DE3803055C2

DE3803055C2 - Synthetischer Stevensit, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung

Info

Publication number: DE3803055C2
Application number: DE3803055A
Authority: DE
Inventors: Masahide Ogawa; Teiji Sato; Masanori Tanaka; Noriyuki Takahashi
Original assignee: Mizusawa Industrial Chemicals Ltd
Current assignee: Mizusawa Industrial Chemicals Ltd
Priority date: 1987-02-02
Filing date: 1988-02-02
Publication date: 2003-01-09
Anticipated expiration: 2008-02-03
Also published as: GB2200623A; US5004716A; JPS63190705A; JPH0639323B2; DE3803055A1; FR2610313B1; GB2200623B; FR2610313A1; US5077248A; GB8802244D0

Description

Die Erfindung betrifft einen synthetischen Stevensit und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Insbesondere betrifft sie einen synthetischen Stevensit, der nur aus drei Metall komponenten, nämlich Magnesium, Silicium und Natrium, ge bildet wird, und zum Beispiel als Verdickungsmittel oder Adsorptionsmittel wertvoll ist.

Synthetischer Hectorit ist bis jetzt als ein in Wasser quellbares Tonmineral bekannt gewesen, wie es in den japa nischen Patentveröffentlichungen 113115/1985 und 197671/1985 beschrieben wird. Synthetischer Hectorit enthält Lithium als einwertige Metallkomponente und Fluorionen als anionische Komponente. Er ist wegen der schädlichen Wirkung dieser Komponenten für den Menschen und andere Lebewesen in seiner Verwendung begrenzt.

Stevensit ist ein Tonmineral mit einer chemischen Zu sammensetzung entsprechend der Formel II

(Mg_2,88Mn_0,02Fe_0,02)Si₄O₁₀(OH)₂.(Ca,Mg)_0,07 (II).

Dieses Mineral entspricht einem Magnesiumphyllosilicat (Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂), in dem ein Teil der Magnesiumkomponente durch ein anderes Material ersetzt ist und ein anderer Teil davon unbesetzt bleibt.

Versuche sind schon unternommen worden, Stevensit zu syn thetisieren. So wird z. B. in "Clays and Clay Minerals", Band 27 (1979), Nr. 4, Seiten 253 bis 260, angegeben, daß eine hydrothermale Behandlung eines Sepiolit-Wasser-Systems zu Stevensit führt. Dieser bekannte Stevensit enthält kein Natrium, dagegen aber Wasser.

Wie aus der Formel II hervorgeht, enthält natürlich vorkom mender Stevensit gefärbte Metallkomponenten, wie Eisen und Mangan. Darüber hinaus kann das bekannte Syntheseverfahren Sepiolit nicht vollständig in Stevensit umwandeln und hat den Nachteil, daß eine beträchtliche Menge des Sepiolits als Verunreinigung in dem erhaltenen Produkt verbleibt.

In Hectorit wird ein Teil der Magnesiumkomponente nur durch ein Lithiumatom ersetzt, und aus diesem Grund wird die Anordnung der Atome regelmäßig. Deshalb ist Hectorit kristallisierbar.

Andererseits hat Stevensit keine regelmäßige Anordnung der Atome und ist schwer zu kristallisieren, da ein Teil der Magnesiumkomponente durch ein anderes Atom ersetzt ist und ein Teil des restlichen Magnesiums unbesetzt bleibt.

Synthetischer Stevensit aus nur drei Metallkomponenten, nämlich Mg, Si und Na, und in hoher Reinheit war bisher nicht bekannt.

Aus Bull. Groupe Fr. Argiles (1967), 19 (2), Seiten 39 bis 42, waren synthetische Stevensite bekannt, die aus einem Gel in Gegenwart von Magnesiumacetat hergestellt worden waren und deren Kationenaustauschkapazität erhöht war. Aus diesem Stand der Technik ist die genaue chemische Zusammensetzung der syn thetischen Stevensite nicht ersichtlich.

In Dev. Sedimentol. (1982), 35 (Int. Clay Conf. 1981), Seiten 537 bis 546, ist beschrieben, daß synthetischer Stevensit aus Pektolith, Wollastonit, Xenolit und Bustamit durch hydrother males Behandeln mit basischem Magnesiumcarbonat erhalten werden kann. Dabei sind ein niedriges Mg/Si-Verhältnis und die Anwe senheit von Na wesentlich. Bei Pektolith handelt es sich um ein Calciumnatriumsilicat, bei Wollastonit um ein Calciumsilicat und bei Xenolith um ein Aluminiumsilicat. Das heißt, zur Her stellung des bekannten synthetischen Stevensits wird als Siliciumkomponente kein Natriumsilicat oder eine Kombination aus Natriumsilicat und amorphem Siliciumdioxid oder eine Kombi nation aus Siliciumdioxid und Natriumhydroxid verwendet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen syntheti schen Stevensit bereitzustellen, der im wesentlichen nur aus drei Metallkomponenten, nämlich Magnesium, Silicium und Natrium, zusammengesetzt und frei von verunreinigenden Metallkomponenten ist.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen synthetischen Stevensit bereitzustellen, der einen ausgezeichneten Weiß grad aufweist und, wenn er in Wasser oder in einer Mischung aus Wasser und Methanol oder Ethanol dispergiert wird, eine verdickte Lösung mit ausgezeichneter Transparenz bilden kann.

Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zum Herstellen des synthetischen Stevensits in hoher Reinheit und hoher Ausbeute bereitzustellen.

Gemäß der Erfindung wird ein aus einem Natriummagnesium phyllosilicat des Stevensit-Typs bestehender synthetischer Stevensit mit einem Röntgenbeugungsmaximum bei einem Ab stand von 1,6 bis 2,6 nm (16 bis 26 Å) nach einer Behand lung mit Ethylenglykol bereitgestellt, wobei die Metall komponenten des Phyllosilicats im wesentlichen Magnesium, Natrium und Silicium sind.

Der erfindungsgemäße Stevensit weist eine chemi sche Zusammensetzung entsprechend im wesentlichen der allgemeinen Formel I auf

Mg_xNa_ySi₄O₁₀(OH)₂.Na_z (I),

worin x mindestens die Zahl 2 und y eine Zahl von 0 bis 0,1 darstellen, mit der Maßgabe, daß x + y < 3 und z eine Zahl < 0 bis 1,0 ist.

Erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren zum Herstellen eines synthetischen Stevensits bereitgestellt, bei dem ein wäßriges Gemisch, das ein basisches Magnesiumcarbonat und eine Siliciumdioxid-Natrium-Komponente in Form von (a) Natriumsilicat, (b) amorphem Siliciumdioxid und Natri umsilicat und/oder (c) amorphem Siliciumdioxid und Natri umhydroxid enthält, hydrothermal behandelt wird, wobei im wesentlichen stöchiometrische Verhältnisse der Magnesium- und der Sili ciumdioxidkomponente angewandt werden.

Die Zeichnungen erläutern die Erfindung.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Röntgenbeugungsspektrum des gemäß Bei spiel 1 erhaltenen synthetischen Stevensits unter Verwendung von Kupfer-K_α-Strahlen;

Fig. 2 ein Röntgenbodenreflexionsspektrum, aufgenom men mit Cu-K_α-Strahlen des synthetischen Stevensits gemäß Beispiel 1 und nach Behandlung mit Ethylenglykol;

Fig. 3 eine Thermoanalysenkurve des gemäß Beispiel 2 er haltenen synthetischen Stevensits; und

Fig. 4 eine Thermoanalysenkurve eines synthetischen Hectorits (RAPONITE XLG, hergestellt durch RAPORTE CO., LTD.).

Der erfindungsgemäße synthetische Stevensit und Hectorit haben gemein, daß sie jeweils ein Magnesiumsilicathydrat vom Smektit-Typ darstellen. In dem erfindungsgemäßen Steven sit ist die Alkalimetallkomponente in den Schichten Natrium, während die Alkalimetallkomponente in den Schichten des Hectorits Lithium ist. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß beim Hectorit die Gesamtzahl der Magnesium- und Lithiumatome (x + y) in den Schichten 3 ist, während in dem erfindungsgemäßen Stevensit die Gesamtzahl der Magnesium- und Natriumatome (x + y) in den Schichten klei ner als 3 ist.

Die Tatsache, daß die Gesamtzahl der Magnesium- und Natrium atome in den Schichten des erfindungsgemäßen Stevensits kleiner als 3 ist, zeigt, daß einige der Magnesiumatome in der Schicht aus MgO₆-Octaedern durch Natrium ersetzt werden und einige der übrigen unbesetzt bleiben. Darüber hinaus ist es möglich, daß einige andere Magnesiumatome durch Wasserstoffatome ersetzt sind. Um das Valenzladungs defizit, welches durch das Ersetzen einiger Magnesiumatome durch Natriumatome und durch das Freibleiben einiger ande rer Stellen von Magnesiumatomen hervorgerufen wird, zu kompensieren, sind Natriumionen zwischen den übereinander liegenden Schichten einer Basisschichtstruktur vorhanden, die aus einer SiO₄-Tetraeder-Schicht/Mg(Na)O₆-Octaeder-Schicht/SiO₄-Te traeder-Schicht zusammengesetzt ist.

Die chemische Zusammensetzung der Formel I wird wie folgt bestimmt: Durch die Analyse der Zusammensetzung des synthe tischen Minerals werden die Anzahl der Magnesiumatome (x) und die Anzahl der Natriumatome (y + z) pro 4 Silicium atome bestimmt. Die Kationen des synthetischen Minerals werden gegen Ammoniumionen ausgetauscht, und durch Analyse der Zusammensetzung des ionenausgetauschten synthetischen Materials wird die Anzahl der Natriumatome (y) in den Schichten bestimmt. Auf diese Weise können die Anzahlen der Atome (x, y, z) in der Formel II bestimmt werden. In diesem Fall ist z die Summe der Anzahl der austausch baren Natriumatome zwischen den Schichten und der Anzahl der Natriumatome (α), welche einfach an dem Mineral haften.

In der vorliegenden Erfindung ist x + y < 3, vorzugsweise nicht < 2, Innerhalb dieser Bedingung ist x mindestens 2, vorzugsweise 2,6 bis 2,8. Weiter ist innerhalb der obigen Bedingung y eine Zahl von 0 bis 0,1, vorzugsweise von 0 bis 0,05. Der Wert z ist im allgemeinen < 0 bis 1. Theoretisch wird die Kationenaustauschkapazität (z - α) durch die For mel III dargestellt

z - α = y + 2(3 - x - y) (III),

worin α die Anzahl der an dem Mineral nur haftenden Natriumatome darstellt.

Der erfindungsgemäße Stevensit weist ein Röntgenbeugungs spektrum auf, wie es für ein Smektittonmineral typisch ist. Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen zeigt ein Röntgen beugungsmuster des erfindungsgemäßen Stevensits.

Im Fall eines Smektits und eines mit Ethylenglykol behan delten smektithaltigen Minerals mit gemischten Schichten tritt die Röntgenbodenoberflächenreflexion bei 1,6 bis 2,6 nm (16 bis 26 Å) auf. Der erfindungsgemäße Stevensit weist diese Eigenschaft auf, wie es in der Fig. 2 gezeigt wird.

Der erfindungsgemäße Stevensit zeigt in der Differential thermoanalyse ein Exothermmaximum bei 755 bis 820°C auf, während ein synthetischer Hectorit ein Exothermmaximum bei 700 bis 750°C hat. Die Fig. 3 und 4 sind Differential thermogramme des erfindungsgemäßen Stevensits und eines handelsüblichen synthetischen Hectorits (RAPONITE XLG, her gestellt durch RAPORTE CO., LTD.).

Der erfindungsgemäße Stevensit wird in einer Form erhalten, die frei von verunreinigenden Metallkomponenten ist. Im allgemeinen ist er ein weißes Pulver mit einem Hunter- Weißgrad von mindestens 80%, insbesondere mindestens 90%.

Der erfindungsgemäße Stevensit weist eine Kationenaustausch kapazität im Bereich von 0,20 bis 1,58 Milli äquivalent/g, insbesondere von 0,2 bis 1,0 Milliäquiva lent/g, auf. Aufgrund dieser Eigenschaft kann dieser Steven sit als Ionenaustauscher für verschiedene Kationen oder als ionisches Adsorbens für kationische Substanzen verwen det werden.

Der erfindungsgemäße Stevensit weist eine relativ große spezifische Oberfläche als eine Eigenschaft einer feinen schichtähnlichen Verbindung auf. Seine spezifische Ober fläche (nach BET) liegt bei 200 bis 500 m²/g, vorzugsweise bei 350 bis 450 m²/g. Unter Ausnutzung dieser Eigenschaft kann der erfindungsgemäße Stevensit als ein Adsorbens für Farbstoffe und übelriechende Komponenten verwendet werden, und es wird auch erwartet, daß er als Katalysatorträger verwendet werden kann.

Darüber hinaus quillt der erfindungsgemäße Stevensit in Wasser und Alkoholen, wie Methanol, Ethanol und Glycerin, wobei transparente dicke Lösungen erhalten werden. Da der erfindungsgemäße Stevensit keine als toxisch angesehenen Metallkomponenten und Anionen enthält und von einer hohen Reinheit ist, ist er als Verdickungsmittel, Quellmittel, Emulgierstabilisator, Ballungsmittel, Gelgrundstoff oder Formhilfsmittel für kosmetische Erzeugnisse, pharmazeu tische Erzeugnisse, Lebensmittel, Haushaltswaren, landwirt schaftliche Waren und keramische Erzeugnisse nützlich.

Gemäß der Erfindung kann der synthetische Stevensit durch hydrothermales Behandeln eines wäßrigen Gemisches herge stellt werden, das ein basisches Magnesiumcarbonat und Natriumsilicat oder eine Kombination aus einem amorphen Siliciumdioxid und Natriumhydroxid enthält.

Die Auswahl eines basischen Magnesiumcarbonats als Magne siummaterial ermöglicht die Synthese des Stevensits in hoher Reinheit und Ausbeute. Jede gewünschte Art von basi schem Magnesiumcarbonat kann verwendet werden. Wenn jedoch Magnesiumcarbonat, Magnesiumhydroxid oder eine Mischung dieser beiden verwendet wird, ist es unmöglich, Stevensit in hoher Reinheit und hoher Ausbeute herzustellen. Ein be sonders gut geeignetes basisches Magnesiumcarbonat ist Hydromagnesit. Es hat eine chemische Zusammensetzung ent sprechend der Formel IV

4MgCO₃.Mg(OH)₂.4H₂O (IV).

Es hat auch ein Röntgenbeugungsmuster entsprechend ASTM Nr. 25-513.

Eine wäßrige Lösung von Natriumsilicat wird vorteilhafter weise als Quelle für die Silicium- und die Natriumkompo nente verwendet. Eine Kombination von amorphem Silicium dioxid mit Natriumsilicat und eine Kombination von amorphem Siliciumdioxid mit Natriumhydroxid können verwendet werden. Natriumsilicat entsprechend der Formel V

nSiO₂.Na₂O (V),

worin n eine Zahl von 1 bis 5, vorzugsweise 2,0 bis 3,5 bedeutet,
kann eingesetzt werden. Amorphes Siliciumdioxid kann z. B. Siliciumdioxidhydrosol, Siliciumdioxidhydrogel, Silicium dioxidxerogel, ein nach einem Naßverfahren hergestelltes amorphes Siliciumdioxid oder nach einem Dampfphasenver fahren hergestelltes amorphes Siliciumdioxid sein.

Das Verhältnis des basischen Magnesiumcarbonats und des Natrium silicats oder der Kombination von amorphem Siliciumdioxid mit Natriumhydroxid wird vorzugsweise so gewählt, daß die Mengen der Magnesiumkomponente und der Siliciumdioxidkom ponente im wesentlichen stöchiometrisch sind und die Menge der Natriumkomponente größer ist als die stöchiometrische Menge. Wenn Natriumsilicat verwendet wird, liegt die Na triumkomponente im Überschuß in dem System ohne zusätz liche Zugabe von Natriumhydroxid vor.

Vor der hydrothermalen Reaktion werden die eingesetzten Rohstoffe so gleichförmig wie möglich gemischt, um eine homogene wäßrige Aufschlämmung zu bilden. Dies ist unter dem Ge sichtspunkt einer Zunahme der Ausbeute und der Reinheit wünschenswert. Das homogene Mischen wird vorzugsweise durch Rühren mit starker Scherwirkung ausgeführt. Zu die sem Zweck kann beispielsweise ein Hochgeschwindigkeits mischer, eine Kugelmühle, eine Sandmühle, eine Kolloid mühle oder eine Ultraschallvorrichtung verwendet werden.

Eine geringe Menge an Natriumsilicat ist wirksam, um das basische Magnesiumcarbonat gleichförmig in der wäßrigen Lösung zu dispergieren. So kann, wenn Natriumsilicat als Rohstoff verwendet wird, ein gleichförmiges Vermischen erreicht werden, indem zuerst das basische Magnesiumcar bonat mit Natriumsilicat zu einer Aufschlämmung disper giert wird und dann die übrigen Rohstoffe zugesetzt werden. Natriumsilicat kann in diesem Fall bei einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die wäßrige Aufschlämmung ver wendet werden. Vorzugsweise liegt im allgemeinen die Fest stoffkonzentration des wäßrigen Gemisches bei 1 bis 30 Gew.-%, insbesondere bei 5 bis 15 Gew.-%.

Das einheitliche Gemisch wird in einen Autoklaven einge bracht und hydrothermal behandelt. Die Bedingungen der Hydrothermalbehandlung können gemäßigter sein als die im Stand der Technik angewandten Bedingungen. Zum Beispiel wird sie vorzugsweise bei einer Temperatur von 100 bis 300°C, insbesondere 150 bis 200°C und einem Überdruck von 0 bis 98 bar (0 bis 100 kg/cm²G), vorzugsweise 5,9 bis 39 bar (6 bis 40 kg/cm²G), ausgeführt. Die Reaktionszeit liegt im allgemeinen in einer Größenordnung von 1/2 bis 20 h. Der durch diese Reaktion erhaltene synthetische Stevensit wird von der Mutterlauge durch ein Festflüssig trennverfahren abgetrennt, mit Wasser gewaschen und zum Endprodukt getrocknet.

Durch die vorliegende Erfindung gelang es zum ersten Mal, einen synthetischen Stevensit, der im wesentlichen nur aus drei Metallkomponenten, nämlich Magnesium, Silicium und Natrium, besteht und frei von verunreinigenden Metallkom ponenten ist, herzustellen.

Darüber hinaus kann gemäß der Erfindung ein synthetischer Stevensit von hoher Reinheit in einer hohen Ausbeute unter relativ milden hydrothermalen Reaktionsbedingungen und un ter Verwendung billiger, leicht zugänglicher Rohstoffe er halten werden.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Die verschiedenen Tests in diesen Beispielen wurden gemäß den folgenden Verfahren durchgeführt.

1. Röntgenbeugungsmessung

Die Röntgenbeugungsmessung wurde unter Verwendung einer handelsüblichen Röntgenbeugungsvorrichtung von der Rigaku Denki Co., Ltd.; (Röntgengenerator 4036A1, Gonio meter 2125D1, Zählvorrichtung 5071) durchgeführt.

Die Beugungsbedingungen waren wie folgt:
Antikathode: Cu
Filter: Ni
Detektor: SC
Spannung: 35 kV
Stromstärke: 15 mA
Skalenvollausschlag: 8000 c/s
Zeitkonstante: 1 s
Abtastgeschwindigkeit: 2°/min
Papiergeschwindigkeit: 2 cm/min
Strahlungswinkel: 1°
Spaltbreite: 0,3 mm
Glanzwinkel: 6°.

2. Röntgenbeugung einer mit Ethylenglykol behandelten Probe

Zu einer bei 110°C während 2 h getrockneten Probe (1,0 g) wurden mit einer Vollpipette 5 ml einer 10- prozentigen wäßrigen Lösung von Ethylenglykol gegeben. Die Mischung wurde mit einem Rührer gut gerührt und dann bei 60°C während 12 h getrocknet. Das getrocknete Produkt wurde in einem Achatmörser zerkleinert und das erhaltene Pulver der Röntgenbeugungsmessung unter den folgenden Bedingungen unterworfen.

a. Röntgenbeugungsbedingungen

Antikathode: Cu
Filter: Ni
Detektor: SC
Spannung: 40 kV
Stromstärke: 20 m/A
Skalenvollausschlag: 2000 c/s
Zeitkonstante: 2 s
Abtastgeschwindigkeit: 1°/min
Papiergeschwindigkeit: 1 cm/min
Strahlungswinkel: 1/6°
Spaltbreite: 0,3 mm
Glanzwinkel: 6°
Gemessener Beugungswinkelbereich: 1°-9° (2θ).

Der Abstand d wird entsprechend der Gleichung VI aus dem Beugungswinkel 2θ, bestimmt vom Mittelpunkt der Halbwertbreite, berechnet.

d = (λ/2)sin^-1(θ) (VI),

worin λ die Wellenlänge der Röntgenstrahlung von 0,1542 Å bedeutet.

3. Analyse der Zusammensetzung

Eine bei 110°C getrocknete Probe wurde auf Siliciumdi oxid durch Gravimetrie, auf Magnesiumoxid durch Chelat titrimetrie und auf Na₂O und Li₂O durch Flammenphoto metrie analysiert.

Bezüglich Na₂O und Li₂O in den Schichten wurde die Aus tauschbarkeit einer völlig mit Wasser gequollenen Probe bestimmt. Mit einer Probe, die durch Auswaschen der an haftenden Kationen mit einer 1 n-wäßrigen Ammoniumacetat lösung, erneutes Waschen und anschließendes Trocknen bei 110°C erhalten worden war, wurden die Konzentrationen von Na₂O und Li₂O gemessen.

4. Thermoanalyse

Diese Analyse wurde mit einer handelsüblichen Differen tialthermowaage (Standardtyp TG-DTA 8078G1, hergestellt von Rigaku Denki Co., Ltd.) ausgeführt.

Die Meßbedingungen waren wie folgt:
Probengewicht: 15 mg
Bereich der Differential thermoanalyse (DTA) 100 µV
Temperatursteigerungsrate 10°C/min
Atmosphäre: Luft.

Beispiel 1

Zu 400 ml Wasser wurden 25,6 g eines handelsüblichen basi schen Magnesiumcarbonats (TT; Tokuyama Soda Co., Ltd.) und 108,0 g (24 g, berechnet als Siliciumdioxid) Natriumsilicat Nr. 3 gegeben und anschließend während 3 min in einem Haus haltsmischer gemischt. Die Mischung wurde mit Wasser bis auf 600 ml aufgefüllt. Dann wurde diese Mischung in einen Autoklaven mit 1 l Inhalt eingebracht, und während sie mit einem Rührer gerührt wurde, wurde Kohlendioxidgas hin durchgeleitet. Als die Mischung ihre Fließfähigkeit verlor, wurde das Einleiten des Kohlendioxidgases beendet. Die Mischung wurde dann hydrothermal bei 180°C während 3 h be handelt und allmählich abgekühlt. Das behandelte Produkt wurde abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei 36,2 g des Produktes erhalten wurden.

Die Analyse des Produkts ergab für x, y und z in der allge meinen Formel I die folgenden Werte:
x = 2,698
y = 0,014
z = 0,777.

Proben (0,5 g) des oben getrockneten Produktes wurden in 50-ml-Probengefäße überführt und 25 ml Wasser, 25 ml einer 80-prozentigen Methanollösung bzw. 25 ml einer 40-prozen tigen Glycerinlösung wurden diesen Proben zugesetzt. Die Gefäße wurden gelegentlich geschüttelt, wobei ein trans parentes Hydrogel bzw. alkoholische Gele gebildet wurden. Wenn man diese Gefäße leicht nach unten fallen ließ, trat kein Fließen des einheitlichen Gels in den Gefäßen auf.

Beispiel 2

25,6 g eines handelsüblichen basischen Magnesiumcarbonats ("Kinboshi" der Kounoshima Chemical Co., Ltd.) und 546,2 g (24 g, berechnet als Siliciumdioxid) eines Siliciumdioxid hydrogels (MIZUKASORB, Mizusawa Chemical) wurden in einen Haushaltsmixer gegeben und während 3 min gemischt. Zu dieser Mischung wurden eine wäßrige Natriumhydroxidlösung (Natriumhydroxidgehalt 2,7 g) und Wasser zugegeben, bis die Menge der Lösung 800 ml betrug. Diese Lösung wurde in einen Autoklaven von 1 l Inhalt gegeben und unter Rühren bei 175°C während 3 h hydrothermal behandelt. Während des Verfahrens gebildete Gase wurden gelegentlich entfernt. Der Autoklav wurde allmählich abgekühlt, der Inhalt he rausgenommen, abfiltriert und getrocknet, wobei 38,9 g des Produkts erhalten wurden.

Die Analyse des Produkts ergab für x, y und z in der all gemeinen Formel I die folgenden Werte:
x = 2,67
y = 0,01
z = 0,65.

Wie in Beispiel 1 bildete das Produkt in Wasser und alko holischen Lösungen ein transparentes Gel und zeigte die selben Eigenschaften, wie in Beispiel 1 beschrieben.

Beispiel 3

1077 g (430 g, berechnet als Magnesiumoxid) eines handels üblichen basischen Magnesiumcarbonats (TT, Tokuyama Soda Co., Ltd.) wurden in ca. 4 l Wasser gegeben, und 1186 g (264 g, berechnet als Siliciumdioxid) eines Natriumsili cats Nr. 3 wurden zugesetzt. Die Mischung wurde zu einer Aufschlämmung gerührt. Dann wurden 21,068 g (697 g, be rechnet als Siliciumdioxid) eines handelsüblichen Sili ciumdioxidhydrogels (MIZUKASORB, Mizusawa Chemical Co., Ltd.) gerührt und die Aufschlämmung wurde tropfenweise zugegeben, wobei wieder eine wäßrige Aufschlämmung gebil det wurde.

Diese Aufschlämmung wurde in einen Autoklaven mit 40 l Inhalt gegeben und unter Rühren bei 170°C während 5 h hydrothermal behandelt. Während der Reaktion gebildete Gase wurden gelegentlich entfernt. Der Autoklav wurde all mählich abgekühlt, der Inhalt entnommen, abfiltriert und getrocknet, wobei 1617 g des Produktes erhalten wurden.

Die Analyse des Produkts ergab für x, y und z in der all gemeinen Formel I die folgenden Werte:
x = 2.809
y = 0,047
z = 0,430.

Wie in Beispiel 1 ergab dieses Produkt in Wasser ein trans parentes Hydrogel und zeigte die Eigenschaften, wie sie in Beispiel 1 beschrieben wurden.

Claims

1. Synthetischer Stevensit, bestehend aus einem Natriummagne siumphyllosilicat des Stevensit-Typs, mit einer chemischen Zusammensetzung entsprechend im wesentlichen der allgemei nen Formel I
Mg_xNa_ySi₄O₁₀(OH)₂Na_z (I),
worin x mindestens die Zahl 2 und y eine Zahl von 0 bis 0,1 ist, mit der Maßgabe, daß x + y < 3 und z eine Zahl < 0 bis 1,0 ist,
mit einem Röntgenbeugungsbild, das im wesentlichen der bei gefügten Fig. 1 gleicht und nach einer Behandlung des Ste vensits mit Ethylenglykol ein Röntgenbeugungsmaximum bei einem Abstand von 1,6 bis 2,6 nm aufweist, mit einer spezi fischen Oberfläche (nach BET) von 200 bis 500 m²/g und mit einer Kationenaustauschkapazität von 0,20 bis 1,58 Mil liäquivalent/g.

2. Stevensit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß x eine Zahl von 2,6 bis 2,8 und y eine Zahl von 0 bis 0,05 ist.

3. Stevensit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in der Differentialthermoanalyse ein Exothermmaximum bei einer Temperatur von 755 bis 820°C zeigt.

4. Verfahren zum Herstellen eines synthetischen Stevensits, dadurch gekennzeichnet, daß ein wäßriges Gemisch eines basischen Magnesiumcarbonats und einer Siliciumdioxid- Natrium-Komponente in Form von (a) Natriumsilicat, (b) Natriumsilicat und amorphem Siliciumdioxid und/oder (c) amorphem Siliciumdioxid und Natriumhydroxid mit im wesentlichen stöchiometrischen Verhältnissen der Magnesium- und der Siliciumdioxidkomponente bei einer Temperatur von 100 bis 300°C und einem Überdruck von 0 bis 98 bar hydrothermal behandelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als basisches Magnesiumcarbonat Hydromagnesit eingesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige Gemisch mit einer Feststoffkonzentration von 5 bis 15 Gew.-% eingesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrothermale Behandlung bei einer Temperatur von 150 bis 200°C unter einem Druck von 5,9 bis 39 bar ausgeführt wird.

8. Verwendung eines Stevensits nach einem der Ansprüche 1 bis 3 als Ionenaustauscher.