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Verfahren zum fintmineralisieren von Knochen mittels einer Lösung
von Phosphorsäure Es ist bereits vorgeschlagen worden, Knochen mittels einer Lösung
von Phosphorsäure unter Fällung des Dicalciumphosphats durch Kalkmilch_und unter
Wiedergewinnung der Phosphorsäure zu entmineralisieren, indem man Schwefelsäure
auf einen Teil der von den Knochen abgezogenen Laugen einu-irken läßt. Jedoch konnte
dies . Verfahren bisher nicht in die Praxis übertragen werden, weil der zunächst
in die Augen springende Vorteil der Wiedergewinnung der Phosphorsäure durch die
dem Verfahren anhaftenden Mißstände, wie die Umständlichkeit der Wiedergewinnung
der Phosphorsäure, die träge Ein-Wirkung der Phosphorsäure auf die Knochen und die
Verunreinigung dies ausgefällten phosphorsauren Kalks durch Gips mehr als aufgewogen
wurde. Diesen Übelständen abzuhelfen ist Aufgabe vorliegender Erfindung, die darin
besteht, daß man hierbei einen Teil der Phosphorsäure so auf die Knochen einwirken
läßt, daß von der gesamten Acidität immer ein gewisser Teil (z. B.5 a`o) in Form
freier Phosphorsäure vorhanden ist, während man im übrigen mit der Regenerierung
der Phosphorsäure durch die Schwefelsäure aufhört, ehe alles Monocalciumphosphat
zersetzt ist, und daß man dann die wiedergew onnene Phosphorsäure über Kohle filtriert,
um sie vor der Wiederverwendung von Gips zu befreien.
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Arbeitet man in dieser Weise, so ist die Regenerierung der Phosphorsäure
sehr einfach.. man muß nur achtgeben, immer die Zufuhr von Schwefelsäure dann einzustellen,
wenn noch ein wenig Monocalciumphosphat vorhanden ist. Dieser Zeitpunkt läßt sich
leicht aus der'bekannten Menge der vorhandenen, umzusetzenden Stoffe berechnen und
durch Titration genommener Proben kontrollieren. Diese Regeneration kann in der
Kälte durchgeführt werden, und man kann für sie also Holzbottiche mit hölzernem
Rührwerk verwenden, auch den entstandenen Gips durch ein einfaches, als Ganzes einzusetzendes
Filter leicht entfernen.
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Auch wirkt . die Phosphorsäure auf die Knochen nun keineswegs mehr
träge ein,, wenn man den Kreislauf der Flüssigkeit beschleunigt und die Arbeit so
regelt, daß die ablaufende Flüssigkeit immer noch einen gewissen Mindestgehalt (etwa
von 5 %) ihrer Gesamtacidität in Form freier Phosphorsäure enthält. Diese Bedingung
ist sehr wichtig und erfordert naturgemäß einen genügenden Überschuß an Phosphorsäure.
Aber sie hat auf die Ausbeute des Verfahrens einen geradezu überraschenden Einfluß.
Da andererseits diese überschüssige Phosphorsäure immer wieder in den Kreislauf
.des Verfahrens zurückkehrt, so werden 14ehrkosten hierfür nicht erfordert.
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Eine Verunreinigung des Präzipitats mit Gips wird, wie bereits bemerkt,
durch Filtration der wiedergewonnenen Phosphorsäure über Kohle leicht vermieden.
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Zur Durchführung des hier in Rede stehenden
Verfahrens
stellt man zunächst einen Vorrat verdünnter Phosphorsäure her, indem man gepulvertes
mineralisches Phosphat oder besser aus Knochen durch Ausfällung erhaltenes Bicalciumphosphat
mit Schwefelsäure behandelt. Dieser Vorgang wird in der Kälte, in Holzgefäßen durchgeführt,
die mit Rührschaufeln versehen sind. Zn diese Kufen gibt man zunächst ein wenig
Wasser, sodann nach und nach das Phosphat, wobei man immer so viel rührt, um ,eine
homogene Phosphataufschw.emmung zu .erhalten. Hierzu fügt man dann Schwefelsäure
von 53 bis 6o° B6, und zwar so lange, bis fast alles Monocalciumphosphat, das sich
zunächst bildet, wieder verschwunden ist. Man muß gut darauf sehen, jede Anwesenheit
freier Schwefelsäure zu vermeiden, da diese eine nachteilige -Wirkung auf die Farbe
des Osseins und somit auch der Gelatine ausübe. würde. Nachdem alle nötige Schwefelsäure
zugegeben ist, läßt man den entstandenen wasserhaltigen Gips sich absetzen und gießt
die obenstehende saure Lösung ab. Der Niederschlag wird durch ein Filter gepumpt
und mit möglichst wenig Wasser ausgewaschen. Anderseits läßt man die saure Lösung
durch ein Koksfilter gehen, um die feinen Cipsteilchen abzusondern, die die Knochen
umhüllen und die lösende Wirkung der Säure auf -ihre MineralstofEeverhindern würden.
Alsdann. wird die saure Lösung durch Zusatz von Wasser auf die gewünschte .Stärke
verdünnt, die von der Jahreszeit abhängt.
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Man läßt die Lösung nunmehr die zur Auslaügung der Knochen dienenden
Kufen durchfließen, wobei die Durchflußgeschwinäigkeit so geregelt wird, daß sie
beim Austritt aus der Gefäßreihe noch etwa 5 % Gesamtsäuregehalt als freie Phosphorsäure
enthält, damit nicht Bicalciumphosphat ausgefällt wird, das die weitere Wirkung
der Säure behindern würde.
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Ein Teil der aus den Ansäui-ungsgefäßen kommenden Flüssigkeit wird
mit Schwefelsäure von 53 bis 6o° B6 in der vorhin, beschriebenen Weise behandelt,
um den Vorrat an Säure zu ergänzen. Diese Flüssigkeit dient dann zum Ersatz der
Phosphätaufschwenimung, die bei Inbetriebsetzung des Verfahrens hergestellt würde.
Um die Lösung auf den gewünschten Säurüngsb ad zu bringen, wird sie mit den Waschwässern
vom Auswaschen des gefällten Gipses -versetzt.
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Der Rest der phosphathaltigen Flüssigkeit wird in gewöhnlicher Weise
mit Kalkmilch behandelt, um aus Knochen ausgefälltes Bicalciumphosphat herzustellen.
Man kann ihn auch als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Phosphorsäure oder
ihrer Abkömmlinge verwenden.
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Der bei der Gewinnung der Phosphorsäure nebenbei entstandene Gips
kann leicht gereinigt und in eine als Stuck verwendbare Form übergeführt werden.
Zu dem Zweck wird er in einem Rührwerkbottich mit Wasser angerührt und mit Ätznatron
neutralisiert. Man läßt ihn dann noch durch eine Filterpresse gehen und wäscht ihn
hier nochmals mit Wasser. Man erhält so reinen, wasserhaltigen Gips, der neutral
und weiß ist, und den man im Muffelofen bei gewünschter Temperatur calcinieren kann.
Ausführungsbeispiel Eine Reihe von Holzbottichen wird mit den zu entmineralisierenden
Knochen beschickt; man läßt die hierfür zu benutzende Phosphors.äurelösung mit einem
Gehalt von etwa 12 3 g freier Säure im Liter eintreten, während sie aus dem letzten
Bottich mit etwa 5 % freier Säure austritt: Man gibt dann in Rührwerksbottichen
auf iooo 1 der Lauge 63 kg Schwefelsäure (H2 S04) zu, wobei auf ioo kg ausgelaugter
Knochen 5.3,8 kg Schwefelsäure von 6o° B6 verbraucht werden. Hierauf läßt man absitzen,
zieht die klare Lösung ab und filtriert sie, wie angegeben, über Koks.
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Der Rückstand wird m einer Filterpresse o. dgl. von anhaftender Lauge
befreit, während der Rückstand ,gewaschen und auf Stuckgips verarbeitet wird. Von
diesem werden etwa 37,5 kg auf i oo kg Knochen gewonnen.