DE1142363B - Verfahren zur Aufarbeitung eines Blei, Bleialkylverbindungen und eine waessrige Fluessigkeit enthaltenden Alkylierungsschlammes - Google Patents

Description

Bei der Herstellung von Bleialkylverbindungen durch Alkylierung von aktivem Blei erhält man einen Alkylierungsschlamm, der feinzerteiltes Blei, Bleialkylverbindung und eine wäßrige Flüssigkeit enthält und der unter Gewinnung von metallischem Blei aufgearbeitet werden soll. Dieser Schlamm enthält darüber hinaus als Nebenprodukte Metallsalze, ζ. Β. Sulfate oder Natriumchlorid.

Bisher wurde dieses Gemisch in mehreren Arbeitsgängen in die gewünschten Komponenten zerlegt. Das Bleitetraäthyl wurde z. B. durch Wasserdampfdestillation weitgehend entfernt. Das Natriumchlorid löste sich dabei in der wäßrigen Phase, so daß man im Destillationsgefäß einen Schlamm aus feinverteiltem Blei, Salz in wäßriger Lösung und sehr kleinen Mengen Bleiverbindungen, ζ. B. Bleichlorid und Spuren der zur Erhöhung der Wirksamkeit der Dampfdestillation zugegebenen Zusätze erhielt.

Dieses Gewinnungsverfahren besitzt gewisse technische Nachteile. So erfordert die Dampfdestillation sehr große Mengen Wasserdampf und ist zeitraubend. Die darauffolgende normale Trocknung unter Anwendung von Wärme ist umständlich und kostspielig; außerdem besitzt das nach dem Trocknen erhaltene Material unterschiedliche Qualität, da beim Trocknen unterschiedliche Mengen normalerweise flüssiger Komponenten im getrockneten Material zurückbleiben. Dies führt wiederum häufig zu Schwierigkeiten beim nachfolgenden Schmelzen. Übliche Verfahren zum Abpressen von Flüssigkeiten aus Schlämmen durch Ausübung von Druck genügen den hier gestellten Forderungen nicht, da hier metallisches Blei in einer Form erhalten werden soll, die für seine wirksame Gewinnung durch Schmelzen besonders geeignet ist. Wenn im folgenden hauptsächlich von Bleitetraäthyl die Rede ist, so besagt das nicht, daß der aufzuarbeitende Schlamm nicht auch aus Verfahren zur Herstellung anderer Bleialkylverbindungen stammen kann. Wenn z. B. der alkylierte Bleibestandteil des Schlammes ein Dimethyldiäthylblei ist, werden im wesentlichen ähnliche Ergebnisse erzielt. Dies ist auch der Fall, wenn die Alkylbleiverbindung aus Tetraisopropylblei, Tetramethylblei, Methyltriäthylblei, Äthyltrimethylblei oder anderen entsprechenden Verbindungen besteht.

Man kann vor Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine verkürzte Dampfdestillation durchführen, wobei eine vorherbestimmte, über der Normalmenge liegende Menge Bleitetraäthyl im Reaktionsgemisch zurückbleibt. Das Gemisch wird dann in einem nachfolgend eingehender beschriebenen Strangpreßvorgang aufgearbeitet, wobei weiteres Blei-Verfahren zur Aufarbeitung

eines Blei, Bleialkylverbindungen

und eine wäßrige Flüssigkeit enthaltenden

Alkylierungsschlammes

Anmelder:

Ethyl Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. W. Beil und A. Hoeppener, Rechtsanwälte,
Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 10. Dezember 1956 (Nr. 627 184)

Elwood Robert Anderson, Wilton, Conn. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden

tetraäthyl abgetrennt, die wäßrige Komponente isoliert und das Blei in einer leicht schmelzbaren Stabform erhalten wird.

Alle Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens führen durch Strangpressen zu Stäben aus fast homogenem, relativ trocknem Blei. Gleichzeitig wird bei diesem Strangpreßvorgang die flüssige Phase, die mit dem gesamten Reaktions- oder Dampfdestillationsrückstand innig vermischt ist, fast vollständig von den Feststoffen abgepreßt. Überraschenderweise haftet die Flüssigkeit außen auf den gewonnenen Feststoffstäben, oder sie fällt als Flüssigkeitsstrom an. Ferner übt das vorhandene Bleitetraäthyl eine Schmierwirkung aus. Hierdurch wird die Anwendung eines konstanten, jedoch mäßigen Arbeitsdruckes möglich. Überraschenderweise werden das Bleitetraäthyl und die wäßrige Flüssigkeit von den Bleiteilchen gleichzeitig als für sich gewinnbare Flüssigkeiten getrennt.

Wie bereits angegeben, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens der Strangpreßvorgang mit einer vorhergehenden Stufe, z. B. einer Dampfdestillation, gekoppelt, in der nur ein Teil, mindestens etwa 50% der ursprünglichen Bleitetraäthylkomponente entfernt werden. Anschließend folgt der Strangpreßvorgang, wobei sich

209 758/235

das nicht entfernte Bleitetraäthyl vorteilhaft auswirkt arbeitung und die Rückgewinnung der Bleikompound dennoch eine weitgehende Trennung erzielt nente durch Schmelzen zerbrochen werden,
wird. Diese Kombination ermöglicht in kürzerer Falls in den folgenden Beispielen nicht anders

Zeit eine hervorragende Rückgewinnung unter BiI- angegeben, ist der Druck in kg/cm² ausgedrückt; die dung von festem Blei in einer für das Schmelzen 5 Zusammensetzungen sind in Gewichtsprozent anbesonders geeigneten Form. gegeben.

Die Abbildung zeigt im Querschnitt eine Vorrich- Beispiel I

tung zur Verarbeitung eines typischen Schlammes

mit hohem Feststoffgehalt. Bei allen Ausführungs- Tetraäthylblei wurde durch Umsetzung von Mono-

formen des Verfahrens befindet sich das bleihaltige io natriumbleilegierung mit Äthylchlorid in einem geMaterial in einer Extrudierkammer, die beispielsweise schlossenen Reaktionsgefäß hergestellt. Nach Beendidurch die zylindrische Wand 11 begrenzt ist und an gung der Umsetzung wurde der größere Teil des überderen einem Ende sich eine Wand 12 befindet. Ein schüssigen, nicht umgesetzten Äthylchlorids in eine Stempel 19 paßt in die Kammer und ermöglicht die geeignete Gewinnungsanlage abgelassen.
Anwendung von Druck. In der Abbildung besitzt die 15 Das aus dieser Umsetzung hervorgehende Reak-Wand 12 (Matrize) einen scharfkantigen zylindrischen tionsgemisch war eine steife, halbtrockne, schlammige Ausschnitt 13 (oder mehrere Ausschnitte), der aber Masse von folgender Zusammensetzung:
auch eine andere als die zylindrische Form aufwejsen
kann. Es wird in der angegebenen Richtung ein Gewichtsprozent

Druck ausgeübt, worauf sich das Material in Richtung 20 Tetraäthylblei 24

auf das Ende der Kammer 11 und durch die Extrudier- Blei 56

öffnung 13 bewegt. Natriumchlorid 19

Während dieses Vorgangs, bei dem sich die festen Natrium sowie Spuren von Äthyl-

Teilchen im allgemeinen nur in seitlicher Richtung chlorid und andere in kleineren

bewegen, wird das spezifische Volumen des Materials 25 Mengen vorliegende Bestandteile .. 0,5

augenscheinlich dadurch verringert, daß die festen

Teilchen ohne wesentliche Verformung enger anein- Das Reaktionsgemisch wurde in einen Destillations-

andergedrückt werden. Dies wird durch die Ver- kolben mit Wasser gegeben. In diesem Wasser waren drängung eines beträchtlichen Teils der flüssigen Destillationshilfsmittel (wäßrige Lösung eines Eisen-Phase(n) des eingesetzten Materials erreicht. Die 30 salzes bzw. wäßrige Lösung eines Eisensalzes und Flüssigkeit tritt aus der Kammer 11 normalerweise Natriumthiosulfat) gelöst.

durch Rückfluß durch den Spalt 18 zwischen der Das Gemischtphasensystem wurde kontinuierlich

Außenwandung des Stempels 19 und der Kammer- gerührt und zum Abdestillieren des Tetraäthylbleis wand 11 aus. Dieser Spalt braucht nicht groß zu sein, hindurchgeleitet. Die Wasserdampfdestillation wurde seine Breite beträgt gewöhnlich nur mehrere tau- 35 so lange durchgeführt, bis der größere Teil des Tetrasendstel eines Zentimeters. äthylbleis entfernt war. Der aus der Destillations-

Im allgemeinen befinden sich im erfindungsgemäßen anlage abgezogene Dampfstrom wurde in mit Wasser System ein nicht behandelter Teil 14 des eingesetzten gekühlten Vorlagen aufgefangen. Das Kondensat Gutes, ein Teil, der vorliegend als fließender Teil 15 bildete ein flüssiges Zweiphasensystem; die untere bezeichnet wird, und ein Produktteil. Die Feststoffe 40 Phase bestand aus Tetraäthylblei, das daher leicht des Einsatzes 14 werden durch die Anwendung von abgetrennt werden konnte. Nach Beendigung der Druck im wesentlichen nicht verändert, außer daß Destillation wurde der Destillationsschlamm in einen sie seitlich in Richtung auf die am Ende der Kammer Behälter gegeben. Die obige Umsetzung und Destillabefindliche Wand 12 bewegt werden. tion wurde mehrfach wiederholt und der gesammelte

Beim Passieren des Bereiches vor der Öffnung 13 45 Schlamm auf die nachstehend beschriebene Weise und der öffnung tritt überraschenderweise der Vorteil aufgearbeitet. Die Analyse der angesammelten Stoffe ein, daß die flüssige und die feste Phase weiter getrennt ergab die folgende typische Zusammensetzung:
werden. Der Ausdruck »Trennung« bedeutet hier,
daß der Hauptbestandteil, d.h. die Bleiteilchen zu Gewichtsprozent

einem Stab 16 kaltverformt werden. Gleichzeitig mit 5° Bleitetraäthyl 1,33

der Bewegung des stabartigen Produktteils aus der Wasser oder Salzlösung 12,78

öffnung 13 wird die flüssige Phase in Form getrennter Blei 85 -¹-

Tröpfchen 17 ausgepreßt, neben einer sehr viel kleineren Menge, die an der Oberfläche des stabartigen Daraus geht hervor, daß durch die vorstehend Produktteils 16 anhaftet. 55 beschriebene Wasserdampfdestillation 96 % oder mehr

Die flüssige Phase 17 besteht weitgehend aus Blei- des ursprünglich im Reaktionsgemisch vorhandenen tetraäthyl und Wasser, wobei das Mengenverhältnis Bleitetraäthyls entfernt worden sind. Ferner wurde von der Zusammensetzung des ursprünglich ein- durch das Rühren und das Zusammenbringen des gesetzten Materials und bestimmten anderen Faktoren Reaktionsgemisches mit dem wäßrigen Material abhängt. Die flüssige Phase wird in geeigneten Behäl- 60 während der Wasserdampfdestillation und nachtern aufgefangen. Das Bleitetraäthyl kann dann durch folgend im Sammelbehälter alles Natriumchlorid bis Schichtenbildung und Abtrennung von der wäßrigen auf sehr kleine Restmengen des ursprünglich vorPhase gewonnen werden. Eine weitere Reinigung der handenen, festen Natriumchlorids ausgelaugt. Alle als Produkt erhaltenen Stäbe 16, um kleine Mengen frei reagierenden Alkalibestandteile, wie Natrium Bleitetraäthyl von der Oberfläche des Stranges abzu- 65 (oder Natriumbleilegierung), wurden durch die wäßspülen, kann durch zusätzliche Besprühung mit rige Phase in entsprechende Verbindungen umWasser bewirkt werden. Die Produktstäbe können gewandelt. Kleinere Mengen anderer Bestandteile später in relativ kurze Stücke für die Weiterver- sind zwar in diesem Schlamm nachweisbar, wurden

jedoch nicht aufgeführt. Bei diesen Bestandteilen Bleitetraäthyl und in Form einer verdünnten wäßrigen handelt es sich um die vorstehend erwähnten Destilla- Salzlösung 8,6% Wasser. Bei der Durchführung des tionshilfsmittel. Strangpreßverfahrens wurden ein Druck von etwa

Aus dem angesammelten Schlamm stellte man eine 1750 kg/cm² und ein Strangpreßverhältnis von Beschickung her und ließ diese »ablaufen«, d. h., man 5 41,6: 1,0 angewendet.

brachte sie so lange auf eine feste Metallfläche, bis die Die physikalischen Eigenschaften des stranggepreß-

überschüssige flüssige Phase abgetropft war. Die ten, festen Produktes waren dem des in den voran-Analyse dieses Gemisches entsprach der vorstehend gehenden Beispielen erhaltenen Produktes sehr ähnaufgeführten, lieh. Etwa 70% des Bleitetraäthyls und etwa 97%

Mehrere Teile dieses Materials wurden dann in io oder mehr der wäßrigen Phase wurden entfernt.
einer Strangpreßvorrichtung mit zylindrischer Kam- Statt der vorangehenden Wasserdampfdestillation

mer weiterbehandelt, wobei das eine Ende der Kammer können dem eigentlichen erfindungsgemäßen Vervon einem beweglichen Stempel gebildet wird, der fahren auch andere Verfahren vorgeschaltet werden, genau in die Kammerwände paßt und das andere So kann z. B. das Reaktionsgemisch aus Beispiel I Ende einen zylindrischen Matrizenverschluß aufweist. 15 zur Lösung des größten Teils des enthaltenen Blei-Das angewendete Strangpreßverhältnis betrug tetraäthyls mit frischem Äthylchlorid gemischt und 31,9:1,0. Unter dem Strangpreßverhältnis ist das dann eine wäßrige flüssige Phase zugefügt werden, Verhältnis der Querschnittsfläche der Kammer zur um das gesamte System in drei Phasen zu zerlegen, öffnung der Matrize zu verstehen. Durch Einwirkung von denen die unterste aus einer vorwiegend Blei enteiner Kraft von außen auf den Stempel wurde auf die 20 haltenden, wäßrigen Schicht (die auch etwas nicht Beschickung ein Druck von etwa 1820 kg/cm² aus- abgetrenntes Bleitetraäthyl enthält), die mittlere aus geübt. Die Beschickung wurde mit großer und ver- einer wäßrigen Schicht und die obere aus einer hältnismäßig gleichbleibender Geschwindigkeit durch Lösungsmittelschicht besteht, in der der größte Teil die Matrize getrieben, wobei die Bewegung des stab- des Bleitetraäthyls enthalten ist. Wird der Bleischlamm förmigen Materials durch die Matrize von einem 25 dieses Gewinnungsverfahrens zur Strangpressung nach mehr oder weniger pulsierenden oder intermittieren- Beispiel I verwendet, so werden sehr ähnliche oder den Flüssigkeitsstrom um die Außenwand der Matrize fast dieselben Ergebnisse erzielt,
begleitet wird, die stark genug ist, um rasch von deren

Außenfläche abzutropfen. Darüber hinaus haftet ein Beispiel III

Flüssigkeitsfilm an der Oberfläche des stabförmigen 30

Produkts. Aus einem Reaktionsgemisch analog Beispiel I

Teile des stabförmigen Produktes wurden leicht wurden durch Dampfdestillation etwa 73% Bleiabgewischt, um an deren Oberfläche haftende, tetraäthyl entfernt. Es entstand ein Schlamm, der abgetrennte flüssige Phase zu entfernen. Proben nach dem Abtropfen neben Blei 9,2% Bleitetraäthyl dieses festen Produktes wurden analysiert, wobei die 35 und 13,4% Wasser enthielt.

folgenden Ergebnisse gefunden wurden: Das anschließende Strangpressen erfolgte unter

Verwendung einer mit zwei schmalen öffnungen verGewichtsprozent sehenen Matrize mit einem Längen-Weiten-Verhältnis

Bleitetraäthyl 0,6 von je 22: 1. Das Strangpreßverhältnis betrug

Wasser 0,4 40 31,3 : 1,0. Auf die Beschickung wurde ein verhältnis-

Blei 99 mäßig hoher Druck von 2450 kg/cm² ausgeübt,

worauf dünne Streifen eines verhältnismäßig festen

Das feste Produkt besaß eine hohe Dichte von etwa Produktes durch die schmalen öffnungen gepreßt 10 g je Kubikzentimeter, woraus die Wirksamkeit wurden. Analysen dieses Produktes ergaben, daß es des Verfahrens bei der Umwandlung des feinteiligen 45 nur etwa 0,5 % Bleitetraäthyl und 0,55 % Wasser entBleis in ein Produkt von annähernd homogener hielt. Es wurde also eine 95%ige Entfernung des Blei-Beschaffenheit hervorgeht. Die aufgeführten Ergeb- tetraäthyls aus dem Schlamm und damit eine Gesamtnisse zeigen, daß außer der Umwandlung des Bleis trennleistung von 98,6% erreicht. Die trocknende in ein zusammenhängendes, fast festes Produkt mehr Wirkung, d. h., die Wasserentfernung in der Strangais zwei Drittel des ursprünglich vorhandenen Blei- 50 preßstufe betrug 97 %·

tetraäthyls als wiedergewinnbar entfernt wurden und Das Verfahren ist auch sehr gut mit niedrigeren

außerdem der Wassergehalt um mehr als 97% Strangpreßverhältnissen, d. h. mit größeren Matrizen herabgesetzt wurde. Das Produkt ist, wie festgestellt in der gleichen, mit Zylinder und Stempel arbeitenden wurde, leicht schmelzbar; dabei treten keine Schwie- Vorrichtung, wie sie in einigen der vorangehenden rigkeiten, wie sie durch große Oberflächen hervor- 55 Beispiele angewendet wurde, durchführbar. Ein gerufen werden, sowie Störungen auf, mit denen die solches Verfahren wird im nachfolgenden Beispiel bekannten Schmelzvorgänge behaftet waren. erläutert.

Im folgenden Beispiel ist ein ähnliches Verfahren Beispiel IV

beschrieben, bei dem jedoch eine wesentlich kleinere

Matrize oder, anders ausgedrückt, ein wesentlich 60 Wie in den vorangehenden Beispielen wurde ein höheres Strangpreßverhältnis angewendet wurde. Bleitetraäthylreaktionsgemisch hergestellt und teil

weise dampfdestilliert. In diesem Falle wurden durch

Beispiel Il Dampf destillation etwa 64% Bleitetraäthyl entfernt.

Nach dem Abtropfen enthielt der Schlamm etwa

Das Verfahren des Beispiels I wurde mit der Ab- 65 11,8% Bleitetraäthyl und 12,3% Wasser. Er wurde weich ung wiederholt, daß der als Beschickung ver- durch eine Matrize mit einer etwas abgerundeten wendete Schlamm einen etwas höheren Bleitetra- Öffnung gepreßt, wobei man ein Strangpreßverhältnis äthylgehalt hatte. Er enthielt 1,97 Gewichtsprozent von 6,9 : 1,0 anwendete.

Der beim Strangpressen angewendete Druck betrug 980 kg/cm². Man erhielt ein verhältnismäßig festes stabförmiges Produkt. Analysen dieses Produktes ergaben einen durchschnittlichen Gehalt an Bleitetraäthyl von 0,71 % und einen Wassergehalt von 0,45%. Es wurde in dieser Stufe also eine 95,5%ige Entfernung des Bleitetraäthyls, d. h. eine Gesamtentfernung bzw. -gewinnung von etwa 98,4 % erreicht. Die Trocknungsleistung betrug 97,2%.

Die günstige Schmierwirkung der vorhandenen Flüssigkeit, insbesondere der Bleialkyle, zeigt folgendes Beispiel:

Beispiel V

Aus im Handel erhältlichem Bleistaub, der gründlich mit Wasser gemischt wurde, wurde eine Beschickung hergestellt. Der Bleistaub bestand aus feinem Pulver mit einer Teilchengröße von etwa 0,125 bis 1,25 mm. Der Schlamm enthielt 10 Gewichtsprozent Wasser.

Ein Teil dieser Beschickung wurde in eine Strangpreßkammer eingetragen. Das Strangpreßverhältnis betrug 12,2 : 1,0. Auf die Beschickung wurde ein Druck von etwa 1680 kg/cm² ausgeübt. Das Strangpressen verlief reibungslos mit gleichbleibender Geschwindigkeit. Eine Analyse des stabförmigen Produktes ergab, daß es 0,8 Gewichtsprozent Wasser enthielt, was einer Entfernung von 92,5% entsprach.

Trockenes Bleipulver wurde in eine Strangpreßkammer eingetragen und Druck angewendet. Es erfolgte jedoch im gesamten Druckbereich, der oben mit Erfolg angewendet worden war, keine Strangpressung. Auch bei Erhöhung des Druckes bis auf etwa 3080 kg/cm² erfolgte keine Strangpressung.

Es wurde ähnlich wie oben beschrieben verfahren, nur wurde in diesem Fall der Schlamm dadurch hergestellt, daß man den trockenen Bleistaub gründlich mit 10 Gewichtsprozent Bleitetraäthyl mischte. Die auf diese Weise hergestellte Beschickung wurde in die gleiche Strangpreßkammer eingetragen. Die Strangpressung trat bei einem Druck von etwa 1190 kg/cm² ein. Man erhielt ein befriedigendes, stabförmiges Produkt, in dem eine kleine Menge Bleitetraäthyl enthalten war.

Beispiel VI

Es wurde ein Schlamm, der 3 Gewichtsprozent Wasser und Y₂ Gewichtsprozent Bleitetraäthyl enthielt, wie in den vorhergehenden Beispielen behandelt. Man erreichte eine vollkommen zufriedenstellende Strangpressung bei einem Druck von etwa 1180 kg/cm². Das Verfahren wurde wiederholt, die Zusammensetzung des Schlammes jedoch verändert, indem man den Wassergehalt auf 10 Gewichtsprozent und den Bleitetraäthylgehalt auf 1,0 Gewichtsprozent erhöhte. Überraschenderweise war dieses Material nicht steif genug, um überhaupt stranggepreßt zu werden, d. h. dem Durchdrücken durch die Strangpreßmatrize wurde kein Widerstand entgegengesetzt, so daß sich kein Produkt in fester Form bildete.

Die mit diesem Schlamm erzielten Ergebnisse zeigen besonders deutlich die synergistische Wirkung, die bei Verwendung einer alkylierten Bleiverbindung in Verbindung mit Wasser oder einer wäßrigen Phase auftritt. Es ist zu beachten, daß nur 0,5% Bleitetraäthyl in Verbindung mit 3% Wasser zu einer Herabsetzung des Strangpreßdruckes unter den Druck führte, der erforderlich war, wenn 10% Bleitetraäthyl allein verwendet wurden. Ferner lag bei dieser Kombination der Strangpreßdruck über 1400 kg/cm² unter dem Druck, der erforderlich war, als 0,5% Bleitetraäthyl als einzige Komponente angewandt wurde.

Im allgemeinen wird, wie nachstehend noch beschrieben ist, durch das Strangpreßverhältnis der für eine angemessene Produktionsgeschwindigkeit erforderliche Druck bestimmt. Vorteilhaft wird mit einem Strangpreßverhältnis von 5:1 bis 50: 1, vorzugsweise von unter etwa 20: I gearbeitet.

Wie bereits erwähnt, kann der Matrizendurchmesser oder auch die Form der Matrize wesentlich geändert werden. Es wurden sowohl runde Matrizen mit einem Durchmesser von etwa 37,5 mm als auch Matrizen mit einem Durchmesser von 4,6 mm mit Erfolg verwendet. Es ist klar, daß eine größere Matrize eine dem Querschnitt entsprechend größere Produktion bewirkt, da die lineare Auspreßgeschwindigkeit etwa die gleiche ist. Unter Normalbedingungen soll bei den angegebenen Strangpreßverhältnissen der Durchmesser der Matrize vorzugsweise nicht größer als etwa 50 bis 75 mm (wenn eine runde Matrize mit einer einzigen Öffnung verwendet wird) sein.

Mit Matrizen mit scharfkantigen Öffnungen werden sehr gute Erfolge erzielt. Jedoch wurde gefunden, daß noch etwas bessere Ergebnisse erreicht werden, wenn der Einlaß der Matrize abgerundete Kanten besitzt. Der Radius dieser Öffnung sollte im allgemeinen etwa 0,8 bis etwa 9,5 mm betragen. Außer den abgerundeten Einlaßöffnungen werden häufig Einlaßsperren oder Einbauten innerhalb der Strangpreßkammer und unmittelbar vor der eigentlichen Matrize verwendet. Diese Einlaßsperren sind häufig mit kegelstumpfartigen öffnungen versehen, die gegen die eigentliche, Matrize mit konischen Winkeln von gewöhnlich 60 bis 120° konvergieren. Diese Einbauten ändern die Besonderheiten des Verfahrens nicht wesentlich, bewirken jedoch unter den Strangpreßdrucken eine Verteilung der auf die Matrize wirkenden Drücke über eine große Fläche, wodurch die Materialspannung der Matrize verringert wird. Ferner wird durch konische Öffnungen der für ein gegebenes Verfahren notwendige Strangpreßdruck verringert.

Die Matrize sollte im allgemeinen aus hartem und zähem Stahl oder legiertem Stahl von hohem Härtegrad hergestellt sein. Auch der Stempel und die Matrizenkammer sollten aus geeigneten Materialien bestehen. In allen vorstehenden Beispielen wurde zum Durchpressen der bleihaltigen Beschickung durch die Matrize oder öffnung ein Stempel verwendet. In vielen Fällen eignet sich diese Vorrichtung außerordentlich gut für das vorliegende Verfahren. In anderen Fällen kann es erwünscht sein, das Verfahren kontinuierlich durchzuführen. Für solche Fälle ist eine Schrauben-Strangpreßvorrichtung sehr geeignet.

Wie gefunden wurde, ist ein Feststoffgehalt von über etwa 75% am zweckmäßigsten (unter der Bezeichnung »hoher Feststoffgehalt« ist die Menge der in der Beschickung vorhandenen, nicht gelösten Feststoffe zu verstellen, die im wesentlichen aus feinverteiltem Blei besteht.)

Die genaue Untersuchung der Beziehung zwischen den zahlreichen Variablen des Verfahrens führte zu interessanten und wertvollen Ergebnissen. Zunächst wurde gefunden, daß der Strangpreßdruck zum Strangpreßverhältnis in folgender Beziehung steht:

P = 2 + 6,2 löge t-, wobei P den auf die Beschickung ausgeübten Druck

45

55

60

in 70 kg/cm² bedeutet und f das Strangpreßverhältnis angibt. Die Konstante 2 gibt den theoretischen Druck an, der erforderlich ist, wenn das Strangpreßverhältnis eine Einheit beträgt, d. h., wenn durch die Strangpressung keine Reduktion des Volumens erfolgt. Dieser Wert entspricht als isolierter Faktor unter Strangpreßbedingungen der seitlichen Reibung. Es ist wirklich überraschend, daß dieser Faktor so gering ist. Diese Tatsache ist auf die besonderen Eigenschaften des Beschickungsmaterials sowie auf die durch die flüssigen Bestandteile erzeugte Schmierwirkung zurückzuführen. Selbstverständlich ändern sich die Zahlenwerte etwas mit der jeweilig angewandten Vorrichtung und der Herkunft und Beschaffenheit des Schlammes.

Eine zweite wichtige Beziehung betrifft die Größe des Hohlraumes im gebildeten stabförmigen Produkt. Der »Hohlraum« kann als anderer Ausdruck einer Produkteigenschaft, nämlich des Homogenitätsgrads, betrachtet werden, die im Grunde wichtiger ist als die erzielte prozentuale Entferriung einzelner flüssiger Bestandteile. Da die Dichte von Alkylbleiverbindungen und Wasser (oder von verdünnten wäßrigen Lösungen) sehr unterschiedlich ist, ist ersichtlich, daß die Menge der Hohlräume ein additives Maß für die Wirksamkeit eines gegebenen Verfahrens darstellt, wobei alle Wider-Sprüche, die aus der unterschiedlichen Dichte resultieren, ausgeschaltet werden. Eine sorgfältige Analyse der Ergebnisse zahlreicher Versuche ergab folgende Beziehung:

F= 1,5 - 0,941η/¹ + 0,17(1Og/¹)²,

in der V den der Flüssigkeit zugeschriebenen, prozentualen Hohlraum bedeutet und P den Druck in 70 kg/cm² angibt. Die vorstehende Beziehung wurde aus einer Reihe von Versuchen abgeleitet, in denen das Strangpreßverhältnis 12,2 betrug und die Matrize mit einer konischen Einlaßöffnung mit einem Konvergenzwinkel von etwa 90° versehen war. Die Zahlenkonstanten in der vorangehenden Beziehung gelten speziell für dieses Strangpreßverhältnis und diese Form der Matrize. Jedoch bestehen ähnliche Beziehungen zwischen anderen Strangpreßverhältnissen und Matrizenformen.

Die Gleichung bringt allgemein zum Ausdruck, daß dann im Produkt die kleinsten Hohlräume vorhanden sind, wenn Strangpreßdrücke im Bereich von etwa bis etwa 1400 kg/cm² angewendet werden. Dieser Druckbereich ist jedoch nicht kritisch, da ein zufriedenstellendes Produkt auch unter Anwendung von sowohl niedrigeren als auch höheren Drücken, von z. B. etwa bis etwa 2450 kg/cm², erhalten werden kann. Jedoch entstehen unter Anwendung des bevorzugten Druckbereiches am wenigsten der Flüssigkeit zuzuschreibende Hohlräume sowie ein Produkt mit einem zufriedenstellenden Feststoffgehalt.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Aufarbeitung eines bei der Herstellung von Bleialkylverbindungen durch Alkylierung von aktivem Blei erhaltenen Alkylierungsschlammes, der feinverteiltes Blei, Bleialkylverbindungen und eine wäßrige Flüssigkeit enthält, durch Anwendung von Druck zur Verdrängung der Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung des Bleis ft Form zusammenhängender Stäbe oder Barren der Alkylierungsschlamm aus einer Kammer unter Druck durch eine Öffnung gepreßt wird, die einen beträchtlich geringeren Querschnitt aufweist als die Kammer.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Querschnittsfläche der Extrudierzone zu der der Extrudieröffnung etwa 5 : 1 bis etwa 50: 1 beträgt und der Extrudierdruck zwischen etwa 560 und etwa 2450 kg/cm², vorzugsweise zwischen 980 und 1400 kg/cm², liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 739 526.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 209 758/235 1.63