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Verfahren zur Herstellung von nicht unmittelbar zugänglichen Salzen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Salzen, die nicht unmittelbar zugängig sind, was beispielsweise für die Soda gilt, und für die deshalb umständliche Reihen von mehreren Umsetzungen mit zumeist beträchtlichen Verlusten erforderlich sind.
Nach dem neuen Verfahren werden als Überführer bestimmte Fluorverbindungen benutzt, die immer wieder in das Verfahren hineingehen, und wird dieses gewissermassen zu einer glatten'Umsetzung zwischen Base und Säure, beispielsweise wird für Soda im Endeffekt Kochsalz mit kohlensaurem Kalk zu Natriumkarbonat und Chlorkalzium umgebildet.
Das neue Verfahren besteht allgemein darin, Salze von Säuren, die flüchtige Verbindungen ergeben, mit Ammoniumfluorid umzusetzen, wobei an Stelle von Ammoniumfluorid auch eine komplexe Flusssäureverbindung, z. B. Ammoniumsiliziumfluorid oder Ammoniumborfluorid genommen werden kann.
Aus dem entstehenden Ammonsalz werden mit Hydroxyden, Karbonaten und andern geeigneten Verbindungen der Erden oder Erdalkalien einerseits Ammonsalz der gewünschten Säure und anderseits Abfallsalz der benutzten Erde oder Erdalkali gebildet ; das Ammonsalz, das nun bereits an die gewünschte Säure gebunden ist, wird mit dem in der ersten Stufe nebenher erhaltenen Fluorid zu dem eigentlich erstrebten Salz umgesetzt, wobei gleichzeitig das zur Einleitung des Verfahrens erforderliche Ammoniumfluorid zurückgewonnen wird.
Die Umsetzungen geschehen unter Erwärmen und alle Prozesse verlaufen besonders glatt und einfach, weil immer eine Komponente, nämlich die Ammoniumverbindung gasförmig ist. Man arbeitet meist nur mit festen Stoffen und Gasen in der Wärme, erspart fast gänzlich Flüssigkeiten, bedarf keiner Fällungs-und Reinigungsreaktionen und kann quantitativ arbeiten.
So werden Alka. IisaJ/e flüchtiger Säuren mit Ammoniumfluorid erwärmt, wobei Alkalifluorid zurückbleibt und Ammonsalz abdestilliert, das dann, wiederum unter Erwärmen, über Oxyde, Karbonate oder andere Verbindungen der Erden und Erdalkalien geleitet wird, so dass festes Erdsalz oder Erdalkalisalz zurückbleibt und die Ammoniakverbindung der erstrebten Säure, wie etwa Ammoniumkarbonat, weitergeht ; die letztere wird mit dem am Anfang abfallenden Alkalifluorid zusammengebracht und dadurch das gewünschte Alkalisalzund nebenher das Ammoniumfluorid für die erste Phase des Verfahrens erhalten.
Für das Alkalikarbonat, wie Soda, verläuft das Verfahren der Erfindung beispielsweise nach folgenden Gleichungen :
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Man geht allgemein von Alkalihalogenid aus, das mit Ammoniumfluorid oder Ammonsalz der Kieselfluorwasserstoff- bzw. einer andern komplexen Fluorwasserstoffsäure eiwärmt wird. Es hinterbleibt Alkalifluorid, das später verwendet wird. Das abdestillierende Ammoniumhalogenid wird mit einem Karbonat der Erden oder Erdalkalien, beispielsweise Kalziumkarbonat, Magnesiumkarbonat in der Wärme in Ammoniumkarbonat einerseits und abfallendes Halogenid der Erden oder Erdalkalien umgesetzt. Das Ammoniumkarbonat führt mit dem zunächst entstandenen Alkalifluorid glatt zum Alkalikarbonat und ergibt als Nebenerzeugnis das Ammoniumfluorid für den Wiederbeginn des Prozesses.
Neben dem durch die Formeln dargestellten Sodabeispiel ist die genau so verlaufende Pottascheherstellung aus Chlorkalium zu nennen.
Benutzt man nicht Karbonate der Erden oder Erdalkalien, sondern Oxyde, so kommt man zu den Ätzalkalien, sinngemäss mit ändern Verbindungen der Erden oder Erdalkalien zu den entspreehenden sonst schwer erreichbaren Alkalisalze.
Eine Nebenform des Verfahrens besteht darin, die beiden ersten Reaktionen zu verbinden, also Alkalichlorid, Ammoniumfluorid und kohlensauren Kalk zusammen zu erhitzen, bezogen auf das Sodabeispiel, wobei Chloramonium abdestilliert und ein Gemisch von Soda und Flussspat verbleibt. In dem
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chlorid das benötigte Ammoniumfluorid und abfallendes Chlorkalzium.
Weitere Ausführungsformen seien in nachstehendem Beispiel wiedergegeben :
I. In einem Drehofen von bekannter Konstruktion führt man in äquivalenten Mengen Chlornatrium und Ammoniumsilikofluorid ein. Das Gemisch wird dauernd bei solcher Temperatur (zirka 340 bis 3600 C) erhalten, dass das gesamte Ammoniak in Form von Salmiak fortgeht. Das kontinuierlich abfallende Salmiak wird mit der äquivalenten Menge kohlensauren Kalks in einem zweiten Drehofen ebenfalls auf etwa 340 bis 360 C erhitzt, wobei Ammonkarbonat in Gasform gewonnen wird.
Nach Sublimation in einer Kolonne von eisernen Behältern, die nach Bedarf mit eisernen Platten ausgesetzt sind und gekühlt werden können, wird das Ammonkarbonat in einer grossen gusseisernen Schale, die mit Rührwerk versehen ist, mit dem eingangs gebildeten Natriumsilikofluorid in Soda und Ammon-
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silikofluorid umgesetzt, indem man Ammonkarbonat und Natriumsilikofluorid in Gegenwart von Wasser bei einer Temperatur von 80 C aufeinander einwirken lässt.
Die erhaltene Soda ist ausserordentlich rein. Neben dem Chlornatrium ist der kohlensaure Kalk der einzige Rohstoff, der in den Prozess einzuführen ist.
11. Setzt man in der in Beispiel 1 angegebenen Weise Ammoniumborfluorid mit Chlorkalium um, so werden zunächst Chlorammonium, das fortsublimiert, und als fester Rüekstand Kaliumborfluorid gewonnen. Das Chlorammonium gibt alsdann beim Erhitzen mit kohlensaurem Kalk Chlorkalzium und Ammonkarbonat, wie zuvor beschrieben ; letzteres gibt beim Umsatz mit dem in der ersten Stufe des Prozesses anfallenden Kaliumborfluorid sehr reine Pottasehe, während das gleichzeitig entstehende Ammoniumborfluorid wieder in den Prozess eingeführt wird.
III. Die Darstellung eines Erdalkalisalzes nach dem vorliegenden Verfahren ergibt sich aus folgenden Formeln :
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In der ersten Stufe gewinnt man aus Ammoniumfluorid und Bariumchlorid festes Bariumfluorid nebst Chlorammon. Diese Verbindung setzt man mit Kalziumnitrat in einem zweiten Ofen um, wobei Chlorkalzium und Ammoniumnitrat erhalten werden. Das wie zuvor beschrieben gereinigte Ammoniumnitrat gibt alsdann beim Erhitzen mit dem zunächst entstandenen Bariumfluorid festes Bariumnitrat und Ammoniumfluorid, das von neuem in den Prozess eingeführt wird.
Das Bariumnitrat ist sofort in der anfallenden Form ohne jede weitere Behandlung gebrauchsfertig. Es braucht also nicht einmal filtriert oder ausgewaschen zu werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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Karbonaten usw. der Erden oder Erdalkalien das Ammonsalz der gewünschten Säure erhalten und dieses mit dem in der ersten Stufe nebenher gebildeten Fluorid zu dem eigentlich erstrebten Salz und dem zur Einleitung des Verfahrens benötigten Ammoniumfluorid umgesetzt wird.