AT117018B - Verfahren zur Herstellung eines Doppelsalzes aus Kalziumnitrat und Ammoniumsulfat. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung eines Doppelsalzes aus   Kalziumnitrat   und Ammoniumsulfat. 



   Salpetersaures Kalzium ist bekanntlich in hohem Masse hygroskopisch, so dass dessen Aufbewahrung in Silos oder sonstigen der-Einwirkung der stets mehr oder minder feuchten Luft ausgesetzten Lagern unmöglich ist. Desgleichen ist es nicht angängig, für   Lagerungs-oder Transportzwecke   das salpetersaure Kalzium in Säcken zu verpacken ; man muss Fässer aus Holz oder häufiger aus Eisen verwenden. die verhältnismässig teuer sind. 



   Basisches salpetersaures Kalzium ist ebenfalls ein im Handel sehr bekanntes Produkt ; es soll als Ersatz für das normale salpetersaure Kalzium dienen. Da es aber einen Kalküberschuss enthält, so ist sein Gehalt an Stickstoff niedriger,   ohne dass es hinsichtlich der Hygroskopizität gegenüberdem   neutralen   salpetersauren   Kalzium besondere Vorteile bieten wurde. 



   Es wurde nun gefunden, dass ein neues Produkt in folgender Weise gewonnen werden kann :
1. Wenn man wasserfreies salpetersaures Kalzium mit Ammoniumsulfat (beide in pulverisiertem Zustand oder auch in gekörntem Zustand oder in nicht allzufreien Kristallen) und mit geringen Mengen Wassers vermischt, so bemerkt man eine mehr oder weniger rasche Änderung des Aussehens des sich erhitzenden Gemisches ; das Wasser wird aufgenommen und nach kurzer Zeit hat das Produkt jedes Anzeichen von Feuchtigkeit verloren und ist staubförmig oder grobkörnig geworden. 



   2. Wenn man wasserfreies (kalziniertes) salpetersaures Kalzium mit Ammoniumsulfat mischt, so kann das Gemisch der feuchten Luft oder einem Luft-Wasserdampfstrom oder sogar einem Wasserdampfstrom ausgesetzt werden ; das auf diese Weise in   Berührung   mit den pulverisierten festen Salzen gebrachte, 
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 flüssigem Zustand von letzterem aufgenommen wird. 



   3. Wenn an Stelle von wasserfreiem salpetersaurem Kalzium kristallisiertes Salz benutzt wird, wie es aus einer genügend konzentrierten wässerigen Lösung gewonnen werden kann (bei entsprechender Führung der Operation erhält man ein Salz, welches der Formel Ca (NO3)   a.     4 HaO entsprirht),   so kann es ohne Wasserzusatz mit dem Ammoniumsulfat vermengt werden. 



   4. Ein solches hydratisiertes salpersaures Kalzium kann selbstverständlich auch in der Weise gewonnen werden, dass man eine wässerige Lösung salpetersauren Kalziums bis auf eine Konzentration von ungefähr   70%   eindampft, dann abkühlen und erstarren lässt, um das Produkt nachher mehr oder minder grob zu mahlen, mit dem Ammoniumsulfat zu vermischen und mit letzterem reagieren zu lassen. Man kann auch das Ammoniumsulfat dem Salz, während es sich noch in geschmolzenem Zustand befindet, zusetzen und die ganze Masse abkühlen lassen : nach kurzer Zeit nimmt sie ein körniges Aussehen an. 



   Umgekehrt kann man auch von mit derselben Menge Wasser gemischtem Ammoniumsulfat ausgehen und die Masse mit wasserfreiem salpetersaurem Kalzium behandeln. 



   In den Fällen 1 und 2 darf die Wassermenge höchstens im Verhältnis von zwei Molekülen   HO   für 
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 verloren hat, in feuchter Luft hygroskopisch zu sein, wie weiter unten ausführlicher auseinandergesetzt   werden wird. wird.   



   In den Fällen 3 und 4 muss das aus der ersten Reaktion der zwei Komponenten entstehende Produkt getrocknet werden, bis zur Verdampfung oder Entfernung einer Wassermenge, welche wenigstens zwei 

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   H,     Molekülen für   jedes Ca.   (N0, 3) 2 Molekül entspricht. Auch   in den Fällen 1 und 2 muss man in derselben - Weise vorgehen, wenn man einen   Wasserübersehuss   verwendet. 



   5. Verdampft man bis zu dem Punkt, dass man eine wässerige Lösung oder Schmelze bekommt. welche bei Beginn der Kristallisation nicht mehr als 18% Wasser oder weniger enthält, so ergibt eine solche 
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Auch dieses Produkt kann mit dem Ammoniumsulfat gemischt werden und mit demselben reagieren, die Reaktion beansprucht aber eine längere Zeit als bei Verwendung   wasserreicheren   Nitrates. Man kann die Reaktion jedoch dadurch beschleunigen, dass man die Masse eine gewisse Zeit lang erhitzt, aber weder 
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 oder Schmelze verwendet. 



   6. Sollte das verwendete salpetersaure Kalzium nicht durch Kristallisation aus einer wässerigen Lösung, sondern, wie es in vielen Fabriken der Fall ist, durch Adsorption der Stickstoff oxyde seitens des Kalks hergestellt worden sein, so kann dasselbe freien Kalk   CaO   enthalten ;   CaO   und CaC03 sind im gewöhnlichen basischen Kalziumnitrat des Handels vorhanden. 



   Um das Salz in diesem Falle gebrauchen zu können, muss   man zunächst   die Oxyde und eventuell die   Karbonate durch Behandlung mit Salpetersäure in Nitrat umwandeln. Bei diesem Vorgang wird Wasser   einmal durch die Salpetersäure selbst zugeführt und dann auch bei der Reaktion erzeugt, u. zw. in mehr oder minder ausreichender Menge je nach der Konzentration der Säure und je nach der   Säuremenge,   die erforderlich ist, um den basischen Charakter des Salzes aufzuheben. 
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 dem Gewichtsverhältnis 1 : 0.66 entsprechen.

   Man würde daher denken, dass bei der Bereitung des Salzgemisches dieses Verhältnis eingehalten werden sollte, nämlich höchstens zirka 60% zweimal hydratisiertes Nitrat und   40%   Sulfat, um ein Produkt zu erzielen, das wenig hygroskopisch und wirklich und ausschliesslich das gewünschte Doppelsalz ist. Hingegen wurde aber gefunden, was nicht leicht zu vermuten war, dass selbst ein mehr als   60%   Nitrat enthaltendes Produkt (z. B. ein Produkt mit 65-70% Nitrat und 35-30% Sulfat) stets die Eigenschaft der geringen Hygroskopizität bewahrt, wenigstens dem gewöhnlichen Kalziumnitrat gegenüber. Um so eher kann man niedrigere Nitratmengen verwenden. 



   Das zur Verwendung kommende Nitrat kann das gewöhnliche Nitrat des Handels sein, welches oft einige Prozente H2O und H2SO4 enthält. 



   In der deutschen Patentschrift Nr. 421. 331 ist die Herstellung eines Produktes aus einem   Äqui-   valent Kalziumnitrat und wenigstens zwei Äquivalenten Ammoniumsulfat besehrieben. In dieser Literaturstelle wird behauptet, dass das Produkt, welches entsteht, wenn man die Bestandteile des Gemisches in zu den Molekularverhältnissen äquivalenten Verhältnissen aufeinander reagieren lässt. noch sehr hygroskopisch ist. Das mag für das Produkt, welches man bei Verwendung von Kalziumnitrat mit   dz   gewinnt, zutreffen, dessen Stickstoffgehalt zirka   12%   ist ein solches Nitrat ist in der Patentschrift angeführt und daher in Betracht gezogen. 



   Hingegen wurde die überraschende Feststellung gemacht, und hierin liegt das Wesen der Erfindung, dass das aus kristallisiertem Kalziumnitrat mit höchstens 2 H20 gewonnene Produkt sich in ganz anderer Weise verhält. Es handelt sich im vorliegenden Falle um keines der Produkte, die man aus einem Molekül Ca   (NOS) 2.   4 H20 mit zwei oder mehreren   Molekülen (NHJ SO   gewinnt, sondern im allgemeinen um die Produkte, welche aus einem Molekül Ca   (NO3) 2   mit höchstens zwei Molekülen H20 und mit verschiedenen Mengen   (NH4h   S04 erhalten werden können. 



   Es wird ferner bemerkt, dass gemäss der Erfindung bei Anwendung von Ca   (N03)   2. 4 H2O, wie in den Fällen 3 und 4, sich das Verfahren nicht darauf   beschränkt,   dieses Salz mit Sulfat reagieren zu lassen,   sondern das Produkt getrocknet wird, bis wenigstens zwei Wassermoleküle entfernt worden sind. Hiedurch   wird bestätigt, dass sich das vorliegende Verfahren von dem in der deutschen Patentschrift Nr. 421.331 beschriebenen scharf unterscheidet und dass gemäss der Erfindung ein anderes Produkt gewonnen wird. 



  Wenn bei der Operation nach den Beispielen l und 2 mehr Wasser zugesetzt werden sollte, als vier Molekülen entspricht (oder weniger als vier Moleküle, aber zu rasch und ohne zu rühren, somit ohne dem Wasser Zeit und Wege zu lassen, um zu reagieren und allmählich gebunden zu werden), würde ein Teil der Salze in Lösung übergehen und zu der Umsetzung
Ca   (NO.),     + (NH SO   = Ca 804 + 2 NH4   NO, 3   Veranlassung geben. Das Endergebnis wäre ein Produkt, welches von dem im vorliegenden Verfahren bezweckten ganz verschieden ist, d. h. ein Gemisch und nicht ein Doppelsalz ; eine nachträgliche Verdampfung (Trocknung) des Wasserüberschusses würde in diesem Falle keinen Nutzen bringen. 



   Das Ammoniumsulfat kann durch   Mono-oder Biammoniumphosphat   ersetzt werden. Die Doppelsalze aus Kalziumnitrat mit Ammoniumsulfat oder Ammoniumphosphat lassen sich mit Kalziumsalzen mischen, um komplexe Düngemittel zu erzeugen, sowie mit Ammoniumnitrat, um den Stickstoffgehalt zu steigern, oder mit Harnstoff zu demselben Zweck.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung eines Doppelsalzes aus Kalziumnitrat und Ammoniumsulfat. welches nicht hygroskopisch oder weniger hygroskopisch ist als das ursprüngliche Kalziumnitrat, dadurch gekennzeichnet, dass man Kalziumnitrat und Ammoniumsulfat, zweckmässig in äquimolekularen Mengenverhältnissen, in Gegenwart von solchen Wassermengen miteinander reagieren lässt, dass maximal auf ein Molekül Ca (NOS) 2 vier Moleküle Wasser entfallen, wobei man einen allfälligen Überschuss an Wasser über das Verhältnis von zwei Molekülen Wasser zu einem Molekül Ca (NO3) 2 aus dem Reaktionsprodukt durch Trocknen entfernt.

   2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch l und 2. dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser in flüssigem Zustand in das Verfahren eingeführt wird, indem es entweder dem Gemisch der pulverisierten und wasserfreien Salze, oder einem der Bestandteile zugesetzt wird, oder indem man die wässerigen Lösungen des einen oder der beiden Salze nicht vollständig verdampft oder indem man den einen oder den andern oder beide Bestandteile nicht vollständig trocknet.

   3. Ausführungsform des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser in Form von Dampf, entweder allein oder mit Luft gemischt, bzw. in Form atmosphärischer Feuchtigkeit zur Verwendung gelangt.

   4. Ausführungsform des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser in der Form von Kristallisationswasser des Kalziumnitrats zur Verwendung gelangt, unter EMI3.1 man ausgehend von basische Oxyde und Erdalkalikarbonate enthaltendem Kalziumnitrat dieses zunächst mit Salpetersäure behandelt, zweeks Umwandlung in neutrales oder schwach alkalisches Nitrat, und dann mit Ammoniumsulfat reagieren lässt.

   6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man an Stelle von Ammoniumsulfat Ammoniumphosphat verwendet.