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Verfahren zur Herstellung von Natriumbichromat.
Es ist bekannt, zwecks Herstellung von Natriumbichromat eine Chromatlauge bei Temperaturen bis zu etwa 300 mit Kohlensäure zu behandeln, das sich ausscheidende Natriumbicarbonat von der Bi- chromatlauge zu trennen und gegebenenfalls auf letztere nach dem Eindampfen nochmals unter denselben Bedingungen Kohlensäure einwirken zu lassen. Ferner ist bekannt, dass die Umsetzung vom Kohlensäuredruek und von der Konzentration der Chromatlösung abhängig ist, u. zw. in dem Sinne, dass mit zunehmendem Druck und zunehmender Chromatkonzentration die Ausbeute an Bichromat steigt.
Die verschiedenen Vorschläge, die auf Grund dieser Erkenntnis gemacht wurden, um Natrium- bichromat mit Hilfe von Kohlensäure unter erhöhtem Druck gewerbsmässig herzustellen, haben keinen praktischen Erfolg gehabt. Der Grund hiefür ist darin zu suchen, dass einerseits beim Einhalten der gegebenen Arbeitsvorschriften die Geschwindigkeit der Umsetzung zu gering, unter Umständen auch der erreichbare Umsetzungsgrad zu niedrig ist, und dass anderseits das als Nebenprodukt entstandene Natriumbicarbonat in schleimiger Beschaffenheit anfällt und sich nur mit grösster Schwierigkeit von der Biehromatlösung trennen lässt.
Wie gefunden wurde, lassen sich die geschilderten Nachteile durch Einhaltung einer genügend
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meiden. Die Anwendung solcher Temperaturen ist aus theoretischen Gründen von den früheren Bearbeitern des Gegenstandes für unzweckmässig gehalten worden ; um so überraschen der ist die Beob- achtung, dass gerade diese Bedingung für die technische Durchführbarkeit der Reaktion von ausschlaggebender Bedeutung ist.
Die Abhängigkeit der Ausbeute von der Konzentration der Chromatlösung ist bekannt. Infolge der begrenzten Löslichkeit des Natriummonochromats ist es jedoch nicht möglich, von vonherein so konzentrierte Lösungen anzuwenden, dass bei der Anwendung praktisch in Betracht kommender Kohlensäuredrucke eine vollkommene Umsetzung erzielt wird.
Es empfiehlt sich deshalb, in zwei Stufen zu arbeiten, in der Weise, dass zunächst eine konzentrierte Natriumehromatlösung mit Kohlensäure unter den oben angegebenen Bedingungen umgesetzt wird ; man filtriert sodann das entstandene Natriumbicarbonat ab und konzentriert das nunmehr in der Hauptsache Natriumbichromat n 1ben wenig Monochromat enthaltende Filtrat bis zu einem Gehalt von etwa 800 g CrOg im Liter, worauf man es nochmals unter denselben Bedingungen der Temperatur und des Druckes mit Kohlensäure behandelt. Das Ergebnis ist eine praktisch vollkommene Umwandlung des gesamten Chromats in Biehromat.
Bei dem bekannten Verfahren zur Herstellung von Bichromat durch Einwirkung von Kohlensäure auf Lösungen, die die Chromsäure je zur Hälfte als Calcium- und als Alkalisalz enthalten, wird das Calcium als Carbonat gefällt, während das gesamte Alkali als Bichromat in der Lösung verbleibt. Demgegenüber geht das Verfahren dieser Erfindung von technisch kalkfreien Natriummonoehromatlösungen aus. Bei der Einwirkung von Kohlensäure wird infolgedessen Natriumbiearbonat gebildet. Für die Ausscheidung des Bicarbonats hat das Verfahren dieser Erfindung die oben erläuterten Vorzüge.
Bei dem bekannten Verfahren erfolgt das Eindampfen der Natriumehromatlosung zu dem Zweck, das Biehromat in fester Form auszuscheiden, während gemäss vorliegender Erfindung bei dem Eindampfen zwischen der ersten und zweiten Verfahrensstufe keine Ausscheidung von Bichromat stattfindet, sondern eine Anreicherung des noch nicht umgesetzten Natriummonoehromats in der Lösung bezweckt wird. Das bekannte Verfahren hat vor allem den Nachteil, dass die Herstellung einer die Chromsäure zur Hälfte
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als Calciumchromat enthaltenden Lösung beim Chromerzaufschluss nach dem Kalksodaverfahren praktisch nicht oder nur mit unbefriedigender Chromausbeute möglich ist.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, ammoniakalische Natriummonochromatlösungen zunächst mit soviel Kohlensäure zu behandeln, dass ungefähr die eine Hälfte der Chromsäure als Ammoniumchromat
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die Lösung von Natriumchromat und Ammonchromat unter gewöhnlichem oder erhöhtem Druck zum Sieden erhitzt. Dabei findet unter Entweichen des Ammoniaks die Bildung von Natriumbichromat statt.
Bei dem vorgeschlagenen* Verfahren entsteht also das Natriumbiehromat durch Umsetzung von Natriummonochromat mit Ammoniummonochromat und nicht wie bei dem Verfahren dieser Erfindung durch Umsetzung von Natriummonochromat mit Kohlensäure.
Beispiel :
Eine Natriummonochromatlösung, die im Liter 475 g CrOs enthält, wird bei 60-80 in einem druckfesten Rührgefäss mit Kohlensäure unter einem Partialdruek von 6-8 Atm. behandelt. Während der Reaktion wird die Lösung unter gleichbleibendem Kohlensäurepartialdruek im Verlauf von 1-2 Stunden auf zirka 20-300 abgekÜhlt. Der erreichbare Umsetzungsgrad des Monochromats zu Bichromat beträgt
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ist, und sodann erneut unter Rühren mit Kohlensäure unter den oben angegebenen Bedingungen behandelt.
Auch bei diesen hohen Konzentrationen der Lösung fällt das entstehende Natriumbicarbonat in gut filtrierbarer Form aus. Form aus.
-- PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Natriumbichromat durch Einwirkung von Kohlensäure unter erhöhtem Druck auf technisch kalkfreies Natriummonochromat, dadurch gekennzeichnet, dass man bei Temperaturen über 500 ¯arbeitet.