Verfahren zur Herstellung eines Gemisches von löslichen, schüttbaren und lagerbeständigen AIkalisilikaten. Die bekannten Wasserglasschmelzprodukte sind in kaltem oder heissem Wasser ohne Anwendung von Druck praktisch unlöslich, Handel und Verbrauch sind daher in vielen Fällen auf die Verwendung von in der Fa brik hergestellten Lösungen von Wasserglas angewiesen.
Es sind ferner kristallisierte, leichtlös liche Verbindungen vom Typus der Metasili- hate bekannt, die beispielsweise für die Rei nigung von Gegenständen aus Metall oder andern Stoffen verwendet werden.
Man hat nun bereits Lösungen dieser Metasilikate mit Wasserglaslösungen von einem höheren Gehalt an Si02 versetzt, um den mit den gewöhnlichen Wasserglaslösun- gen erreichbaren weitgehenden Korrosions schutz mit den ausgezeichnet reinigenden Eigenschaften der Metasilikate zu verbinden. Um den aus kristallisierten Metasilikaten her gestellten Lösungen den zur Korrosionsver hütung notwendigen Zusatz an kieselsäure- reicherem Wasserglas zu geben, hat man bis her die handelsüblichen Wasserglaslösungen verwendet.
Man kann im umgekehrten Ver fahren natürlich auch handelsüblichen Was serglaslösungen kaustische Soda in einem der art berechneten Verhältnis zugeben, dass sie einem Lösungsgemisch von Metasilikat und Wasserglas entsprechen. Man ist aber dann bei beiden Arbeitsweisen ausschliesslich auf Lösungen von Wasserglas angewiesen, durch die die Transportkosten wesentlich erhöht werden.
Auch hydratisierte Formen von gewöhn lichem festem Wasserglas sind bekannt. Sie werden beispielsweise durch Zerstäubung von Wasserglaslösungen erhalten; sie neigen in dessen sehr zur Feuchtigkeitsaufnahme und werden daher nach kurzer Lagerung an der Luft klebrig und klumpig. Sie sind infolge dessen auch untauglich für trockene Gemenge mit den beständigen Metasilikaten, da solche Gemische ebenfalls nach kurzer Zeit ver- kleben, zu harten Massen zusammenbacken und dadurch ihre schüttbare Form verlieren. Solche Produkte besitzen nur geringen Han delswert.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, das insofern einen wesentlichen technischen Fortschritt bedeutet, als man hiermit auf verhältnismässig einfache Weise trockene, schüttbare Produkte von Alkali- m.etasilikaten mit den für die Korrosions verhinderung erforderlichen Mengen an ge wöhnlichem Wasserglas in leicht wasserlös licher Form erhalten kann, die sich durch gute Lagerfähigkeit auszeichnen.
Das Wesen des Verfahrens besteht darin, dass man teilweise kristallisierte Alkalimeta.- silikatschmelzen mit festem hydratisiertem Wasserglas von einem höheren Mol-Verhält- nis von Siliziumdiogyd zu Alkaliogyd als 1 : 1 versetzt, das Gemisch erstarren lässt und darnach zerkleinert.
Zur Ausübung des neuen Verfahrens kann man beispielsweise von technischen Wasser glaslösungen ausgehen, die zunächst durch Zusatz von Ätzalkali in der Wärme auf einen solchen Alkalitätsgrad abgestellt wer den, dass sie einem Metasilikat mit einem bestimmten Wassergehalt entsprechen. Diese Lösungen können durch Abkühlung zur Kristallisation gebracht werden.
Das als Zu satz zum Metasilikat notwendige Wasserglas wird in einer Hydratform angewendet, die etwa der Zusammensetzung <B>18.5%</B> Na20, 62,25 % Si0= und 19,25 % Wasser entspricht. Das hydratisierte Wasserglas wird der Meta- silikatlösung erst dann zugegeben, wenn die -Kristallisation bereits in reichlichem Masse eingesetzt hat, ohne dass es jedoch zur völ ligen Erstarrung gekommen ist.
Das Hydrat pulver hat dann keine Gelegenheit mehr, sich in der Schmelze aufzulösen und wird bei intensiver Durchrührung gleichmässig in dem Kristallbrei verteilt. Durch die weitere Ab kühlung erstarrt dann die Masse und behält die gleiche feinkörnige und nach dem Mah len lagerbeständige Form wie die reinen Metasilikate. Das ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass das pulverförmige hy- dratisierte- Wasserglas in der grossen Menge von Metasilikat so verteilt und von Meta- silikat umschlossen wird, dass die Luftfeuch tigkeit nicht mehr darauf wirken kann.
Würde man das Wasserglas in die heisse Lösung von Metasilikat vor Beginn einer Kristallisation als Pulver eintragen, so träte in gewissem Umfang eine Auflösung des hydratisierten Wasserglases in der alkali schen Metasilikatlösung ein, wodurch sich das Verhältnis des Alkalis zur Kieselsäure veränderte. In diesem Falle gelänge es nicht, ein gut kristallisiertes Endprodukt zu erhal ten, da erfahrungsgemäss wohldefinierte trockene und lagerbeständige Metasilikate nur bei Einhaltung eines genauen Verhält nisses des Alkalis zur Kieselsäure zu erhal ten sind. Nach dem vorliegenden Verfahren wird die Störung der Kristallisation und des Gefüges indessen vermieden.
Man kann auch von fertigen Metasilikateu ausgehen, diese in ihrem eigenen Kristall wasser schmelzen und dann wie angegeben weiter verfahren. <I>Beispiele:</I> 1. 100 kg handelsübliches Wasserglas wer den mit 76,5 kg Natronlauge von<B>38'</B> B6 zusammengerührt und dann bis auf 125,1 kg eingedampft. Hierauf wird diese einge- dampfte Lösung unter Rühren abgekühlt. Nach Beginn der Kristallisation werden in den Kristallbrei 20 kg durch Zerstäubung einer Wasserglaslösung hergestelltes festes, hydratisiertes Wasserglas eingerührt und die Mischung zum Erstarren gebracht. Darnach wird in üblicher Weise zerkleinert.
Man er hält ein trockenes, haltbares Alkalisilikatpro- dukt, das sich sehr leicht und vollständig in Wasser auflöst und ausgezeichnete Lager beständigkeit zeigt.
2. 120 kg handelsübliches Wasserglas wer den mit 30 kg festem Ätznatron zusammen gerührt, bis sich das Ätznatron ganz gelöst hat. Dann wird die Lösung unter Rühren abgekühlt. Nach Eintritt der Kristallbil dung werden in den Kristallbrei 18 kg zer stäubtes Wasserglas eingerührt und hierauf diese Mischung zum Erstarren gebracht. Man erhält Produkte mit den in Beispiel 1 ge schilderten Eigenschaften.
3. 150 kg Metasilikat der Formel Na2Si03 - 9 H20 werden in ihrem Kristall wasser geschmolzen. Hierauf wird die Schmelze unter Rühren abgekühlt, und so bald die Kristallbildung reichlich eingesetzt hat, werden 12 kg hydratisiertes Wasser glas eingerührt; die Mischung wird hiernach zum Erstarren gebracht. Man erhält Pro dukte mit den in Beispiel 1 geschilderten Eigenschaften.
4. 300 kg Wasserglas<B>(60'</B> B6) werden mit 197 kg Natronlauge (39 B6) und 15 kg Wasser versetzt, unter Rühren erwärmt und zur teilweisen Kristallisation gebracht. Vor Beendigung der Kristallisation werden 220 kg hydratisiertes Wasserglas in feinpulveriger Form gut eingerührt. Die Masse wird nach dem Erkalten und Erstarren zerkleinert und stellt ein gut schüttbares, leicht wasserlös liches Produkt dar.
Process for the production of a mixture of soluble, pourable and storage-stable alkali silicates. The known water glass melt products are practically insoluble in cold or hot water without the application of pressure, and trade and consumption are therefore in many cases dependent on the use of water glass solutions produced in the factory.
There are also crystallized, easily soluble compounds of the metasilicate type known which are used, for example, for cleaning objects made of metal or other substances.
Solutions of these metasilicates have already been mixed with water glass solutions with a higher content of SiO2 in order to combine the extensive corrosion protection that can be achieved with conventional water glass solutions with the excellent cleaning properties of the metasilicates. In order to give the solutions made from crystallized metasilicates the addition of silicic acid-rich water glass necessary to prevent corrosion, the commercially available water glass solutions have been used up to now.
In the reverse process, you can of course also add caustic soda to commercially available water glass solutions in a ratio calculated so that they correspond to a mixed solution of metasilicate and water glass. In both modes of operation, however, one is exclusively dependent on solutions of water glass, which significantly increase the transport costs.
Hydrated forms of ordinary solid water glass are also known. They are obtained, for example, by atomizing waterglass solutions; They have a very strong tendency to absorb moisture and therefore become sticky and lumpy after short storage in the air. As a result, they are also unsuitable for dry mixtures with the permanent metasilicates, since such mixtures also stick together after a short time, stick together to form hard masses and thereby lose their pourable form. Such products have little commercial value.
The present invention relates to a process which represents a significant technical advance in that dry, pourable products of alkali metasilicates with the amounts of ordinary water glass required for corrosion prevention are obtained in a relatively simple manner in easily water-soluble form can, which are characterized by good shelf life.
The essence of the process is that partially crystallized alkali metal silicate melts are mixed with solid hydrated water glass with a molar ratio of silicon diogide to alkali metal greater than 1: 1, the mixture is allowed to solidify and then comminuted.
To carry out the new process, one can, for example, start from technical water glass solutions that are initially turned off by adding caustic alkali in the heat to such a degree of alkalinity that they correspond to a metasilicate with a certain water content. These solutions can be made to crystallize by cooling.
The water glass required as an additive to the metasilicate is used in a hydrate form that roughly corresponds to the composition <B> 18.5% </B> Na20, 62.25% Si0 = and 19.25% water. The hydrated water glass is only added to the metasilicate solution when the crystallization has already started to a large extent, but without complete solidification.
The hydrate powder then has no more opportunity to dissolve in the melt and is evenly distributed in the crystal slurry if it is intensively stirred. As a result of further cooling, the mass then solidifies and retains the same fine-grained and, after milling, storage-stable form as the pure metasilicates. This is probably due to the fact that the powdery hydrated water glass is distributed in the large amount of metasilicate and surrounded by metasilicate in such a way that the air humidity can no longer act on it.
If the water glass were to be introduced into the hot solution of metasilicate as a powder before crystallization began, the hydrated water glass would dissolve to a certain extent in the alkaline metasilicate solution, which would change the ratio of the alkali to the silica. In this case it would not be possible to obtain a well-crystallized end product, since experience has shown that well-defined, dry and storage-stable metasilicates can only be obtained if the exact ratio of alkali to silica is maintained. According to the present process, however, the disruption of the crystallization and the structure is avoided.
You can also start from finished metasilicates, melt them in their own crystal water and then proceed as indicated. <I> Examples: </I> 1. 100 kg of commercially available water glass are mixed with 76.5 kg of <B> 38 '</B> B6 sodium hydroxide solution and then evaporated down to 125.1 kg. This evaporated solution is then cooled while stirring. After the start of crystallization, 20 kg of solid, hydrated water glass produced by atomizing a water glass solution are stirred into the crystal sludge and the mixture is made to solidify. It is then crushed in the usual way.
You get a dry, durable alkali silicate product that dissolves very easily and completely in water and shows excellent storage stability.
2. 120 kg of commercially available water glass who stirred together with 30 kg of solid caustic soda until the caustic soda has completely dissolved. Then the solution is cooled while stirring. After the crystal has formed, 18 kg of atomized water glass are stirred into the crystal slurry and this mixture is then solidified. Products with the properties described in Example 1 are obtained.
3. 150 kg metasilicate of the formula Na2Si03 - 9 H20 are melted in their crystal water. The melt is then cooled while stirring, and as soon as crystal formation has started abundantly, 12 kg of hydrated water glass are stirred in; the mixture is then made to solidify. Products with the properties described in Example 1 are obtained.
4. 300 kg of water glass <B> (60 '</B> B6) are mixed with 197 kg of sodium hydroxide solution (39 B6) and 15 kg of water, heated with stirring and brought to partial crystallization. Before the end of the crystallization, 220 kg of hydrated water glass in finely powdered form are stirred in thoroughly. After cooling and solidifying, the mass is crushed and is a pourable, easily water-soluble product.