DE376271C - Verfahren zur Herstellung einer hochaktiven Entfaerbungskohle - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung einer hochaktiven Entfärbungskohle. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer wohlfeilen Entfärbungskohle von besonders hoher Entfärbungskraft.
• Bussy (Journ. de Pharm. Bd. 8, S. 257) hat als erster nachgewiesen, daß beim Glühen stickstoffhaltiger Produkte mit Alkalien Kohlen von hoher Adsorption gebildet werden und erklärte dieses mit der Bildung von Cyanalkali aus dem Stickstoff der angewandten Substanz (vgl. auch Glassner und Suida, Jahresber. f. Chem. 1893 S.392). Stickstoffhaltige Ausgangsmaterialien (Blut, Fleisch, Horn u. dgl., Melasse) stellen, mit Alkalien verkohlt, auch heute die Rohmaterialien zur Darstellung hochwirksamer Entfärbungskohlen dar.
• Trotz der wertvollen Eigenschaften dieser hochaktiven Entfärbungskohlen haben die so gewonnenen Produkte infolge ihres hohen Preises keine allgemeine Anwendung in der Großindustrie gefunden, was darin begründet ist, daß die Ausbeute bei diesem Verfahren nur sehr gering ist (6 bis 1o Prozent des Ausgangsmaterials) und weil die als Futterstoffe oder Düngemittel wertvollen stickstoff- oder kohlehydrathaltigen Materialien zweckmäßiger der Landwirtschaft zugewendet werden.
• Wohl wurde versucht, diese wertvollen Materialien durch minderwertige Abfallprodukte zu ersetzen (z. B. nach den Patenten 44o63, 44534 136792) doch stehen diejenigen aus stickstoffhaltigen Materialien (namentlich tierischen Ursprungs) im Werte an erster Stelle (vgl. H. Köhler, Die Fabrikation des Rußes und der Schwärzen, Braunschweig, 1912, S. 171, 4. Abs. und S. 17o, Abs. 4). Eine besondere Verteuerung dieser Produkte wird noch dadurch hervorgerufen, daß beim Glühvorgang die angewendeten Alkalien ganz oder teilweise in Cyanalkalien umgewandelt werden, deren Gewinnung gegenwärtig nicht mehr lohnend ist.
• Nach dem vorliegenden Verfahren werden Entfärbungskohlen erhalten, welche hinsichtlich ihrer Entfärbungskraft und Reinheit allen Anforderungen der Technik und Wissenschaft entsprechen und im Preise selbst die wohlfeilsten Handelskohlen (Knochenkohle, Holzkohle) nicht übersteigen.
• Das vorliegende Verfahren besteht darin, daß man Sulfitzelluloseablauge im eingeengten oder eingedampften Zustande bei Gegenwart von Karbonaten der Alkalien bei vollkommenem Luftabschluß auf helle Rotglut erhitzt und während des Glühvorganges die entstehenden Gase absaugt, um eine Drucksteigerung auf alle Fälle zu vermeiden.
• Bei der geschilderten Arbeitsweise werden infolge der Anwesenheit von schwefliger Säure, welche sich in der Zelluloseablauge in freier Form und an Kalk gebunden vorfindet, eine Reihe von Übelständen auftreten. So wird durch die schweflige Säure bereits beim Zusatz des Alkalikarbonats -dasselbe (dem Gehalte an freier und halbgebundener Säure entsprechend) in Alkalisulfit verwandelt, das beim Glühprozeß die Eisenauskleidung des Glühraumes unter Bildung von Eisensulfiden erheblich angreift. Ferner wird die glühende Kohle die Alkalisulfite zu Sulfiden reduzieren, was mit einem Verluste an Ausbeute einhergeht. Es wurde weiter gefunden; daß diese Übelstände dadurch vermieden werden, wenn die in der Ablauge befindliche freie und halbgebundene schweflige Säure durch Erdalkalihydrat oder -karbonat neutralisiert wird. Hierbei ist es jedoch nötig, daß, abgesehen von jener Menge an Erdalkalihydrat oder -karbonat, welche zur Neutralisation der schwefligen Säure erforderlich ist, noch ein weiterer Zusatz von Erdalkalikarbonat (oder liagnesiumkarbonat) erfolgt. Nur durch diesen weiteren -Zusatz von Erdalkalikarbonat wird beim Glühen die Umsetzung des Kalziumsulfites in das Alkalisalz verhindert. Die Temperatur des Glühraumes darf hierbei den Schmelzpunkt der Masse nicht erreichen. Nach dem Glühen ist die Kohle von dem Erdalkalikarbonat zu befreien, zwecks Entfernung der Kalkverbindungen gegebenenfalls mit Salzsäure oder schwefliger Säure zu extrahieren und in üblicher Weise zu trocknen.
• Falls die Kalkverbindungen für den Anwendungszweck hinderlich sind, kann zur Vermeidung der nachträglichen Extraktion mit Säure das Verfahren zweckmäßig derart weiter ausgebildet werden, daß das in der Zelluloseablauge befindliche schwefligsaure Kalzium vor dem Zusammenbringen mit der Alkalikarbonatlösung entfernt wird.
• Die Filtration der mit Erdalkalihydrat oder -karbonat neutralisierten Ablauge führt nicht zum Ziele, weil sich das gebildete Erdalkalisulfit infolge der kolloiden Schutzwirkung der Ablauge nicht in genügendem Maße abscheiden würde. Dagegen wurde gefunden, daß das Erdalkalisulfit aus der Ablauge entfernt werden kann, wenn man die Ablauge mit Erda.lkalikarbona.t in großem Überschusse innig vermengt und unter kräftigem Rühren auf hohe Konzentration eindampft. Beschleunigt wird dieserVorgang, wenn die freie und halbgebundene schweflige Säure vor dem Zusatz des Erdalkalikarbonats mit einem Erdalkalihydrat nahezu neutralisiert wird. Will man eine praktisch genommen aschefreie Entfärbungskohle erreichen, dann wird die mit Erdalkalikarbonat vermengte Ablauge zur Trockne eingedampft und mit Wasser oder besser mit Alkalikarbonatlösung, welche (wie oben beschrieben) der Auslaugung des vorangegangenen Fabrikationsganges entstammt, ausgelaugt und filtriert. Die weitere Bearbeitung ist der früher beschriebenen Arbeitsweise gleich, nur entfällt die Extraktion mit Säure.
• Nach den oben beschriebenen Verfahren erhält man eine Entfärbungskohle, welche den höchsten bei amorphem Kohlenstoff bisher erreichten Adsorptiontiter besitzt, in einer Ausbeute von 24 bis 28 Prozent der eingedampften (karbonatfreien) Zelluloselauge, eine Ausbeute, welche der an Holzkohle bei der Ofenverkohlung von lufttrockenem Holz gleichkommt. Da bei dem Verfahren eine Bildung von Cyanalkali aus dem Alkalikarbonat vermieden wird, so kann dieser teure Stoff nach der Auslaugung stets den weiteren Fabrikationsvorgängen wieder zugeführt werden. Wie bereits angedeutet, ist daher beim Glühprozeß Luftzutritt zu vermeiden, weil das glühende Alkalikarbonat den Stickstoff derselben unter Cyanidbildung aufnehmen würde. Bei richtig geleitetem Glühvorgange wird eine Probe der ausgelaugten Alkalikarbonatlösung beim Kochen mit Kalilauge, Eisenchlorid und Eisensulfat und nachträglichem Zusatz von Salzsäure keine oder nur eine unmerkliche Grünfärbung (infolge spurenweiser Bildung von Berlinerblau) zeigen. Die Lösung wird ferner farblos oder durch Spuren von Eisensulfiden nur schwach grünlich gefärbt erscheinen und geringe Mengen (o,2 bis o,8Prozent)Alkalisulfidenthalten. Diese beiden Stoffe sind durch Karbonisierung mit Kohlensäure oder Alkalibikarbonat leicht zu entfernen.
• Der Fabrikationsvorgang läßt sich an folgenden Ausführungsbeispielen erläutern Beispiel i: 4000 kg Sulfitzelluloseablauge werden mit qOO kg Pottasche, 38 kg Kalziumoxyd und 6o kg gemahlenem, ungebranntem Kalk vermengt und eingedampft. Die trockene Masse gelangt in eine Eisenschale, welche sich in einer auf helle Rotglut erhitzten geschlossenen Muffel befindet. Nach völliger Entgasung wird das kohlige Material, z. B. in dem Shanksschen Auslaugungsapparat, erschöpfend ausgelaugt, auf einer Zentrifuge (oder Filterpresse) nachgewaschen, nach allfälliger Säureextraktion getrocknet und gemahlen. Die aus dem Auslaugungsapparat abfließende Pottaschelösung (von etwa 25' B6) wird mit ungefähr 3o kg Kaliumbikarbonat karbonisiert, geklärt und auf 5o' B6 eingedampft. Die von dem geringen Bodensatz von Kaliumsulfat abgehobene Pattaschelösung wird den nachfolgend zu verarbeitenden 4000 kg Sulfitzelluloseablauge zugesetzt. Die Ausbeute beträgt ioo kg hochaktiver Entfärbungskohle.
• Beispiel 2: 4000 kg Ablauge werden mit 38 kg Kalzium-' oxyd und ioo kg ungebranntem Kalk vermengt und zur Trockne verdampft. Die brüchige Masse wird mit 645 Liter Pottaschelösung von 45' B6 (welche von dem vorangehenden Fabrikationsvorgange stammt) über einem Filtertuche ausgelaugt und die abfließende Lauge, die etwa 5o bis 52° B6 besitzt, durch Syphons, welche in die Retorten des Glühofens eingebaut sind, in das Innere der auf helle Rotglut erhitzten Retorten eingeführt. Der weitere Vorgang ist dem im Beispiel i beschriebenen unter Hinweglassung der Säureextraktion gleich.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung einer hochaktiven Entfärbungskohle, dadurch gekennzeichnet, daß Sulfitzelluloseablauge mit Alkalikarbonat, zweckmäßig bei gleichzeitigem Zusatz von Erdalkalihydrat und Erdalkalikarbonat eingeengt oder verdampft wird, die so erhaltene Masse unter Luftabschluß und unter Absaugung der entstehenden Destillationsgase bei heller Rotglut vergast, der Verkohlungsrückstand mit Wasser ausgelaugt, die erhaltene Entfärbungskohle gegebenenfalls mit Salzsäure oder schwefliger Säure extrahiert und hierauf getrocknet wird, während die abfließende Alkalikarbonatl.ösung nach der Karbonisierung, Filtration und entsprechender Konzentrierung dem nächstfolgenden Fabrikationsvorgang zugeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dieSulfitzelluloseablauge mit Erdalkalihydrat oder Erdalkalikarbonat neutralisiert, mit einem Überschuß von Alkalikarbonat eingeengt und filtriert und hierauf in stark eingeengtem oder trockenem Zustande verkohlt wird oder daß das Gemenge zur Trockne verdampft wird und die mit Wasser oder Alkalikarbonatlösung ausgelaugte und filtrierte Lauge nach Einengung oder Verdampfung der Verkohlung unterworfen wird.