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Verfahren zur Herstellung von Ammoniumchlorid
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Ammoniumchlorid aus den
Ablaugen des Ammoniak-Soda-Verfahrens, wobei bessere Ausbeuten als bei den bisher bekannten Ver- fahren erhalten werden.
Bei dem gewöhnlichen Ammoniaksoda-Verfahren zur Herstellung von Ätznatron wird ein Punkt er- reicht, bei welchem die Karbonatisierungstürme ein Magma enthalten, welches aus Natriumhydrogen- karbonat besteht, das in einer Lauge (später als Turmlauge bezeichnet) suspendiert ist, die vorwiegend
Ammoniumchlorid und Natriumchlorid gelöst enthält. Dieses Magma wird abfiltriert und die Lauge wird in das Verfahren rückgeführt, um mit Kalkmilch zwecks Erhalt des Ammoniaks aus dem Ammoniumchlorid behandelt zu werden.
Soll anderseits das Ammoniumchlorid als solches isoliert werden, wird ein Teil der
Turmlauge, anstatt mit Kalkmilch behandelt zu werden, mit einer etwa 25% igen Lösung von Ammoniak in Wasser behandelt und gewöhnlich auf eine höhere Temperatur, etwa auf 35-40 0 C, erhitzt und sodann bei dieser Temperatur mit Natriumchlorid durch Zusatz von festem Salz gesättigt. Nachher wird diese mit Salz und Ammoniak versetzte Lauge auf eine Temperatur zwischen -10 und -12 0 C abgekühlt, wobei Ammoniumchlorid auskristallisiert, das Natriumchlorid jedoch in Lösung bleibt, da bei der normalen Durchführung dieses Verfahrens die Mutterlauge bei dieser Temperatur hinsichtlich Natriumchlorid ungesättigt ist.
Es wurde nun gefunden, dass, wenn innerhalb gewisser Grenzen ein Überschuss an Natriumchlorid gegen- über der für die Sättigung bei der höheren Temperatur erforderliche Menge der mit Ammoniak versetzten Lösung zugesetzt wird, bei der nachfolgenden Abkühlung des resultierenden Magmas von Natriumchlorid und mit Ammoniak versetzter Turmlauge mehr des in dieser gelösten Ammoniumchlorids auskristallisiert, während gleichzeitig das überschüssige Natriumchlorid in Lösung geht. Das unerwartete und überraschende Merkmal des Verfahrens ist darin zu erblicken, dass, wenn das Natriumchlorid in Lösung geht, während gleichzeitig das Ammoniumchlorid ausfällt, das Natriumchlorid letzteres nicht verunreinigt. Das Verfahren bringt den Vorteil mit sich, dass gegenüber dem bekannten Verfahren eine um etwa 20% grössere Ausbeute erhalten wird.
Um dieses Ergebnis zu erreichen, muss eine obere Grenze des der mit Ammoniak versetzten Lauge bei der höheren Temperatur zuzusetzenden Natriumchloridüberschusses beachtet werden, wenn reines Ammoniumchlorid erhalten werden soll. Geht man über diese Grenze hinaus, wobei gleichfalls höhere Ausbeuten an Ammoniumchlorid erhalten werden, so muss man eine Verunreinigung mit Natriumchlorid in Kauf nehmen.
Es wurde gefunden, dass diese Grenze etwa bei 5 Gew.-Teilen Natriumchlorid je 100 Gew.-Teile mit Ammoniak versetzter, bei der höheren Temperatur mit Natriumchlorid gesättigter Turmlauge liegt. Bei und unterhalb dieser Grenze enthält das erzeugte Ammoniumchlorid weniger als 0, 25% Natriumchlorid ; dies ist ein annehmbarer Wert für technisches Ammoniumchlorid von guter Qualität.
Demnach ist das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Ammoniumchlorid aus der Turmlauge des vorerwähnten Ammoniak-Soda-Verfahrens, welcher Lauge Ammoniak und Natriumchlorid bei einer höheren Temperatur zugesetzt wird und welche sodann auf eine niedrigere Temperatur abgekühlt wird, wonach das auskristallisierte Ammoniumchlorid abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Natriumchlorid, die bei der höheren Temperatur zugesetzt wird, die für die Sättigung bei der höheren Temperatur der mit Ammoniak versetzten Turmlauge erforderliche Natriumchloridmenge übersteigt, jedoch um nicht mehr als 5 Gew.-Teile Natriumchlorid je 100 Gew.-Teile der mit Ammoniak versetzten und bei der höheren Temperatur mit Natriumchlorid gesättigten Turmlauge.
Vor der Vornahme des Natriumchloridzusatzes wird die mit Ammoniak versetzte Turmlauge gewöhnlich auf 35-400 C erhitzt, jedoch kann die Erhitzungsstufe gegebenenfalls entfallen und das Natriumchlorid direkt nach dem Ammoniakzusatz, also bei 15-20 C, zugegeben werden. Im letzteren Falle kann gegebenenfalls merklich weniger Natriumchloridüberschuss angewandt werden.
Beispielsweise kann so verfahren werden, dass das gesamte, bei 15-20 C zugegene Natriumchlorid etwa gleich der Menge ist, die zur Sättigung der mit Ammoniak versetzten Lauge bei 35-40 C erforderlich wäre, wobei die durchschnitt-
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liche Zusammensetzung des Magmas bei 15-20 C etwa oder annähernd dieselbe ist, als die einer klaren, mit Ammoniak versetzten und mit Natriumchlorid bei 35-40 C gesättigten Lauge.
Es ist jedoch nicht erforderlich, bei 15-20 C weniger Natriumchlorid zuzusetzen und falls es die Produktionserfordernisse verlangen, so ist kein Grund vorhanden, das Natriumchlorid bei dieser Temperatur nicht in dem Überschuss zuzusetzen, der zur Sättigung der mit Ammoniak versetzten Lauge bei den höheren Temperaturen erforderlich ist, vorausgesetzt natürlich, dass die obere Grenze von 5 Gew.-Teilen Natriumchlorid je 100 Gew.Teile mit Ammoniak versetzter und mit NaCl gesättigter Lauge nicht überschritten wird. Ein Vorteil des Weglassens der Erhitzungsstufe liegt darin, dass die Belastung der Kühlanlage bei der nachfolgenden Kühlung des Systems reduziert wird.
Durch folgende Beispiele wird die Erfindung, ohne Beschränkung hierauf, näher erläutert.
Beispiel l : Bei diesem Beispiel wurde kein zusätzliches NaCl beigegeben, die Angaben beziehen sich folglich auf die herkömmliche Verfahrensweise. Die Zusammensetzung der mit Ammoniak versetzten und mit Natriumchlorid bei 35 C gesättigten Turmlauge ist in Spalte 1 angegeben, die derselben Lauge nach dem Abkühlen auf-11 C in Spalte 11.
EMI2.1
<tb>
<tb>
(1) <SEP> (11)
<tb> NH3 <SEP> 3, <SEP> 16 <SEP> Gew.-% <SEP> 3, <SEP> 51 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> COz <SEP> 3, <SEP> 27 <SEP> Gew.-% <SEP> 5, <SEP> 64 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> NaC1 <SEP> 15, <SEP> 71 <SEP> Gew.-% <SEP> 17, <SEP> 2 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> NH4Cl <SEP> 14, <SEP> 30 <SEP> Gew.-% <SEP> 5, <SEP> 64 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> HO <SEP> 63, <SEP> 60 <SEP> Gew.-% <SEP> 69, <SEP> 90 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb>
Die Ausbeute an Ammoniumchlorid in Gramm je 100 g mit Ammoniak versetzter und mit NaCl bei 35 C gesättigter Turmlauge betrug 9, 2 g.
Beispiel 2 : In diesem Beispiel wurde Natriumchlorid in einer Menge von 3 g je 100 g zu einer mit Ammoniak versetzten und bei 35 C mit NaC1 gesättigten Turmlauge, die dieselbe Zusammensetzung (1) wie gemäss Beispiel 1 hatte, zugegeben. Nach dem Abkühlen auf-11 C hatte die Lauge folgende Zusammensetzung :
EMI2.2
<tb>
<tb> NHg <SEP> 3, <SEP> 42 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> CO2 <SEP> 3, <SEP> 62 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> NaG <SEP> 20, <SEP> 1 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> NH4Cl <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> H2u <SEP> 68, <SEP> 8 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb>
EMI2.3
EMI2.4
<tb>
<tb>
6(1) <SEP> (11) <SEP> (111)
<tb> NH3 <SEP> 2, <SEP> 95 <SEP> Gew.-% <SEP> 3, <SEP> 18 <SEP> Gew.-% <SEP> 3, <SEP> 51 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> CO2 <SEP> 3, <SEP> 65 <SEP> Gew.-% <SEP> 4, <SEP> 04 <SEP> Gew.-% <SEP> 3, <SEP> 64 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> NaC1 <SEP> 15, <SEP> 60 <SEP> Gew.-% <SEP> 17, <SEP> 30 <SEP> Gew.-% <SEP> 17, <SEP> 20 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> NH4Cl <SEP> 14, <SEP> 70 <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> 5, <SEP> 49 <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> 5, <SEP> 64 <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP>
<tb> H <SEP> : <SEP> 0 <SEP> 63, <SEP> 00 <SEP> Gew.-% <SEP> 70, <SEP> 00 <SEP> Gew.-% <SEP> 70, <SEP> 00 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb>
EMI2.5