Methylenblauadsorption

Formstoffe

Prüfverfahren zur Bestimmung des aktiven Tongehaltes in Gießereiformstoffen sowie zur Kontrolle von Formstoffmischungen mit feuerfesten Tonen (VDG-Merkblatt P 35).

Grundlage des Verfahrens ist das Kationen-Austauschvermögen der Bindetone, die eine schichtförmige Struktur haben und zwischen den Schichten Wasser aufnehmen können, sodass Quellung auftritt. Nur der aktive Ton ist quellfähig, und sein Anteil ist maßgebend für das Bindevermögen in einer gegebenen Formstoffmischung. Die Oberflächen der Tonschichten sind mit Kationen belegt. Die Anzahl der hier gebundenen Kationen wird durch Ersatz dieser Ionen mit Mehtylenblau-Farbstoff bestimmt. Nach der adsorptiven Anlagerung des Farbstoffs findet man in der Prüflösung die ursprünglich austauschfähigen Kationen des Bindetones sowie die Chloridionen des Methylenblaus. In Gegenwart alkalisch reagierender Salze wie Natriumpyrophosphat oder Natriumoxalat, wird zusätzlich Methylenblauhydroxid eingetauscht, und in der Lösung bleiben die Natriumionen und die Anionen dieser Salze. Die Methylenblau-Restkonzentration der Lösung wird nach dem Filtrieren des dispergierten Tones photometrisch gemessen und daraus der sogenannte Methylenblauwert (MBd-Wert) in % bestimmt. Aus dem Ergebnis lässt sich bei Bentoniten der Montmorillonitgehalt berechnen. Dabei ist aber zu berücksichtigen, dass dieses Verfahren eigentlich nur bei Bentoniten gleicher Herkunft angewandt werden kann, da es keineswegs zulässig ist, Bentoniten verschiedener Herkunft gleiches Absorptionsvermögen zuzuordnen.

Die Methylenblauadsorption ist als Komplexprüfgröße anzusehen, die so relativ unabhängig von spezifischen Rohstoffeigenschaften eine gute Einschätzung der „Bindefähigkeit“ ermöglicht. Sie ist damit sehr gut zur Wareneingangskontrolle und zur Prozessüberwachung geeignet.

Da die Methylenblauadsorption ein Indikator für das Bindevermögen ist, lassen sich damit nicht nur der aktive Tongehalt in bentonitgebundenen Formstoffen bestimmen, sondern auch die thermische Stabilität der Bentonite prüfen, die je nach geologischer Herkunft durchaus unterschiedlich sein kann. Bild 1 veranschaulicht dies am Beispiel von drei aktivierten europäischen Bentoniten. Die Grafik zeigt wie die Bentonite bei höheren Temperaturen einen Teil ihrer Bindekraft verlieren, sodass bei der Wiederaufbereitung der thermisch belasteten Altsande ergänzende Binderzusätze erforderlich werden. Griechischer Bentonit (von der Insel Milos) hat in Bild 1 größere Thermostabilität als Bentonit aus Süddeutschland (Bayern) und vor allem aus Sardinien. Bild 2 zeigt die Apparatur zur Methylenblauadsorptionsmessung.

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