DE867543C

DE867543C - Verfahren zur Herstellung pulverfoermiger Kieselsaeure

Info

Publication number: DE867543C
Application number: DEP46576A
Authority: DE
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1946-06-26
Filing date: 1949-06-22
Publication date: 1953-02-19
Also published as: FR1001884A

Description

Man kann amorphe pulverförmige Kieselsäure, die allgemein als Kieselsäuregel in Pulverform bekannt .ist, durch Mahlen von Kieselsäuregel herstellen, das durch Behandlung von Alkalisilicaten mit Mineralsäuren erhalten wurde.

Auch kann man Kieselsäuregel in Pulverform herstellen durch Einwirkung von organischen Estern auf Alkalisilicate oder durch Verbrennen von Siliciumtetrachlorid.

Die Patentirihaiberin hat festgestellt, daß unter Einhaltung genau festgestellter Bedingungen es möglich ist, ein pulverförmiges Kieselsäuregel von großer Feinheit und ausgezeichneter Adsorptionsfähigkeit herzustellen, ohne auf die Mahlung zurückzugreifen oder die organischen Ester oder Siliciumtetrachlorid zu verwenden. Dies gewährt eine erhebliche Ersparnis an Energie und an Rohstoffen.

Das Verfahren dieser Erfindung besteht darin, daß man unter starkem Umrühren in eine Alkalisilicatlösung eine verdünnte Säure einführt, die fähig ist, die Kieselsäure des Silicats zu ersetzen. Hierbei muß die Geschwindigkeit der Zufügung von dem Augenblick an sehr klein gehalten werden, in dem der Kieselsäureniederschlag erscheint, so daß die reagierende Mischung nicht die Konsistenz eines teigigen Gels annehmen kann.

Es wurde beobachtet, daß unter diesen Bedingungen die gesamte Kieselsäure als Pulver großer Feinheit niedergeschlagen wurde.

Dieses Pulver kann leicht unter Schleudern oder Dekantieren ausgewaschen werden. Jedenfalls ist es

vorteilhaft, das Waschen mit einem Dekantieren abzuschließen. Man erhält dann eine wenig zusammenbackende Kieselsäure, die bei der Trocknung einen sehr mürben Kuchen liefert, der unter günstigsten Bedingungen in ein Pulver verwandelt werden kann.

Die Kieselsäure, die durch das Verfahren dieser Erfindung gewonnen wird, enthält nur 85 °/o Wasser, während das nach den erwähnten früheren Verfahren gewonnene Kieselsäuregel, das man vor dem Mahlen trocknet, 92⁰Zo Wasser enthält. Mit anderen Worten: Zur Herstellung der gleichen Menge getrockneter Kieselsäure mußte man die doppelte Menge Wasser verdampfen.

Wegen des niedrigen Preises verwendet man vorteilhaft Schwefel- oder Salzsäure. Es wurde festgestellt, daß die erstere ein etwas weniger zerrerbliches Pulver liefert als die zweite.

Mit Vorteil wird man äquimolekulare Lösungsmengen von Alkalisilicat und Säure nehmen und diese so einstellen, daß am Ende der Reaktion die Mischung 6 bis 9%, am besten 8 Gewichtsprozente niedergeschlagene Kieselsäure enthält.

Während der Reaktion soll die Temperatur nicht zu niedrig sein. Der günstigste Bereich liegt zwischen 25 und 8o°. In der Praxis wurden mit einer Temperatur zwischen 40 und 6o° sehr zufriedenstellende Resultate erzielt.

Bei Bemessung der Zufügungsgeschwindigkeit wird man durch folgende Überlegungen geleitet.

In der ersten Phase, die sich vom Beginn der Mischung, .bis zum Erscheinen des Niederschlags erstreckt, kann die Zufügung der Säure mit erheblicher Geschwindigkeit erfolgen.

In der folgenden Phase, die dem Auftreten und dem Beginn des Niederschlags der Kieselsäure entspricht, hat die reagierende Mischung eine ausgesprochene Neigung zum Verdicken. In dieser Phase muß daher die Einführung der Säure langsam erfolgen, damit die reagierende Mischung nicht die Konsistenz eines teigigen Gels annimmt. Im wesentlichen ist diese Phase beendet, wenn noch etwa die Hälfte der Säure hinzuzufügen bleibt.

In der dritten Phase, die sich bis zur Beendigung des Verfahrens erstreckt, neigt die Mischung dazu, den Flüssigkeitsgrad der ursprünglichen Flüssigkeit wieder anzunehmen. Die Zuflußgeschwindigkeit der Säure kann in dieser Phase stufenweise gesteigert werden. Wenn nur noch 30% der verdünnten Säure zuzufügen sind, ist jede Gefahr der Verdickung beseitigt, und die Einlaufgeschwindigkeit der Säure kann beliebig sein.

Anschließend werden als Beispiel die Einzelheiten der Bereitung des Kieselsäuregels aus Natronwasserglas und Salzsäure angegeben. Man bereitet zwei Laugen:

1. Wasserglas von 36Be (26⁰At SiO²) 454ecm Wasser zum Nachfüllen auf .... 1000 ecm

2. Salzsäure von 22 Be 129 ecm

Wasser zum Nachfüllen auf .... 1000 ecm

Die Wasserglaslösung wird auf etwa 50⁰ gehalten und mittels eines Turborührers, System

Moritz, in dauernder Bewegung gehalten. Die verdünnte Salzsäure wird in diese Wasserglaslösung unter Beobachtung folgender Vorschriften eingegossen.

Im ersten Zeitraum (12 Minuten) fügt man 275 ecm verdünnte Säure zu, und zwar 23 ecm in der Minute.

Im zweiten Zeitraum (28 Minuten) fügt man weitere 150 ecm hinzu mit je 7,5 ecm in der Minute.

In der dritten Periode (28 Minuten) fügt man weitere 250 ecm hinzu mit je 12 ecm in der Minute, sodann den Rest von 325 ecm mit je 40 ecm in der Minute.

Auf diese Weise hat man in 60 Minuten die gesamte Säurelösung hinzugefügt. Der Niederschlag von Kieselsäure stellt 8 % der Endlösung dar, also etwa 160 g. Sie wird unter Ausschleudern gewaschen und/oder dekantiert und dann im Trockenofen bei 150⁰ getrocknet. Man erhält ein weißes, unfühlibares Pulver, dessen spezifisches Gewicht, je nach dem Grad des Setzens, zwischen 0,250 und 0,150 schwankt.

Die nach dieser Erfindung hergestellte pulverförmige Kieselsäure zeichnet sich durch bemerkenswerte Adsorptionseigenschaften aus: Sie kann an Wasser mehr als 130% ihres Gewichtes festhalten, und zwar aus gesättigtem Wasserdampf, d. h. die go nach dem erfundenen Verfahren hergestellte pulverförmige Kieselsäure eignet sich besonders für Adsorptionen in flüssiger Phase. Für diese erweist sie sich den bekannten Erzeugnissen als weit überlegen. Außerdem öffnen ihre Feinheit und ihr Deckvermögen ihr ein weites Verwendungisgebiet als Füllmittel in den plastischen Stoffen und als Bindemittel der kosmetischen Erzeugnisse.

Claims

Patentansprüche·.

1. Verfahren zur Herstellung pulverförmiger amorpher Kieselsäure durch Einwirkung einer Säure auf ein Alkalisilicat, dadurch gekennzeichnet, daß man die Säurelösung in die stark bewegte Silicatlösung gießt, und zwar vom ersten Auftreten des Kieselsäureniederschlags an mit so geringer Geschwindigkeit, daß die reagierende Mischung nicht die Konsistenz eines teigigen Gels annimmt, und den erhaltenen Niederschlag von pulverförmiger Kieselsäure wäscht und trocknet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrgeschwindigkeit der Säurelösung von dem Augenblick an allmählich gesteigert wird, in dem die reagierende Flüissigkeitsmischung die Neigung zeigt, den Flüssigkeitsgrad der Ausgangslösung wieder anzunehmen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2; dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Mischung auf etwa 50 bis 6o° gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Säure- und Wasserglaslösungen in äquimolekularen Konzentrationen verwendet werden.

5· Verfahren nach Anspruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Lösungen derart gewählt wird, daß der sich aus der Reaktion ergebende Kieselsäureniederschlag 6 bis 9 Gewichtsprozente der Flüssigkeitsmenge beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Säure Schwefel- oder Salzsäure verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte, dem Trocknen vorangehende
bewirkt wird.

Waschung durch Dekantieren

Angezogene Druckschriften:

U11 m a η η , Enzyklopädie der technischen Chemie, 1932, Bd. 9, S. 510 bis 513; deutsche Patentschrift Nr. 572 266.