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Verfahren zur Fällung von für die Gummiindustrie geeignetem Zinkoxydhydrat
Über die technische Ausfällung von Zinklaugen mittels Basen finden sich in der Enzyklopädie
von M u s p r a t t, q.. Auflage, Band 9, ausführliche Angaben. Als Ausgangsmaterial
dienen Chlorzink oder Zinksulfatlaugen, aus denen mit Kalkmilch oder Magnesia bei
Kochtemperatur das Zink gefällt wird. Die ausgefällten basischen Zinksalze, welche
zum Teil fälschlichalsreines Zinkhydroxydbeschriebenwerden, sollen durch Glühen
in Zinkoxyd übergeführt werden. Nun ist es aber schwierig, ,aüs sulfathaltigen Zinksalzen
durch Glühen säurefreies Zinkoxyd zu erhalten, andererseits treten beim Glühen von
chlorhaltigen Zinksalzen Verluste durch Verdampfen von Chlorzink ein. Infolgedessen
ist vorgeschlagen worden, die säurehaltigen Zinkhydrate durch Kochen mit Basen im
Autoklaven unter Druck oder auch durch mehrmaliges Kochen mit überschüssigem Ätzkalk
bei @ gewöhnlichem Druck zu entfernen, wobei aber immer kalkhaltiges Zinkoxydhydrat
entsteht.
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Alle diese Methoden sind für die Herstellung eines für die Gummiindustrie
brauchbaren Zinkoxydhydrats nichtgeeignet. Es wurde nämlich gefunden, daß Zinkoxydhydrat
im Vergleich mit pyrogenem Zinkoxyd dem Gummi erhöhte Festigkeitseigenschaften verleiht
und die Vulkanisationszeit abzukürzen gestattet. Diese Eigenschaften besitzt aber
versuchsweise Zinkoxydhydrat von sehr geringer Teilchengröße und möglichst geringem
spezifischen Gewicht.
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Zur Herstellung eines solchen Zinkoxydhydrats muß man besondere Arbeitsbedingungen
einhalten. Diese Bedingungen bestehen darin, daß man die Fällung der Zinklaugen
mit Alkalien oder löslichen Erdalkalien bei niedriger Temperatur, z. B. bei Zimmertemperatur,
oder aber nur bei mäßig erhöhten Temperaturen, welche unterhalb des Siedepunktes
des Wassers liegen, vornimmt. Man muß aber auch die Entfernung der in dem ausgefällten
basischen Zinkoxydhydrat enthaltenen Säurereste oder die Zersetzung basischer Zinkkomplexsalze
mittels Alkalihydroxyden oder löslichen Erdalkalihydroxyden bei den oben beschriebenen
niedrigen Temperaturen vornehmen. Weiter ist es auch empfehlenswert, die Basen in
geringer Konzentration anzuwenden, derart, dä.ß man die Alkalitätskonzentration
bei allen Umsetzungen so wählt, daß sie die Äquivalenz bis zu 15 Prozent
NaOH nicht überschreitet.
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Wie oben erwähnt, entsteht bei der Ausfällung von Zinkchloridlaugen
mit Kalkmilch stets chlorhaltiges Zinkoxydhydrat. Beim wiederholten Kochen mit Kalkmilch
verschwindet zwar das Chlor, aber das Zinkoxydhyd!rat ist. stets kalkhaltig, was
bei der Verhüttung nicht schadet, wohl aber für die Gun,mündustrie nicht geeignet
ist. Hieraus mußte man schließen, daß die Entchlorung von Zinkoxychlorid schwierig
verläuft. Es war deshalb überraschend, daß auch bei niedrigen. Temperaturen, selbst
'beiZimmertemperatur,ausZinkoxychlorid oder anderen basischen Zinksalzen durch Behandlung
mit verdünnten Alkalilaugen oder verdünnten löslichen Erdalkalilaugen, wie
Bariumhydroxyd,
Zinkoxyd hydrat mit weniger als o, i Prozent Chlor hergestellt werden kann.
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Umbeispielsweise aus einertechnischen Chlorziinklauge ein für die
Gummiindustrie geeignetes Zinkoxydhydrat herzustellen, verrührt man die Zinklang
e nach genügender Reinigung von Fremdmetallen mit der entsprechenden 1Vlenge Kalkmilch
bei Zimmertemperatur. Dabei wird das Zink als Gemisch von Z.inkoxydhydrat und Oxychlorid
mit etwa a bis i o Prozent Chlor in der Trockensubstanz ausgeschieden. Dieses Produkt
wird nochmals mit einer der gebundenen Chlormenge entsprechenden Alkalimenge, gegebenenfalls
unter Verwendung eines überschusses, bei gewöhnlicher Temperatur verrührt, wob i
reines Zinkoxydhydrat mit o, i Prozent oder weniger Chlor entsteht. Das gewonnene
Erzeugnis ist außerordentlich fein und leistet in der Gummiindustrie vorzügliche
Dienste. Ähnlich gute Produkte .erhält man, wenn man Zinkkomplexsalze,beispielsweise
Zinkammoniumchlorid, bei niedriger Temperatur mit alkalisch reagierenden Laugen
verrührt. Das Verfahren ist aber nicht ausschließlich an Zimmertemperatur gebunden,
sondern man kann zur Zeitersparnis auch bei mäßig erhöhter Temperatur arbeiten.
Die zulässige Temperatur muß durch Versuche gefunden werden. Wenn man auch bei der
Ausfällung der .Zinklaugen manchmal bis nahe an die Siedepunkte herangehen kann,
so ist bei der Entfernung der gebundenen Säure mit Alkalilaugen eine Temperatur
von 7o° meistens schon schädlich, weil körnige und schwere Produkte entstehen. Besonders
leichte Produkte werden erzielt, wenn man bei der Entfernung der chemisch gebundenen
Säurereste die Laugenkonzentrati,on nicht über i 5 Prozent NaOH äquivalent wählt
und die Lauge zu den Zinksalzen fügt.
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Je nach den Ausgangsmaterialien und den Arbeitsbedingungen erhält
man Zinkoxydhydrate von wechselnder Zusammensetzung. Es gibt Zinkoxydhydrate, welche
auf i Zn0 weniger als o, i H20 enthalten, und solche, welche auf i Zn0 mehr als
i H20 enthalten. Aus Produkten finit hohem Wassergehalt lassen sich durch Trocknen
im Vakuum bei möglichst niedriger Temperatur sehr brauchbare Zinkoxydhydratsorten
herstellen. Die. Produkte mit wechselndem Wassergehalt haben für die Gummändustxie
für verschiedene Zwecke besondere Vorzüge.