DE1567875A1 - Verfahren zur Herstellung von Asbest-Dispersionen - Google Patents

Description

6 Frankfurt am Main 70 ^L " ~~" "

9. fei 1966

UI7I0N CAHBIDE CORPORATION Vorfahren zur Herstellung von Asbest-Dispersionen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren aur Heretellung stabiler .Dispersionen von feinverteil tea Chryaotil-Asbest.

Die natürlich vorkomesden Lager von Chryeotil-Ashest enthalten diesen in Form von dichtgepackten Bündeln τοη Elnxelfasern· Biea· Sinzelfaeern oder Pibrilen sind von kolloidaler öröÄe alt eine» Diirchneeeer von etwa 200 bis 800 Ä-Binheiten und Longen von einigen gtkron. In wässriger Suspension und in getrocknete» Zustande agglomerieren die Eineelfaeern leicht au Bündeln oder Flocken,Für nsanohe technisch· Zweoke, E.B. *ur Herstellung von mit Asbest gefüllt« Papier, ist es notwendig, daß die einzelner Anbestfasern getrennt vorliegen.

Das Auftrennen der Taeerbtindel von Asbest kann auf bekannte Weise in trockenen Zustande durch mechanische Terfahren erreicht werden, wobei die dichtgepackten Peserbündel physikalisch getrennt «orden« Dieses Verfahren ist brauchbar, ua einen wesentlichen Anteil der Fasern voneinander su trennen und um gleichzeitig die Verunreinigungen und die (rangart abzutrennen. Trotsdfem let eine «ueätiliche Reinigung notwendig, üb Asbest su erhalten, der in vesentliehen frei von Verunreinigungen let. Bei de« trockenen, tibliclierweiee verwendeten ferfahren werden such die Terunrelnlgungen unS die Gangart 8ei»kleiner^ so dal Sohwierlgkeiten bela Abtrennen der feinen Aabeetfaaern von den feln-7er tell ten Verunreinigtingen entstehen.

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Be sind schon verschiedene Verfahren bekannt, um die Faserbündel aufzuschlagen und \m ais ÄBböstfasero in Wasser bu dispergieren. Durch diese Verfahren werden nicht nur die einseinen JibrflLen voneinander getrennt» sondern man kann auch die Verunreinigungen "besser abtrennen. Dieao bekannten Verfahren haben aber rereohiede-η9 Nachteile* IJehrere dieser Verfahren benötigen große Mengen von löslichen Ketallßalsen, wie Aluminiumehlorid, wobei große Kengen von Anionen, nie Chloridionen, in der Lösung oatetehen. Die Menge des in Suupension gehaltenen Asbestes «ird hierdurch begrenzt, die Stabilität des dinpergierten Aabeeteß nisnst ab und er flockt leicht aus, Geiaäß anderen Vorfahren «erden organische Netzmittel su« Dispergieren τοη Aebeatfaaern verwendet. Ei^aee dieeea lästeren Verfahren kann nur in begrenzte* Umfange verwendet werden, da beim aechanluehen Rühren der but Taaertrezmung verwendeten Hetsalttal ein βtarier Schaue entsteht. Ss sind such schon ferfahren bekannt, durch welche die Schauabildung unterdrückt wird; dieses Verfahren hat aber den Fachteil, daß keine wahre Dispersion entsteht· £0 bilden eioh nur kurcseitige Dispersionen, aus Helenen bald Plookea entstehen.

Es 1st auch sohon ein Verfahren aur Herstellung τοη stabilen Suspensionen τοη Chryeotil-Aebeet vorgeachlagen worden, duroh welches diese Schwierigkeiten überwunden werden» lach diesem Verfahren dispergiert man Chrysotil-Asbest bu stabilen wässrigen Suspensionen mit Hilfe eines c-lektropoaitiv hoch aufgeladenen kolloidalen Metal!aluminate und einer einbasischen Sfiurs, die Ton der Oberfläche der Asbestfasern adsorbiert wird. Die vorliegende !Erfindung unterscheidet sioh τοη diesen Verfahren daduroh, dsJ die natürlichen slektroposltiven Aufladungen der Aebeet- twrn In wässriger Suepersion erhalten werden· Saoh dem früheren Verfahren ist «« gelungen, Ohrysotil-Aabsst durch Verstärken der «lektrost*tlnoh«rn Aufladung des Minerale bu dispergieren { es war *b«r noch.nicht bekannt geeeaen, Aebeot su dispergieren, wobei nmtürlich· ABfladun^ 4«e Mineral» selbst bewehrt wird· Dme

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erfindungegecttue Verfahren hat dt η Vorteil» öaS eine Verunreini gung äee Asfcestee durch Ketalliontn oder Hydrolyeeprodukt« vermieden wird, welche das Endprodukt ungi'netig beeinflussen

Ein Ziel der Erfindung ist das Herstellen einer stabilen Suspen sion von feinveiteilten Fasern von Chryeotil-Aabeet, wobei uetürliohe.. ketioninche oder electropositive Aufladung bleibt. Bin anderer Gegenstand, der Srfindung iat «in Verfahren tür Herstellung einer 8ur.psne:lon von f ο invert eil ten Fasern voa Chryeotll-Aabest, die nach deiA Frooknen leicht wieder in diepergiert werden können.

aieoht uan Chi-ysotil-Aebeot mit Wee θ or, welch·« nicht mehr als 100 ppa einwertiger Anionon und nicht, mehr al» 10 f?« aehrnertifer Aiiionen enthil t. Aue dieser Miaohuog etellt ■an eine Aufeohleaeuns her, die 0,5 bis 5 öa»»·^ Asbest enthalt lian gibt su dieser AufuchleaKun^ eine waftSQFlübliche eiHbaaiao!» Konokarboneiiure «it nicht mehr ale 6 Kohl^s^'jff&tci»«!! im Molekül in einer solchen Menge au, daß die Aufeciileneung eis.im pH» VeTt von 5_t0 bie 6,3 enthHlt. Schließlich unterwirft san die Aufechleeeung starken Scherkräften.

lur Dnrohfülrunf dee VoruTahrece let ee cwar nicht erforderlich, des Chryootil-Aebest Torher aufeuschlagonj in aanohen fßllea ±9% aber ein Torlitrtgte Auf schlaf en vorteilhaft. Hieran ke&aen tie sekasjiten Tarfefcren verwendet «erden. Man tann den Asbest «ff«%l«4jiJi_t bevor ex de« fassvr eufsfeeesi wir* oder mach «er Bildung ier Aofeohlemung dee Aeaestee. Der verwendete Aobeet sollt· naoh der KIaseJfikatlon der Quebec Awbestoe Prod«@ero Aseoeiatioa den Ora* 5 bis den arad 7 beetteen· Man etellt m* sAohet aas ABbest tuid feaeer ο in« Aufschleenin^ her, a±m 0,5 bis 5 0ew.-£ 0hryaoti3 -Aebeet enthllt. Tfann die Auf sohl eauag «le 0,5 Gew.-?' Asbest enthält, 3o 1λ*^λ· 43β Disp^ruion

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au verdünnt, un wirtschaftlich oder technisoh verwendet an werden. Wenn die Aufsehleaaung sehr als 5 G-ew.~# Asbest enthält, let sie sehr riakos und schwierig zu handhaben·

Ecm gibt nan der AuföchleEBnang des Acbeetea dia einbasisch« Xai-bcnsüure ευ und mi acht unter Aawenöui>£ hoher Scherkräfte« YorEugswelao gilbt i.icm öle Säure der Axifechleraftung des Asbestes in Wasser au? Die Säure kann aber auch schon in aea Waeeer enthäuten sein, ssu weloheia der Asbest BUgeniecht wird. Sie erforderliche &'fcur«»enge lot abhängig von verschiedenen Uaständen» wie s.B. der Honge von eäurelösliohen Verunrolnigun^en Χ'λ Aebeet und von dem Xonisationcgrad der Säure in wässrigen Lösungen. Die S&iiremense let forner abhängig von der Koneentration von Anionen in öom verwendeten Waeeor, von der Mdttloren Faserlänge des Aebeotes lind von der Dichte der Sueponeioc.

Die Grenzen für das Erhalten von stabilen !Dispersionen liegen bei pH-Werten swischen 5,8 und 6,3· Bei einen ρίί-Wert unter 3«6 entstehen keine eufriedensteilenden Dispersionen, während ©inera pH-TKerb über 6,3 ein starkes Sohäuner. ötatfcfindet«

kann euch, so vorgehen, da8 «an eine Auf sch! aimu?4£ von etna 0 biß 10 Gev?«~5b Aabost, welche die erforderliche S&ureaenge enthält, mechanisch kräftig bearbeitet lind die Aufechleaaung dann Ms auf einen Feststoffgehalt von 0,5 ble 5,0 Ji verdünnt« Tvährend »an bein Vardtltinen gleichzeitig eine gering« aeohanieohe EnGrgio avXvendet. In diesen Falle verwendet ean soviel Säure« wie in der eGdgultrlgen Atifeohleaayng enthalten aein soll.

Brauchbare Säuren für di« Durchführung des Verfahrene sind Monocarbonsäuren mit bis su 6 Kohlenetoffatoiaen ia Molekül. Die Säuren können gesättigt oder ungesättigt, substituiert oder nicht subatituiert sein, Beispiele eoloher Säuren aind ABöieelsäuro,

Propionsäure, Bu'ctereaure, Valerian.iäure, Aorylüäure,

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Crotonsäure, Methacrylsäure, Hiloheäure, Angelioaoäure, Pjrurln- «äui*· aod TigLina&uro. Die drei erstgenannten sind In der Kegel vorsiiziefceu. Säuren sit »ehr «le 6 Kohlenstoffatomen sind nicht brauoabar, Oa «ie eine überaäflige Scäauablldusg verursachen. Anorganische BAuren, -sie Salstfiure, Salpetersäure, salpetrige Satire, Schwefelsäure, Fhoephore&ure, imd aehrbasieelie organisohe Sliuren, «ie Oxalsäure, tatlonß&rure, Weinsäure, Zitronensäure, aind sbenfalle für das erflndtingegenäee Yerfaliren nicht brauchbmr; sie reagieren eo heftig siit öer aufgaladaaen Oberflöohe des fces;. deS die Lisperaionen catstaiiil

let ^ortöilhai't, die Säure der AufeohleiEiraiig' des ckiseitig oder kurz vor der Anwondiing der meohsaiaclsei» Skiergie isuBUgeböii. Dadurch vird sehr wonig Säure sna Auelavi^en de» Asloastee Tei'braueht* S» ie* ferner vorteilhaft, die S&ure in ▼erdUnnter und nloht in konsentrlerter For» ausugeben, üb lokale hebe Säurekonzentr&tionen £u Termeiden. Sas DiBpergierrerfaaren ist eohr enpJtindXlon gegenüber der Gagenmari; τοη lö el lohen Salsea in der lufsonleiewng de· Asbeste» w&hrend dee Siepergieren·· Bbenea i«t die Stmbilität der gebildeten Dispersion aenr abnSagig von der öegtmwart löelioker Selse. Diese letsteren rerringora die Stabilität rtm Asbestdisporeionen· 0« eine lsage Zeit beständige Dispersion von Asbest sra erhalten, auB sie a&gllohst kleine Mengen eiawertlger Anionen und eöglioöet gar kein« nehrwertige Äaiouan, wXq Sulfationen, enthalten_r da dleee inionen die Asbestdlepereion ausflooken. Di« Stabilität τοη Asbostdisperoionen wird gemessen durch die ZeIt₉ «anrend welcher die Viekoeitftt der dispersion einen verhtltnlsaUig niedrigen Wert τοη etwa 1 bis 10 2entipolB*n bei 25 °C nat.

Kachanleche .Energie la Pom τοη Soherkrftften holier Geeohvindlgkeit SRzfi an^evendet «erden» um den Asbest au deflbrlllieren und die eittzelntsM ?aec»rn jtu diepergiensov Däh neohanlscne Bohren kaxm Kitteln bandelstltilichfir Kolloidmtthlen oder sdttels anderer

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Torrlehtnngen darohgef1!h*t «erden» bei welohen hohe Soherkrefte entstehen· !ten kann aooh ftir diesen Zveok Ultraschall Terwendem· Ia der Praxis können bsispieXawelse di· τοη der Papierherstellung bekennt«! Desintegratoren, Aufschläge und Beflner verwendet werden« Mm kann anon Vorrichtungen verwenden, die la der Mineralinduetrl« Ublloh sind, wie s«B. naß arbeitende HamoermUhlen oder sogar die üblichen Kugelmühlen» Dae Rühren der AufiiohleaaRmg darf aieht eowelt getrieben werden, daß die ElneeLfaeern seretört «erden. Bei ÜbermaMiger Zerkleinerung dee Haterlale let ee auoh eohwierig, die VerOnreinlgcmgen bu entfernen»

Dleperdbnen τοη Chryeotil-labeet, die erfindtmgegeai· hergestellt aind, haben eine Tiekoeltat von 1 bis 10 Zentlpoieen bei 25 ⁰O* In dieer Tora haben die Mepereionen ein eehlnemdee oder perlenartigee Aoeeeaen, da dae Licht τοη geriohteten Aabest» faetrn in der Suepeneion reflektiert wird· Sie eigenschaften der Iü ep era lot kfinaea beetiiat «erden durch learning ihrer Tiskoaltat in AbhttngigVeit τοη der Zeit» Je geringer die anfflngliohe Yl#- koeltat let» und je !lager diese Tiakoeitftt konstant »leibt, deete beeeer let die Siepersion« Die Viekoeitftt eoloher Dieperelooen iet abhi&gig tos des Terwendeten Dispergator, τοη de» pH-Wert der Dispersion, τοη der Art und Menge vorhandener Aalonea und Ton der loosentratlon vuA Art des verwendeten Asbestes*

Die Stabilität τοη Asbertdispersionen wird auegedrOokt durch die "Qel-Zeit". Das ist die Zeit, die erforderliok ist, damit eine niedrig riekoee Asbestdlspersion eine solche Viekceitat erreicht, daB sie gelförslg wird· Dsτ Übergang τοη dem dlsperglerten Zu- , stände in den Selsustamd ist gekemnMiohnet durch ein plöteliohee Ansteigen der Viskosität mit einest gegebenenfalls eintretenden Xineplelee. in einer Höbe τοη etwa 50 Zentlpois bei 25°C. lach dem Irreiohen des Gelpunktee verliert dia Asbeetsuspension ihren oharakterlstieohen Schiisoer xmd erhKlt eic homogenes Au»eehen.

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Daa Gel kann 00 hoch viakoa sein, dafi β» eich au· eine* Behälter nicht »ehr ausgießen IKBt. Sie Beuge der na Diapergleren verwendeten neohaniachen Energie hat fast keine Wirkung ·** **·■ VlakositÄt dar dieperglerten Phase-

Asbeot-Diaperalonen geaäfi der Erfindung kttnnen für »ich ala Quelle für faiQverteilten Aabeet verwandet Herden. Man.kann darartige DiapereioBaa beiapielaveiae Zallatoffpapiar susataan, um die Wtichheit zu Tarbaaaern tind daa feethaltan aaoreaaiaohar fUlletoffe au erleichtern.

Die Bildung von trfindimgagea&S<t& Aabeat-Dleparvionan Icann farner verwendet «erden ala eic Schritt in des Verfahren stm Reinigen von Aabeat, dar feinverteilte TanaareinlgiiBgen« «la Magnetit, enthält. Mt· TanmrelnigungeB kfinnen von daa la Vaaaer dlaBerglerten Aabe»t leicht durch Schwerkraft abgetrennt «erden, β.B. durch Ataitsen und AbgieSen der beattbadigen Aebeet~Diaperelon_t oder durch Verwendung von üblichen Sindiokern. Schleudern oder Zyklonen,

Die erhaltene gereinigte Slaperaion von labtet kann ala «olohe verwendet werden, oder man kann auch den Aebeat auaflooken» abfiltern und trocknen. Dar auageflookte Aabaat kaam bei eolohen üblichen Verfahren verwandet werden, bei «eichen kimfaaerigvr Aebeet gtbrauoKt wird, a.B. als Pulletoff in Kunfltetoffen,

He Aabeatdiapereion kaan auageflookt «erden durch KLnatellen dea pH-Wertes auf Werte anSerhalb dea Stabilltltabereiohe· von 3»8 bia 6,5. Bein Aoβflocken entetehen zeitweilig ««ei Faaaen_y eine klare Lösung und ein k&aeartigee Gel. Der anegaflockte Aabeat lEfit eich leichter filtrieren» ale diapargiarter oder gelfund,ger Asbest.

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Zur Durchführung des Verfahren* kaoa ein beliebiger Ohrrsotll-Asbeet verwendet «erden» Yorsusiehsn let ein kurefaeerigee Material, das In Lagern bei Coalinga in Callfornlen gefunden wird. Hierbei handelt ee ei oh ta einen kurafaserigen Ghrrsotil- «sbeat, der nach der canadieohen Klassifikation den Oard 7 hat.

Sie naohstehenden Beiaplele erläutern beiepieleveiee einige AuafUhrungsforaen der Erfindung.

Beispiel I

Ken gab 100 al entionlsiertee Waeeer In den Oleebehälter eine« Mlsohers nach fating. Hieran gab aan sueret 6 g aeohanlsoh auf gesohlagenen ChrTeotil-Aebest und dann 3,0 al 1,0-aolarer Essigsäure· Der Mleoher lief 5 Minuten lang alt der hohen Oeechwindlgkeit ron etwa 10 000 üadreaungen je Minute. BIe erhaltene Aabeet-Uepereion wurde in einen 500 al faeeeaden Beoher gegoeeen. Sie hatte einen perlenartigen Sohiaaer. Sie Dleperaion hatte bei 25° eine Tlakoaitat τοη 2,7 Zantipolaen und einen pH-Vert von 4,$. Innerhalb τοη 30 Miauten neon der Heretellung der Diepereion eeteten eloh kleine dunkle Veilohea ab·

Sie Siepereion wurde Ton dea abgeaetsten Tallohen In einen «walten Becher abgegoeeen. Ser la ersten Beoher aurOokblelbende Rttoketand fühlte eiöh körnig an» hatte eine grüahraume färb« uad enthielt kleine dunkle Punkte τοη Magnetit·

Hn Teil der dekantierten Dieperelon wurde auageflockt duroh Zugab· einiger Tropfen einer 10£-ig«n LBeuag τοη latriuaeulfat. lan filterte die auegeflookte Suepeneion la Yakuua ab_t wobei ein aattanartiger ?ilterkuohen au« Aebeat entstand, der In Fora einer auoaaaenhingende Masse entfernt und getrocknet wurde· Sas trookene Material hatte eine Helligkeit τοη 75 £, iesoges auf «inen Bloofc au« Magnesit, bei Terwendung eine· Liohte· alt

einer Wellenlänge van 437 Millialkron.

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Der Rost der abgegossenen Suspension vmxäe 5 Minuten lang alt 1000 Umdrehungen je Minute abgeschleudert· Die überstehende Flüssigkeit wurde abgegossen und durch Zugabe einiger Tropfen tiner verdünnten Lösung von Natriumsulfat auageflockt. 2)1· auageflookte Suspension wurde wieder im Vakuum abgefiltert, wobei eine Matte aus Asbest entstand, die in zusammenhängender Form entfernt und getrocknet werden konnte· Der trockene Kuchen hatte eine Helligkeit von 85 i>_% wobei die Messung, wie oben beschrieben, durchgoftSbri; wurde· D&e hohe Balligkeit seigt, daß ee eich um einen sehr reinen Asbest handelt.

Beispiel II .

Ee wurde wie nach Beispiel I gearbeitet« alt des unterschied, dad «an 1,0 al einer 1,0-eiolaren LC sung von liilohsBur· sugab. Die erhaltene Mspöraicn hatte «inen perlenartigen Sohiimer, eine Tiskositfit von 1,0 Sentipoieen bei 25⁰O und einen pH-Wert Ton 4,5« Innerhalb von 30 Minuten nach dsr Herstellung der Dispersion ästeten sich kleine dunkle Teilohen ab.

Beispiel III

Ee wurde wio n&oh Beicpiel I gearbeitet» nit de« Untersohiefl, dafl aan 0,5 al einer 1,0-nolaren LtSsung von Buttersäure eugab. Sie erhaltene Dispersion hatte einen perlenartigen SehisBsr, eine Viskosität von 1,0 Zsntipolsen bei 25 ⁰C und einen pH-Wart von 5,5. Innerhalb von 30 Minuten naoh der Herstellung dar Dispersion eetztaa sich kleine dunkle Teilohen ab«

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Claims (2)

Patentansprüche

1. '/erfahren zur Herstellung von beständigen wässrigen Dispersionen von feinverteiltem Ctvysotil-Asbest mit einem feststoffgehalt von 0,5 Me 5 Gew.-jC, dadurch gekennzeichnet, daß man den Asbest alt nicht mehr als 100 ppm einwertige Anion en. und nicht mehr als 10 ppa sehrwertige Anionen enthaltendem Wasser/ mit einer eolohon Menge einer in Wasser löslichen einbasischen Carbonsäure mit nicht mehr al8 6 Kohlenstoffen Ib Atom, daJ die entstandene Aufschlemmung einen pH-Wert von 3,8 bis 6,3 hat« alsoht und diese Aufeohlemaung starken Scherkräften unterwirft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafi man als einbasische Säure Ameisensäure, Essigsäure oder Propionsäure verwendet.

5„ Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man entionlelertes oder destilliertes Wasser verwendet.

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