Die Erfindung betrifft ein vereinfachtes Syntheseverfahren zur Herstellung wasserquellbarer Smectit-Tone und beschreibt insbe¬ sondere eine Möglichkeit in einfacher Weise der Schwierigkeiten Herr zu werden, die bei der Herstellung hochquellfähiger Hecto- rite, Saponite und/oder Saponit-Hectorit-Hybride auftreten.

Die Synthese von Schichtsilikaten, insbesondere von Hectoriten, ist in der Literatur vielfach beschrieben worden (H. Strese und U. Hoffmann, Z. Aπorg. AIlg. Chem. 247 (1941) 65 - 95; W. I. Grand- quist und S. S. Pollack in "Clays and Clay Minerals" Natl. Acad. Sei., Natl. Res. Council Publ. 8 (1960) 150 - 169; DE-AS 1 667 502). Eine jüngere Literaturstelle beschäftigt sich aus¬ führlich mit den heute vorliegenden Erkenntnissen zur Struktur, Genese und Herstellung von Hectorit, vgl. hierzu Karl-Heinz Bergk et al. Chem. Techn. 41. Jg., Heft 6, 245 - 251.

Hoch quellfähige Schichtsilikate des Typs S ectit (insbesondere Hectorite, Saponite und/oder Saponit-Hectorit-Hybride) finden breite Anwendung z. B. in den Bereichen Kosmetik, Lacke, Farben, Abwasseraufbereitung und Spülflüssigkeiten. Bei fast allen Anwen¬ dungen nutzt man das ausgeprägte Quellvermögen der Vertreter die¬ ser Verbindungsklasse in Wasser aus. Dem Einsatz natürlich vor¬ kommender Materialien der hier betroffenen Art steht oft deren eingeschränkte Reinheit entgegen, so daß der Synthese entspre¬ chender Materialien mit vorbestimmbaren Stoffeigenschaften hohe Bedeutung zukommt. Für die Praxis ist in diesem Zusammenhang die Hydrothermal-Synthese bei hohen Temperaturen von überragender Be¬ deutung. Einzelheiten zur Synthese finden sich insbesondere in der zuletzt genannten Literaturstelle Karl-Heinz Bergk et al., vgl.

hier insbesondere die Fließschemen aus den Bildern 3 und 4 auf der Seite 247 a.a.O.

Ein großtechnisch bedeutungsvolles Anwendungsgebiet hoch quell¬ fähiger synthetischer Schichtsilikate der hier betroffenen Art ist deren Verwendung als Mittel zum Viskositätsaufbau in wäßrigen Bohrspül- und Bohrlochbehandlungsmitteln bei der Exploration und Erschließung von Lagerstätten von beispielsweise Erdöl und Erdgas, aber auch beim Geothermiebohren, beim Wasserbohren, bei der Durchführung geowissenschaftlicher Bohrungen und bei Bohrungen im Bergbaubereich. Aus der einschlägigen Literatur ist hier insbe¬ sondere die EP-A 260538 zu nennen. Geschildert wird hier die Verwendung von ausgewählten synthetischen quellfähigen Schichtsi¬ likaten des Hectorit- und/oder Saponit-Typs für solche wasserbasierten BohrspülSysteme. Die zuletzt genannte Literatur¬ stelle beschreibt in ihrem Beispiel 1 ein typisches Verfahren zur Herstellung der dort zu verwendenden synthetischen Schichtsilikate vom Hectorit-Typ. Aus Magnesiumsulfat, Natronlauge, Natriumsili¬ katlösung und Lithiumcarbonat wird eine wäßrige Suspension herge¬ stellt, die dann etwa 4 Stunden bei 180 °C im Rührautoklaven zur Umsetzung gebracht wird. Das entstandene Produkt muß dann von der Mutterlauge abfiltriert und der dabei gewonnene Filterkuchen mit entionisiertem Wasser gewaschen werden, bevor die Trocknung des Materials erfolgt. Diese entscheidenden Schritte des Filtrierens eines primär gebildeten Hectorit-Slurries mit nachfolgendem Wa¬ schen der abgetrennten Feststoffphase sind auch integrale Be¬ standteile der in den Fließbildern 3 und 4 aus der zitierten Li¬ teraturstelle Karl-Heinz Bergk et al. a.a.O. Seite 247 gezeigten Verfahren. Notwendig ist dieses Filtrieren und Waschen zur Ab¬ trennung von Fremdbestandteilen, die über die eingesetzten Reaktanten und/oder Reaktionshilfsmittel in das Reak-

tionsrohgemisch eingeschleppt worden sind. In der Regel handelt es sich hierbei um wasserlösliche Salze wie Natriumsulfat, Natriumcarbonat oder Natriumchlorid sowie um den im Rahmen der Hydrothermalsynthese eingesetzten Überschuß an freiem Alkali.

Dieser scheinbar einfache Schritt der Abtrennung der gelöste Salze enthaltenden wäßrigen Phase und das nachfolgende Waschen des syn¬ thetischen Smectit-Tons bringen für das praktische Verfahren be¬ trächtliche Schwierigkeiten. Sofort verständlich wird das aus folgendem: Das gebildete hoch quellfähige Schichtsilikat hält we¬ nigstens Anteile der wäßrigen Reaktionsphase hartnäckig fest, und fordert besondere Intensität für die nachfolgende Reinigung durch eine Wasserwäsche. Die Wirtschaftlichkeit des Gesamtverfahrens wird durch die hier genannten Aufarbeitungsschritte über Gebühr belastet. Hier setzt die Aufgabe der Erfindung an.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, das an sich bekannte Verfahren zur Herstellung synthetischer und insbesondere hoch quellfähiger Smectit-Tone derart auszugestalten, daß eine Reini¬ gung des Reaktionsrohproduktes durch Filtration und nachfolgende Wäsche nicht mehr die bisher bekannten Schwierigkeiten bereitet.

Die Erfindung will es in einer besonderen Ausführungsform ermög¬ lichen, hochreine Smectit-Tone vorgegebener Struktur und Quell¬ fähigkeit durch einfaches Auftrocknen des in der hydrothermalen Umsetzung primär anfallenden Reaktionsrohproduktes zugänglich zu machen, ohne daß eine intensive Wäsche des Reaktionsrohproduktes nötig wäre.

Zur technischen Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung zwei Hauptelemente vor: Die Ausbildung des basischen Milieus für die hydrothermale Umsetzung, das als Reaktionshilfe über die vom

Smectit-Ton stöchiometrisch benötigte Alkalihydroxid-Menge hinaus in die Umsetzung eingebracht wird, wird unter Mitverwendung be¬ stimmt ausgewählter Basen gewährleistet. In einer bevorzugten Ausführungsform soll weiterhin das Reaktantengemisch für die hydrothermale Schichtsilikat-bildende Reaktion frei oder praktisch frei von solchen Bestandteilen sein, die im Rahmen der Umsetzung nicht-flüchtige Reaktionsbeiprodukte, insbesondere entsprechende Salze, bilden.

Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Herstellung von quellfähigen Schichtsilikaten vom Smectit-Typ durch hydrothermale Druckbehandlung von Gemischen und/oder Coprä- zipitaten der Schichtsil kat-b ldenden Komponenten in Gegenwart eines Überschusses an Wasser und freier Basen. Das neue Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man in die hydrothermale Reakti¬ onsstufe eine Reaktionsmischung einbringt, deren Basenüberschuß wenigstens anteilsweise und dabei vorzugsweise wenigstens über¬ wiegend durch abtreibbare organische Aminverbindungen ausgebildet ist, daß man die gebildete mineralische Feststoffphase vom wä߬ rig-basischen Anteil des Reaktionsgemisches befreit und ge- wünschtenfalls Restanteile der organischen Aminverbindungen aus der Feststoffphase austreibt.

Die erfindungsgemäß verwendeten abtreibbaren Basen sind insbeson¬ dere hinreichend flüchtige organische Aminverbindungen. Dabei sind hier primäre, sekundäre und/oder tertiäre Amine und insbesondere entsprechende unsubstituierte aliphatische Amine die bevorzugten Reaktionshilfsmittel. Die zuletzt genannten tertiären Amine können besonders geeignete Hilfsmittel zur Einstellung des basischen Re¬ aktionsmilieus sein. Erfindungsgemäß werden dabei insbesondere flüssige Amine mit jedoch so hinreichender Flüchtigkeit

eingesetzt, daß ihre Abtrennung vom Reaktionsrohprodukt über die Gasphase zusammen mit dem wäßrigen Reaktionsmedium und/oder ge¬ trennt hiervon ohne besondere Schwierigkeiten möglich ist. Ent¬ sprechende Amine enthalten beispielsweise bis zu etwa 20 C-Atome, vorzugsweise bis zu etwa 15 C-Atome im Molekül. Aminen mit bis zu etwa 10 C-Atomen im Molekül kann besondere Bedeutung zukommen. Niedere aliphatische Amine mit jeweils 2 bis 6 C-Atomen im Alkylrest kommt im Rahmen des erfindungsgemäßen Handelns besondere Bedeutung zu. Niedere tertiäre aliphatische Amine mit beispiels¬ weise jeweils 2 bis 4 C-Atomen in den Alkylresten sind bevorzugte Hilfsmittel im Sinne des erfindungsgemäßen Handelns.

In einer wichtigen Ausführungsform wird dabei mit wenigstens überwiegend oxidische und/oder hydroxidische Reaktanten enthal¬ tenden Reaktionsmischungen als Ausgangsmaterial für die hydrothermale Umsetzung gearbeitet. Diese Einsatzgemische sind von nicht-flüchtigen Fremdbestandteilen im wesentlichen frei, d. h. die Menge der nicht-flüchtigen Fremdbestandteile beträgt nicht mehr als 5 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 1 Gew.-%. Die Einsatzgemische enthalten als flüchtige Mischungskomponenten das für die HydrothermalSynthese benötigte Wasser sowie die flüchtigen Basen zur Einstellung des basischen Reaktionsmilieus.

Hoch quellfähige Smectit-Tone der erfindungsgemäß betroffenen Art enthalten in ihrem Schichtgitter als Alkalimetallkomponenten Na¬ trium und gegebenenfalls höchstens etwa mengengleiche Anteile an Lithium, die in oxidischer Form eingebunden sind. Bei der heute üblichen Synthese solcher Schichtsilikate, wie sie beispielsweise in der eingangs zitierten EP-A 260538 beschrieben ist, wird das Natriumhydroxid im Überschuß eingesetzt. Notwendig ist das aus zwei Gründen: Werden im Rahmen der Schichtsilikat-Synthese Salze -

beispielsweise von der Art des Magnesiumchlorids und/oder Lithiumcarbonats - eingebracht, werden den Säurekomponenten dieser Salze äquivalente Mengen an Natriumhydroxid benötigt, um die wasserlösl chen und abschließend vom gebildeten Schichtsilikat abzutrennenden entsprechenden Neutralsalze zu bilden. Zum anderen soll durch die Einstellung des im Überschuß vorliegenden Natriumhydroxids während der Synthesestufe das basische Milieu des Reaktionsgemisches und damit die Bildung eines hoch quellfähigen Schichtsilikat-Tons mit ausgeprägter KristallStruktur gewährlei¬ stet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren schlägt demgegenüber einen neuar¬ tigen Weg vor: Der im angegebenen Sinne benötigte Basenüberschuß des Reaktionsansatzes soll nicht wie bisher durch Natriumhydroxid sondern durch die Mitverwendung ausgewählter organischer Aminver¬ bindungen ausgebildet werden, wie sie zuvor definiert worden sind. Hierdurch wird ein eigenständiger und bisher nicht bekannter Ab¬ lauf der Synthese zugänglich:

Im Rahmen der an sich bekannten Bedingungen der HydrothermalSyn¬ these bildet sich als primäres Reaktionsprodukt ein hoch kristal¬ lines Schichtsilikatmaterial, das jedoch zunächst in der wäßrigen Reaktionsphase nur beschränkte Quellfähigkeit besitzt. In der Re¬ gel fallen also im Verfahren der Erfindung als primäre Reaktions¬ produkte Suspensionen eines nicht oder nur wenig gequollenen feinteiligen Schichtsilikats der angestrebten Summenformel an, das durch einfache Trennoperationen, insbesondere durch Filtrieren, von der begleitenden Flüssigphase abgetrennt und gewünschtenfalls auch weiterführenden Reinigungsoperationen, insbesondere einer Wasserwäsche unterzogen werden kann. Das derart isolierte und ge¬ reinigte Schichtsilikat zeigt in der Analyse das Vorliegen von

Stickstoff an, wobei allerdings die gebundenen Basenmengen in der

Regel sehr gering sind. Durch eine geeignete Nachbehandlung, be¬ vorzugt eine wäßrig-thermische Behandlung, können diese geringen gebundenen Anteile der bei der Synthese mitverwendeten basischen Aminverbindungen ausgetrieben werden. Im Ausmaße des Abtreibens der Aminverbindungen wandelt sich das Quellvermögen des gebildeten Schichtsilikats um, es entsteht letztlich das gewünschte hoch quellfähige mineralische Material. Zur Erleichterung des Abtrei¬ bens der basischen Aminverbindungen kann die Mitverwendung sehr beschränkter Mengen freien Alkalihydroxids und insbesondere von Natriumhydroxid vorteilhaft sein. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht dementsprechend in einer bevorzugten Ausführungsform vor, daß man eine primär gebildete mineralische Feststoffphase be¬ grenzter Quellfähigkeit durch Phasentrennung, insbesondere durch Filtration, vom wäßrig-basischen Anteil des Reaktionsgemisches abtrennt, gewünschtenfalls das abgetrennte mineralische Material wäscht und den Amin-Restante l mittels einer stärkeren Base, ins¬ besondere mittels wäßrigem Alkalihydroxid austreibt. Die Behand¬ lung des primär anfallenden mineralischen Materials mit be¬ schränkter Quellfähigkeit und seinem Restanteil an gebundenen or¬ ganischen Aminbasen erfolgt dabei vorzugsweise bei erhöhten Tem¬ peraturen, beispielsweise im Temperaturbereich um 100 °C, insbe¬ sondere im Temperaturbereich von etwa 60 bis 150 °C. Dabei wird in einer bevorzugten Ausführungsform bei Normaldruck oder gar bei eher leicht verringerten Drucken gearbeitet, um das Abtreiben der organischen Aminverbindungen zu fördern. Ihre Abtrennung kann auf destillativem Wege erfolgen, wobei in einer besonderen Ausfüh¬ rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens das Abziehen dieser Aminrestanteile mit der Trocknung des jetzt ausgebildeten quell¬ fähigen Schichtsilikats verbunden wird. Aber auch das Ausdämpfen mit überhitztem Wasserdampf kann eine wirkungsvolle Maßnahme im

Sinne der abschließenden Reinigung und Ausbildung des gewünschten QuellVermögens sein. Auch hier wird bevorzugt Alkalihydroxid, insbesondere wäßriges NaOH vorher und/oder gleichzeitig in das Schichtsilikat-Produkt eingetragen. Zur Einstellung der voll aus¬ gebildeten Quellfähigkeit des Produkts werden im allgemeinen Alkalihydroxid-Mengen benötigt, die wenigstens etwa dem Ionenaus- tauschvermögen des jeweiligen Schichtsilikats entsprechen. Men¬ genmäßig handelt es sich dabei um sehr geringe Beträge. So ent¬ sprechen etwa 1 - 1,3 mMol NaOH pro g Schichtsilikat der zum Aminaustausch an Hectoriten benötigten stöchiometrischen Menge. Erfindungsgemäß ist es dementsprechend bevorzugt, das Alkalihydroxid zum Abtreiben des Amins etwa in diesem Mengenbe¬ reich einzusetzen, wobei das Arbeiten mit der 2-3fachen Menge des stöchiometrisch benötigten Betrages bevorzugt sein kann.

Durch die intermediäre Bildung eines primären mineralischen Reak¬ tionsproduktes der geforderten Art, jedoch nur beschränkter Quellfähigkeit, können beträchtliche Vereinfachungen in der Rein¬ gewinnung definierter hoch quellfähiger Materialien erhalten wer¬ den. Das primäre Reaktionsprodukt kann von seinen mitgebildeten begleitenden Reaktionsprodukten - beispielsweise also Natrium¬ chlorid und/oder Natriumcarbonat - befreit werden, ohne daß prak¬ tische Schwierigkeiten bei der Wäsche des angefallenen primären Reaktionsproduktes zu bewältigen sind. Die sehr beschränkten An¬ teile der abtreibbaren Aminverbindungen, die im primären Reakti¬ onsprodukt festgehalten werden und dessen Quellfähigkeit in diesem Stadium einschränken, können dann in einem sekundären Aufarbei¬ tungsschritt in der geschilderten Weise leicht vom mineralischen Material abgetrieben und damit abgetrennt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat insbesondere Bedeutung für die Herstellung von synthetischen quellfähigen Schichtsilikaten, wie sie in der EP-A 260 538 beschrieben sind und dementsprechend ge¬ kennzeichnet sind durch die nachfolgende allgemeine Formel (I)

MgO . aMA . bAl2θ3 . cSiθ2 . nH2θ (I)

in der bedeuten

M = Na ⁺ und/oder Li ⁺ bei einem Na/Li-Verhältnis gleich oder größer

1

A = F-, OH" und/oder 1/20 ^2_ sowie a, b, c und n Zahlen sind gemäß a = 0,1 bis 0,6 b = 0 bis 0,3 c = 1,2 bis 1,7 n = 0 bis 3,0.

Im Ansatz für die HydrothermalSynthese werden in der zuvor ge¬ schilderten bevorzugten Ausführungsform die Magnesium, Aluminium und Silicium enthaltenden Reaktanten als oxidische und/oder hy- droxidische Reaktionskomponenten eingebracht. Gleiches gilt für Natrium und gegebenenfalls Lithium, soweit hier nicht das Fluori- dion eingeführt werden muß. In an sich bekannter Weise können ge¬ mischte Verbindungen, wie Natriumsilikat und/oder Natriumaluminat, in den Reaktionsansatz gegeben werden. Wesentlich ist für die Er¬ findung in diese bevorzugten Ausführungsform, daß auf die Mit¬ verwendung störender Mengen von Fremdbestandteilen verzichtet wird, wie sie beispielsweise beim Einsatz von Magnesiumsalzen - etwa von der Art des Magnesiumsulfats oder des Magnesiumchlorids - in die Reaktionsmischung eingetragen werden und damit die

nachfolgende Abtrennung und Reinigung des Reaktionsrohprodukts belasten.

Nach Abschluß der hydrothermalen Reaktionsphase und Abtreiben der Restanteile der basischen Aminverbindungen können die gebildeten quellfähigen Schichtsilikate durch einfaches Trocknen von restli¬ chem Wasser befreit werden. Diese Trocknung kann bei Normaldruck und/oder bei verringertem Druck durchgeführt werden und durch Einsatz erhöhter Temperaturen beschleunigt werden. Die über die Dampfphase abgetriebenen Anteile des Reaktionsansatzes können ge- wünschtenfalls kondensiert und ganz oder teilweise in Kreislauf¬ führung für weitere Reaktionsansätze eingesetzt werden. Die Trocknung des Produktes und/oder das Abtreiben der freien flüch¬ tigen Base kann beispielsweise bei Temperaturen bis zu 300 °C, vorzugsweise im Bereich zwischen 50 von etwa 250 °C erfolgen, wo¬ bei dem Temperaturbereich von etwa 80 bis 180 °C besondere Bedeu¬ tung zukommen kann.

Wie bereits angegeben, können mit dieser Trocknungsstufe im er¬ findungsgemäßen Verfahren nicht nur das Wasser, sondern insbeson¬ dere auch die Reste der zur Reaktionssteuerung eingesetzten flüchtigen basischen Verbindung abgetrieben werden. Dieser Ver¬ fahrensschritt kann einstufig oder mehrstufig im Sinne eines ge¬ meinsamen Abtreibens von Wasser und flüchtiger Base oder einer stufenweise Abtrennung dieser flüchtigen Reaktionshilfsmittel er¬ folgen.

Es hat sich allerdings in einigen Fällen als zweckmäßig erwiesen, das gebildete Reaktionsprodukt in dieser abschließenden Trock¬ nungsstufe doch noch einmal einer zeitlich begrenzten thermischen Behandlung zu unterwerfen. Die zuvor angegebenen Temperatur-

bereiche sind Maßzahlen für geeignete Arbeitsbedingungen. Beson¬ ders zweckmäßig kann es sein, eine solche abschließende Tempera¬ turbehandlung - unter gleichzeitiger Austreibung restlicher An¬ teile von Wasser und/oder flüchtiger Base - im Temperaturbereich von etwa 100 bis 150 °C durchzuführen.

Der Zeitraum für eine solche abschließende Trocknung und/oder Temperaturbehandlung ergibt sich primär aus dem benötigten Zeit¬ raum für das Abtreiben der flüchtigen Bestandteile. Im allgemeinen wird dieser Zeitraum 1 bis 2 Stunden nicht überschreiten. Die Temperaturbehandlung kann dabei im Bereich von einigen Minuten, d. h. beispielsweise 5 Minuten, bis etwa 45 Minuten liegen.

Das anfallende feste Reaktionsprodukt wird zweckmäßigerweise zu einem feinen Pulver zermahlen. Hierfür sind alle geeigneten Mahl¬ vorrichtungen, beispielsweise Zahnscheibenmühlen, geeignet.

Zur Durchführung der Grundreaktion unter den Bedingungen der hy¬ drothermalen Synthese im einzelnen gelten die umfangreichen Anga¬ ben des referierten Standes der Technik, sofern sie der Lehre der Erfindung nicht entgegenstehen. So kann in der bevorzugten Aus¬ führungsform als magnesiumhaltige Verbindung Magnesiumhydroxid oder Magnesiumoxid eingesetzt werden, als siliciumhaltige Verbin¬ dung kann insbesondere amorphe Kieselsäure, beispielsweise Fäl¬ lungskieselsäure, Diatomeenerde, anteilig aber auch Wasserglas mit der Maßgabe eingesetzt werden, daß der damit zugleich eingetragene Gehalt an Natriumhydroxid den stöchiometr sch gewünschten Anteil nicht oder nicht wesentlich überschreitet. Als aluminiumhaltige Verbindung kann Aluminiumhydroxid, sogenanntes Aluminiumfeuchthy¬ drat oder Aluminatlauge unter Berücksichtigung der zuvor zum Was¬ serglas gegebenen Einschränkung eingesetzt werden. Eine geeignete

lithiumhaltige Verbindung ist beispielsweise Lithiumhydroxid. Sollen Fluoridionen in das Reaktionsprodukt eingetragen werden, so eignen sich insbesondere entsprechende Anteile von Natrium- und/oder Lithiumfluorid.

Die jeweils einzusetzende Menge der abtreibbaren Amin-Base kann in einem verhältnismäßig weiten Bereich liegen und - bezogen auf das im Reaktionsansatz vorgelegte Magnesiumoxid - beispielsweise im Bereich von 0,1 bis 5 Mol der Base pro Mol Magnesiumoxid liegen. Es wird dabei in der Regel bevorzugt sein, die Menge dieser ba¬ sischen Komponente möglichst einzuschränken, so daß bevorzugte Zugabemengen der Base zum Reaktionsansatz für die hydrothermale Umsetzung im Bereich von etwa 0,2 bis 2 Mol der Amin-Base pro Mol Magnesiumoxid des Reaktionsansatzes liegen.

Für die Wahl der Verfahrensparameter der hydrothermalen Reaktion gelten ebenfalls die Angaben des Standes der Technik. Die Reaktion wird dementsprechend insbesondere unter dem Eigendruck des Reak¬ tionsgemisches bei Verfahrenstemperatur durchgeführt. Als Verfah¬ renstemperaturen sind insbesondere die Bereiche von etwa 150 bis 300 °C, zweckmäßigerweise von etwa 200 bis 270 °C zu nennen. Die Reaktionszeit liegt im Bereich 1 bis 100 Stunden, vorzugsweise zwischen etwa 1 und 20 Stunden. Üblicherweise ist die Reaktion nach etwa 2 bis 8 Stunden so weit fortgeschritten, daß die Aufar¬ beitung im Sinne der erfindungsgemäßen Trocknungsbehandlung vor¬ genommen werden kann.

Die Feststoffgehalte während der hydrothermalen Reaktionsphase liegen im üblichen Bereich. So kann beispielsweise der Feststoff- gehalt bis zu etwa 40 % (Masseanteile) im wäßrig/basischen Reak¬ tionsgemisch angehoben werden. Bevorzugt wird allerdings bei

niedrigeren Feststoffgehalten gearbeitet, der im Bereich bis etwa 15 % (Masseanteile) und insbesondere unterhalb etwa 10 % (Masse¬ anteile) liegt. Im einzelnen vgl. hierzu die Angaben des zitierten druckschriftlichen Standes der Technik, beispielsweise in Karl- Heinz Bergk et al. a.a.O. Auch in der abschließenden wäßrig-ther¬ mischen Behandlung zum Austreiben der Amin-Reste unter Ausbildung der hoch quellfähigen Beschaffenheit der Mineralphase werden ent¬ sprechende Mischungsverhältnisse bevorzugt.

Die Erfindung betrifft in weiteren Ausgestaltungen die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten quellfähigen Smectit- Tone sowie deren Einsatz insbesondere im Rahmen von wasserbasier¬ ten BohrspülSystemen, wie sie im einzelnen in der EP-A 260 538 beschrieben sind.

B e i s p i e l e

Beispiel 1

Zur Durchführung der hydrothermalen Synthese in einem Reaktionsautoklaven werden die im nachfolgenden angegebenen Reaktanten zusammengegeben:

41,1 g MgO, 98 %ig 3,9 g LiOH, 98 %ig 77,5 g Natronwasserglas 37/40 (Firma HENKEL, Molverhältnis Siθ2

: Na2Ö = 3,46 : 1, Gesamtfeststoff 34,9 Gew.-%) 73,8 g Fällungskieselsäure FK 320 (Firma DEGUSSA) 204,4 g Triethylamin, 99 %ig 2104,0 g destilliertes Wasser

Das Reaktantengemisch dieses Ansatzes entspricht den nachfolgenden Mol-Verhältnissen:

1 MgO: 1,5 Siθ2: 0,08 L12O: 0,1 a2θ: 2 ^5)3^ 120 H ₂ 0

Im einzelnen wird dabei wie folgt gearbeitet:

Magnesiumoxid wurde in ca. 1700 g Wasser am Pendraulikrührer auf- geschlemmt, Lithiumhydroxid darin gelöst und dazu die Mischung aus Wasserglas, ca. 400 g Wasser und Fällungskieselsäure gegeben. Die Suspension wird nach 5 minütigem Nachrühren in den Autoklaven ge¬ geben, in den nach dem Verschließen das Amin zugefügt wurde.

Kristallisationsbedingungen: 4 Stunden bei 250 °C.

Die abgekühlte Suspension wird in eine Mehrzahl von Teilbeträgen unterteilt. Eine erste Teilmenge wird ohne Zusatz von Natronlauge im Umlufttrocknungsschrank bei 120 °C eingetrocknet und vermählen. In weiteren Ansätzen werden der jeweiligen Suspensionsprobe Na¬ tronlauge in unterschiedlichen Mengen zugesetzt. Die jeweilige

Mischung wird 2 Minuten intensiv verrührt und dann im Umlufttrok- kenschrank bei 120 °C eingetrocknet und vermählen.

Die Röntgenbeugungsanalyse des primär angefallenen Reaktionspro¬ duktes zeigt gut ausgeprägte kristalline Beschaffenheit. Von den einzelnen aufgetrockneten und vermahlenen Materialproben werden

2,5 %ige Suspensionen in destilliertem Wasser hergestellt. Deren Viskosität wird nach 24 Stunden bestimmt. Die Viskositätswerte der einzelnen Proben sind nachfolgend zusammengestellt.

Die Tabelle zeigt, daß die Ausbildung der Quellfähigkeit bei der Nachbehandlung mit etwa 1 mMol NaOH/g Schichtsilikat deutlich einsetzt und unter den angegebenen Versuchsbedingungen beim Ein¬ satz der doppelten Menge NaOH mit 6,7 Pas ein qualitativ und quantitativ hochwertiges Ergebnis erreicht. Diese beiden zuletzt definierten Zahlenwerte für die Zusatzmenge der Natronlauge

entsprechen etwa dem l-2fachen der stöchio etrischen Menge der Ionenaustauschkapazität des gebildeten Schichtsilikats.

Beispiel 2

Der nachfolgende Reaktionsansatz wird im Druckbehälter bei 22 bar und 193 °C für 6 Stunden der hydrothermalen Umsetzung unterworfen:

92,7 g Natronwasserglas 37/40 (Firma HENKEL) 88,3 g Fällungskieselsäure FK 320 (Firma DEGUSSA) 2516,6 g VE-Wasser 244,7 g Triethylamin, 99 %ig 8,6 g LiOH, 56 %ig 49,2 g MgO, tech.

Die angefallene FeststoffSuspension läßt sich am Seitzfilter ver¬ gleichweise wirkungsvoll filtrieren. Im einzelnen gelten hier die nachfolgenden Angaben:

Druck: 1 bar

Filterpapier: Grauband, 7,4 Mikron

Filtrationszeit: die ersten 5 Min. 380 ml dann ca. 20 ml in 25

Min. Auswagefilterkuchen: 350 g Auswagefiltrat: 352 g

Die Umwandlung des hochkristallinen Primärproduktes durch Behand¬ lung mit NaOH im Sinne der Angaben des Beispiel 1 führt zur einem hochquellfähigen synthetischen Schichtsilikat.