsweise dar.

Es wurde nun gefunden, daß man erheblich wirtschaftlicher, sauberer, mit wesentlich besseren Ausbeuten und geringerem Energieaufwand arbeiten und zu reineren Endprodukten gelangen kann, wenn man sich vor der herkömmlichen Verarbeitung feuchter Braunkohle abwendet und stattdessen die Braunkohle in vorgetrocknetem Zustande verwendet, sie trocken zu einem feinen Braunkohlenstaub vermahlt und in feinstem Mahlungs- grad der Einwirkung der Alkalilaugen aussetzt.

Der durch das Trocknen der Braunkohle scheinbar entstehende Mehraufwand an Wärme wird mehr als ausgeglichen durch den Zeitgewinn, die Einsparung an Energie und Wärme durch Verkürzung der Mahl-, Aufschluss- und Klärdauer, die geringeren Reinigungsarbeiten in den Klärgefäßen und durch die besseren Ausbeuten sowie die höhere Reinheit des Endproduktes. Findet die Trocknung der Braunkohle am Orte ihrer Gewinnung statt, so tritt eine entsprechende Ersparnis an Transportraum hinzu.

Bei der Arbeitsweise gemäß vorliegender Erfindung wird - im Gegensatz zu der bisherigen Arbeitsweise - von der getrockneten und staubfein vermahlenen Braunkohle jedes Teilchen unmittelbar und restlos von der Alkalilauge erfasst und aufgeschlossen. Es bleibt also keine unausgenützte Kohle zurück. Was zurückbleibt, sind nur die an sich in Alkalilösungen unlöslichen organischen und anorganischen Bestandteile der Braunkohle. Aber auch diese liegen in so fein verteiltem Zustande vor, daß sie, selbst wenn sie sich dem Absetzen in den Klärbehältern entziehen, auf dem Zellstoff, dem Papier oder der Pappe keine sichtbaren Pünktchen oder Flecken mehr hervorrufen, sondern sich höchstens - wie Pigmente oder Füllstoffe - in Form winziger, praktisch unsichtbarer Teilchen ablagern, die nicht u beanstanden sind.

Zur Beschleunigung der Benetzung und Durchdringung des feingemahlenen Braunkohlenstaubes mit der Alkalilauge, kann man dieser geeignete Netzmittel zusetzen. Man kann auch die feingemahlene Braunkohle mit der Alkalilauge in geeigneten Maschinen anteigen, durchmischen, -kneten, -walzen oder sonstwie innig vermischen, so daß dann beim Einfüllen in das eigentliche Auf- schlussgefäß eine bereits homogene Braunkohle-Alkalilauge-Paste oder -Brühe vorliegt, die sich, ohne zu klumpen, leicht mit der übrigen Lauge vermischen und dann infolge der feinen Verteilung restlos aufschließen lässt. Bei der Benützung von Vorrichtungen zum Anteigen usw. kann man auch mit höheren Alkalikonzentrationen arbeiten. Man kann auch den Aufschluss ganz in Knet- und Mischmaschinen, Kollergängen und ähnlichen Vorrichtungen durchführen; u.U. kann man sogar das Klären ganz in Fortfall kommen lassen oder wenigstens vereinfachen und abkürzen.

Die Verwendung getrockneter und in getrocknetem Zustand fein vermahlener Braunkohle zum alkalischen Aufschluss stellt somit gegenüber dem bisherigen Stand der Technik einen wesentlichen technischen Fortschritt dar.

Die beim Aufschluss erhaltene Alkalihuminatlösung wird dann in bekannter Weise auf das trockene Endprodukt weiterverarbeitet. Man kann dabei auch andere, mit den Alkalilaugen nicht in Reaktion tretende Stoffe, beispielsweise Farb-Pigmente oder lösliche Farbstoffe oder Füllmittel, zumischen.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von Alkalihuminaten aus Braunkohlen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Braunkohlen zunächst trocknet, dann zu feinem Staub vermahlt und diesen mit Soda- oder Alkalilaugen behandelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man der Aufschlusslauge Netzmittel zusetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Braunkohlenstaub mit der Aufschlusslauge in geeigneten Vorrichtungen anteigt, knetet, walzt oder sonst in geeigneter Weise innig vermischt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den gewonnenen Alkalihuminatlaugen andere, mit diesen nicht in Reaktion tretende Stoffe oder Füllmittel zumischt und das Gemisch der Trocknung unterwirft.