DE1792572A1 - Verfahren zum Herstellen von kieselsaeurehaltigen Agglomeraten - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von kieselsaeurehaltigen AgglomeratenInfo
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Description
Bes ehreibung zu der Patentanmeldung
PRODUITS CHIMIQUES, PECHINEY-SAINT-GOBAIN
67 Boulevard du Chateau, 92 - Neuilly-sur-Seine
Frankreich
betreffend
Verfahren zum Herstellen von kieselsäurehaltigen
Agglomeraten
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zur Herstellung von Kieselsaureagglomeraten ausgehend von Kieselsaurehydrogelkugelchen sowie auf
die nach diesem Verfahren erhaltenen Produkte.
Die Bedeutung von Kieselsäureprodukten für Anwendungsgebiete wie Adsorption und Katalyse ist bekannt
und es wurden hierzu bereits verschieden geformte Produkte eingesetzt, die zumindest teilweise aus Kieselsäure
bestehen und nach verschiedenen Verfahren erhalten werden.
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Eines dieser Verfahren besteht darin, daß in an
sich bekannter Weise zerstückelte Kieselßäuregelteilchen
oder Teilchen von feiner ausgefällter Kieselsäure, die gegebenenfalls mit anderen einfachen Füllstoffen
oder anderen für die Adsorption oder die Katalyse wesentlichen Stoffen versetzt sind, agglomeriert wer«
den. Viele derart agglomerierte Produkte sind aber oft mechanisch nur wenig fest, obwohl häufig verschiedenartige,
provisorische oder dauerhafte Bindemittel verwendet werden. Diese Bindemittel lassen sich ausserdem manchmal nur schwer
in Berührung mit den Kieselsäureteilchen verarbeiten und zwar wenn diese trocken sind und dann die Bindemittel zu
stark absorbieren, oder wenn sie angefeuchtet sind und dann diese Bindemittel zu stark verdünnen.
Nach anderen Verfahren werden praktisch kugelige Teilchen durch Zerstäubungstrocknen von Suspensionen
feiner Kieselsäureteilchen oder von Kieselsäuresolen oder durch Gelieren von Kieselsäuresoleatropfen in mit
Wasser wenig oder nicht mischbaren Flüssigkeiten hergestellt. Diese letzteren Verfahren sind allgemein bekannt. Beim Zerstäubungstrocknen werden feine Produkte
mit sehr geringem Durchmesser erhalten, die vor allem für Wirbelschichtverfahren Anwendung finden} beim Gelieren
von Soltröpfchen werden kugelige Produkte erhalten, deren Durchmesser bei Mikrokügelchen einige /u
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und "bei Kügelchen bis zu einigen mm betragen kann.
Nur die letzteren sind ausreichend groß dimensioniert, um für gewisse Anwendungsgebiete, vor allem für Festbettverfahren
in Frage zu kommen. Sie weisen aber trotz ihrer ausgezeichneten Festigkeit im trockenen Zustand
zahlreiche Nachteile auf, sobald sie der wenig schonenden Einwirkung einer stark wasserhaltigen Umgebung unterworfen werden: Die dabei stattfindende schnelle Wasseraufnahme
führt häufig zum Zerbrechen und Zerplatzen der Kügelchen. Selbstverständlich lassen sich solche
kugeligen Produkte nur besonders schwierig durch Imprägnieren mit verschiedenen wässrigen Lösungen in
Katalysatoren umwandeln.
Es wurde nun gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung festgestellt, daß, wenn man beim Agglomerieren
von Kieselsäureprodukten die Kieselsäure ganz oder teilweise in Form von Hydrogelmikrokügelchen einsetzt,die
mechanische Festigkeit der erhaltenen Produkte ausserordentlich erhöht und diese Produkte leicht mit Lösungen
oder Suspensionen imprägniert, darauf getrocknet und calciniert werden können, um z.B. verschiedenartige
Katalysatoren zu erhalten.
Es wurde insbesondere festgestellt, daß man durch Waschen der Mikrokügelchen in eindeutig alkalischem
Medium mit einer ammoniakelisehen Lösung Agglomerate
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— Hr —
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ayS25.72
erhält
großer Festigkeit «mwL, die sich jedoch mit den versohie* densten Lösungen imprägnieren lassen.
großer Festigkeit «mwL, die sich jedoch mit den versohie* densten Lösungen imprägnieren lassen.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin als neuartige technische Produkte derartige KieSelsäureagglo»
merate, die zumindest teilweise aus Mikrokügeichen von
Kieselsaurehydrogel bestehen, sowie auf die Anwendung dieser agglomerierten Produkte, vor allem auf den Gebieten
der Adsorption und der Katalyse.
Bei der Herstellung der erfindungsgemässen kiesel-.
säurehaltigen Agglomerate lassen sich die meisten bekannten Agglomerierungsverfahren anwenden. Es dürfen
aber, unabhängig von dem angewandten Verfahren, die auf die Mikrokügelchen einwirkenden Kräfte nicht so
groß sein, daß diese merklich zermahlen werden. Es
ist lediglich erforderlich, daß die Mikrokügelchen ohne überlassige Turbulenz stark gegeneinander gedrückt werden. Derartige Verfahren sind z.B. das
Komprimieren, das Agglomerieren durch Rotation in einem sich drehenden Granulator und das Stran||pressen·
Nach dem Trocknen können die porösen Eigenschaften der Agglomerate durch Brennen nach verschiedenen Arbeitsweisen
in gewünschter Weise eingestellt werden. Sollen die Agglomerate noch andere Stoffe enthalten,
so können diese in festem Zustand, als Lösungen oder Suspensionen den Kieselsäuregelkügelohen oder als
Lösungen oder Suspensionen den agglomerierten Produkten
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- 5 - lA-35 032
nach dem Trocknen und gegebenenfalls Brennen zugesetzt werden.
In den folgenden Beispielen wird die Herstellung von kieselsaurehaltigen Agglomeraten, die gegenüber
dem Eintauchen in Wasser beständig und mechanisch fest sind, aus Kieselsaurekugelchen mit verschiedenen
Eigenschaften beschrieben,
Kieselsäurehydrogel-Mikrokügelchen mit mittlerem
Durchmesser 104· mm wurden durch Koagulieren eines durch die Einwirkung von Salpetersäure auf eine Natriumsilicatlösung
erhaltenen Kieselsäuresole mit SiOp-Gehalt 100 g/l und pH-Wert = 4 in einer bei 700C gehaltenen ,mit Trichlorethylen
gefüllten Säure hergestellt. Nach dem Abtrennen des Trichloräthylens durch azeotropes Mitreissen
wurden die Mikrokügelchen beim pH-Wert 9 mit ammoniakalischem
Wasser gewaschen. Durch vorsichtiges Trocknen wurde die Feuchtigkeit dieser Mikrokügelchen auf 85 % gesenkt.
Agglomeriert wurde in Form von kleinen Zylindern durch Kompression in einer Haschine mit ineinandergreifenden*
Zahnrädern die an ihrer Basis mit Öffnungen vom Durchmesser 12 mm perforiert waren. Nach dem Trocknen
bei 1Ou0G im Ofen betrug die mittlere Druckfestigkeit
von Io Agglomeraten 3>5 kg.
Erhebungen, z.B.
1 0 9 8 h 8 / 1 8 3 i*
1752572
- 6 p. t&»35 032
Es wurden Kieselsäuregel-Hikrok%eli4iea>
»Ittlerer Durchmesser 290/U, gemäß Beispiel 1, aber ausgehend von
einem aus Phosphorsäure und NatriumsilleatlösuBg hergestellten
Sol mit SiOrj-Gehalt 100 g/l hergestellt und
bei pH-Wert 9 gewaschen. Die mit derselben Vorrichtung wie in Beispiel 1 erhaltenen Agglomerate wiesen nach
dem Trocknen bei 1000C im Ofen eine mittlere Druckfestigkeit
von 1^r6 kg auf.
Gleich große Mikrokügelchen wie in Beispiel 2 wurden ausgehend von dem Sol nach Beispiel 1 erhalten und
bei pH-Wert 9 gewaschen. Die Agglomerate wurden mit der bereits beschriebenen Vorrichtung hergestellt und zeigten
nach dem Trocknen bei 1000C eine mittler© Druckfestigkeit
von 5,2 kg.
Mit demselben Kieselsäuresol wie im vorangegangenen Beispiel wurden Hydrogelmikrokügelohen vom mittleren
Durchmesser 800 λχ hergestellt. Die Mikrokügelchen wurden bei pH-Wert 2 gewaschen und ergaben nach dem Agglomerieren
in der bereits beschriebenen Vorrichtung kieselsäurehaltige Produkte mit einer mittleren Druckfestigkeit
von 1,3 kg nach dem Trocknen bei 100 C.
1 0 9 8 U 8 / 1 8 3 U
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Es wurden Kieselsäuregel-Mikrokügelchen mit mittlerem Durchmesser 3OO/U unter denselben allgemeinen
Bedingungen wie in den vorangegangenen Beispielen hergestellt; ausgegangen wurde von einem Kieselsäuresol
mit SiOg-Gehalt 100 g/l, das durch die Einwirkung
von Schwefelsäure auf eine Wasserglaslösung erhalten wurde. 3,5 1 dieser Mikrokügelchen, bei pH-Wert 9
gewaschen aber nicht getrocknet, wurden in einen 19 1 fassenden und elektrisch beheizten Dragierkessel
gegeben. Durch allmähliches Verdampfen wandelte sich die Hasse der Mikrokügelchen in eine fließfähige
Paste um, die sich verdickte und dann in Agglomerate zerteilte, die sich allmählich in Kügelchen umwandelten.
Diese Kügelchen mit Durchmesser von 2 - 10 mm wurden 5 Tage im Ofen bei 6o°G getrocknet und dann 1 h bei
8000G gebrannt und wiesen darauf eine mittlere Druckfestigkeit
von 8 kg auf.
Dieselben Kieselsäurehydrogel-Mikrokügelchen wie im vorangegangenen Beispiel wurden nach leichtem Trocknen
in eine Schneckenstrangpresse gegeben, die eine Düse vom Durchmesser 30 mm und einen Kern vom Durchmesser 8 mm aufwies. Der ringförmige Pressling wurde in Abschnitte von
jeweils 15 mm Länge zerteilt. Diese Ringe schrumpften bei
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langsamem Trocknen in der Luft zusammen, der äussere Durchmesser verringerte sich auf 16 mm und der innere
Durchmesser auf 6 mm. Nach 1-stündigem Brennen bei 800°C waren die Ringe erneut geschrumpft; die Aussendurchmesser
betrugen nun 13,5 mm und die Innendurchmesser 5 cm. Die mittlere Druckfestigkeit dieser Ringe
betrug 2 kg in Richtung des Durchmessers und 8 kg in Richtung der Achse,
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Claims (2)
1. Verfahren zum Herstellen von mechanisch festen und wasserfesten kieselsäurehaltigen Agglomeraten insbesondere
für die Adsorption und Katalyse durch Agglomerieren von gegebenenfalls mit Zusätzen versehenen
Kieselsäuregelteilchen und Trocknen bzw. Brennen der Agglomerate, dadurch gekennzeichnet ,
daß man die Kieselsäure ganz oder teilweise in Form von Kieselsäurehydrogel-Mikrokügelohen einsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man die Mikrokügelchen vor dem
Agglomerieren im alkalischen Bereioh wäscht.
109848/1834
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