DE307817C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT,

Bekannt ist die Enthärtung von Wasser durch basische Aluminatsilikate, die sog. Permutite, die durch Zusammenschmelzen von Quarz, Soda und Kaolin und Ausziehen der Schmelze mit Wasser erhalten werden. Bei der Erzeugung dieser Körper muß mit sehr hohen Temperaturen gearbeitet werden, wodurch deren Herstellung verhältnismäßig kompliziert und kostspielig ist, insbesondere deshalb, weil die aus starken Schamottesteinen bestehenden öfen so stark angegriffen werden, daß sie schon nach wenigen Chargen erneuert werden müssen (T h i e s i η g , Zeitschrift »Wasser und Gas« vom 15. Juni 1914)· Die auf diese Weise hergestellten basenaustauschenden Stoffe haben die Eigenschaft, daß sie im trockenen Zustande völlig zerfallen, wodurch sie naturgemäß zur Wasserenthärtung unbrauchbar werden. Deshalb muß mit Sorgfalt darauf geachtet werden, daß sie beim Lagern dauernd feucht gehalten werden, weshalb sie auch von den Erzeugern nur mit einem erheblichen Wassergehalt, der bis zu 55 Prozent betragen kann, zur Versendung gelangen (A. Bardt, Die Wasserenthärtung nach dem Permutitverfahren. Die ehem. Ind. 1914, Nr. 5, S. 124). Gegen Säuren sind diese Aluminatsilikate äußerst empfindlich. Schon durch die freie Kohlensäure des Wassers werden sie derart angegriffen, daß man gezwungen ist, den Enthärtungsanlagen ein besonderes Entsäuerungs-" filter vorzuschalten, um die freie Kohlensäure des Wassers zu binden. Durch Mineralsäuren werden sie völlig aufgelöst.

Nach der vorliegenden Erfindung werden nun Körper hergestellt, die die vorerwähnten Mängel jener basenaustauschenden Doppelsilikate zum Teil überhanpt nicht und zum Teil in weit geringerem Maße besitzen und deren Herstellung durch ein Fällungsverfahren sich weit einfacher und mithin auch billiger gestaltet als durch ein Schmelzverfahren.

Diese Körper werden der Erfindung gemäß durch Fällung von Wasserglas mit in Lösung befindlichen Eisensalzen erhalten. Vorteilhaft benutzt man Eisenchlorid, doch kommen auch andere Eisensalze, wie z. B. Eisensulfat, in Betracht.

Die Fällung geschieht zweckmäßig in großer Verdiinnung, und zwar so, daß das Fällungsgemisch immer möglichst dünnflüssig bleibt. Es werden z. B. 3 kg Natronwasserglas mit 30 1 Wasser verdünnt, worauf diese Lösung ganz allmählich unter beständigem Umrühren mit einer Lösung von · etwa 750 g Eisenchlorid in etwa 20 1 Wasser gefällt wird.

Das Fällungsprodukt wird nach vorherigem Auswaschen (bei kleineren Mengen durch Dekantation) oder auch ohne dieses abgepreßt und bei etwa ioo° C getrocknet. Bei der Her-Stellung des Produktes im großen geschieht das Abpressen vorteilhaft in Filterpressen. Das getrocknete Produkt stellt harte, auf dem Bruch glänzende Stücke dar, die beim Anfeuchten mit Wässer in kleine Teilchen von ι bis 2 mm Größe gesprengt werden können. Das auf diese Weise zerkleinerte Material wird bei niedriger Temperatur wieder getrocknet.

Das angeführte Ausführungsbeispiel, bei dem 3 kg Natronwasserglas und etwa 750 g Eisenchlorid verwendet wurden, ergibt ungefähr 1100 g lufttrockenes Material.

Das vorbeschriebene Herstellungsverfahren durch Fällung, die kalt erfolgen kann, ist im

Vergleich zu dem Schmelzverfahren naturge- ' maß mit geringen Unkosten verbunden, worin schon ein großer Vorteil liegt. Abgesehen hiervon, besitzt das Produkt an sich aber auch außerordentlich wertvolle Eigenschaften. Das ist zunächst die Tatsache, daß es auch in lufttrockenem Zustande durchaus lagerbeständig ist und auch nach noch so langer trockener Lagerung seine körnige Beschaffenheit behält und seine ursprüngliche Austauschfähigkeit nicht verliert.

Des ferneren ist das neue Produkt sehr säurebeständig. Es wurden z. B. 50 g desselben mit 200 g Salzsäure in der Verdünnung 1:5 übergössen und über Nacht stehen gelassen. Eine gleiche Probe wurde mit dem durch Schmelzen erhaltenen Mittel, wie es im Handel unter dem Namen »Permutit« zu erhalten ist, gemacht. Während letzteres sich in der Säure vollständig auflöste, behielt das neue Material seine körnige Struktur völlig und wies auch noch etwa die Hälfte seiner ursprünglichen Austauschfähigkeit auf.

Wenn schon das neue Mittel gegen Mineralsäuren derart beständig ist, so kann es nicht überraschen, daß eine Probe des Materials, die bereits längere Zeit zur Enthärtung von Wasser gedient hatte und wodurch mehrere Tage lang kohlensäuregesättigtes Wasser geleitet wurde, auch nachher gegen die härtebildenden Salze des Wassers in der gleichen Weise aufnahmefähig blieb wie vorher.

Längere Zeit durchgeführte Versuche mit dem neuen Mittel haben ergeben, daß hiermit bei einem Wasser von insgesamt 19,88° deutscher Härte eine durchschnittliche Austauschfähigkeit von 1,093 Prozent erzielt wurde (berechnet nach der aufgenommenen CaO-Menge auf 100 g Substanz). Zur Regenerierung des erschöpften Materials wurde jeweils das 4,4fache der Theorie an Kochsalz verbraucht. In Anbetracht dessen, daß man bei den übrigen bekannten Enthärtungsverfahren nach dem Basenaustausch mit dem durchschnittlich Fünffachen der theoretisch erforderlichen Kochsalzmenge rechnet, arbeitet das vorliegende Mittel also auch in dieser Hinsicht. günstig. Bereits früher hat man sich eines aus getrocknetem Eisenchlorid, überschüssigem Wasserglas, Ammoniak und Kaliumpermanganat auf Bimssteinstücken hervorgerufenen Kontaktüberzuges zur Herrichtung eines Filters für die gleichzeitige Reinigung, Enteisenung und Entmanganung von Wasser bedient. Wie aus der Literatur hierüber (z. B. Patentschrift 253835) hervorgeht, tritt neben der durch die Filtereinrichtung und das Kontaktmaterial bewirkten gleichzeitigen Reinigung, Enteisenung und Entmanganung auch eine stufenweise Abscheidung von Kalk ein. Bezüglich dieser enthärtenden Wirkung wird noch angegeben, daß: »der Gehalt des Bimssteins an unzersetztem Wasserglas den im Wasser enthaltenen Kalk sowie die anderen Bikarbonate ausfällt«. Die Enthärtungsfähigkeit dieses Materials ist also hiernach auf die zufällige Anwesenheit von überschüssigem Wasserglas zurückzuführen. Unter Berücksichtigung der Herstellungsweise des Kontaktmaterials ist es auch nicht zu erwarten, daß neben dem Wasserglas noch eine andere enthärtungsfähige Substanz hierin vorhanden ist. Insbesondere ist es nach den gemachten Erfahrungen ausgeschlossen, daß durch bloße Einwirkung von Wasserglas auf getrocknetes Eisenchlorid ein ähnlicher Körper entsteht, wie er den Gegenstand der vorliegenden Erfindung ausmacht. Demgemäß-ist es auch verständlich, daß in der angeführten Literatur von einem regenerierfähigen Enthärtungsmittel nicht die Rede ist, daß vielmehr die Enthärtungsfähigkeit als eine durch. überschüssiges Wasserglas hervorgerufene Nebenwirkung aufgefaßt wird. Daß es sich im übrigen bei diesem Mittel um ein rationelles Enthärtungsmittel nicht handeln kann, geht schon aus der Art seiner gleichzeitigen Anwendung zur Reinigung, Enteisenung und Entmanganung hervor, denn es gibt kein Produkt, mit welchem neben den vorgenannten Wirkungen auch noch eine rationelle Enthärtung durchführbar wäre.

Im Gegensatz ■ hierzu wird nach dem neuen Verfahren ein basenaustauschendes, regenerier-, fähiges Produkt gewonnen, welches sich dauernd zur Wasserenthärtung eignet.

Zur Feststellung der Zusammensetzung .des nach der Erfindung hergestellten, gleichmäßig hartkörnigen Enthärtungsmittels vor und nach der Regenerierung wurde je eine Probe eines Materials, von welchem 100 g bei einer Wasserhärte von insgesamt 20,44° deutscher Härte fortlaufend etwa 6,5 1 nullgrädigen Wassers lieferte, vor und nach der Regenerierung untersucht, wobei sich folgende Zusammensetzung ergab:

Enthärtungs- Enthärtungsmittel nach der mittel nach der Enthärtung: Regenerierung:

Glühverlust. . . 31,61 Prozent, 31,33 Prozent,

Kieselsäure . . . 50,46 - 51,01

Eisenoxyd 15,35 - !5.34

Kalk . 1,60 - 0,43

Magnesia 0,53 - 0,13 -

Alkali (Natron) 0,54 - 1,68

100,09 Prozent, 99,92 Prozent.

Wird die Weiterbildung des Mittels nicht in der Weise vorgenommen, daß die Fällung in großer Verdünnung geschieht, und daß das abgepreßte, bei etwa 100° C getrocknete Fällungsprodukt mit Wasser behandelt wird, so kann zwar auch ein mehr oder weniger aus-

tauschfähiges Mittel entstehen, welches aber von weniger günstiger physikalischer Beschaffenheit ist, weil es nicht die erforderliche homogene und gleichmäßig hartkörnige Form aufweist. Ein auf diese Weise gefälltes und ausgewaschenes, teilweise zu Pulver zerfallenes Material ergab folgende quantitative Zusammensetzung :

Glühverlust . .
Kieselsäure . .
Eisenoxyd .. .

Kalk.

Magnesia ....
Alkali (Natron)

25,71 Prozent,

53.26

18,22

1,12

.1,01

0,72

100,05 Prozent.

Claims (3)

Patent-An Sprüche:

1. Verfahren zur Enthärtung von Wasser, bestehend in der Verwendung des Nieder- ao Schlags, den Wasserglas mit in Lösung befindlichen Eisensalzen erzeugt.

2. Verfahren zur Herstellung des Mittels zur Wasserenthärtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fällung in großer Verdünnung erfolgt.

3. Verfahren zur Herstellung des Mittels zur Wasserenthärtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das abgepreßte, bei etwa 100 ° C getrocknete Fällungsprodukt mit Wasser behandelt wird.