CH197867A - Verfahren zur Herstellung von hochprozentigem, wasserarmem Kalksalpeter. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von hochprozentigem,     Wasserar        mem        Nalksalpeter.       Das vorliegende Verfahren (Erfinder: Dr.  Emil     Lüscher    in Basel) betrifft die Herstel  lung eines hochprozentigen, wasserarmen  Kalksalpeters.  



  Die Herstellung eines solchen, zum Bei  spiel 0-15 %: Wasser enthaltenden Produktes  durch Verfestigung entsprechend konzen  trierter Lösungen bietet gewisse Schwierig  keit, weil     beim    Eindampfen von     Calcium-          nitratlösungen    von Konzentrationen von  <B>7,8,:5%</B>     Ca(NOs)s    an     aufwärts        festes,        anhy-          drisches    Salz ausgeschieden wird, wodurch  die Viskosität der Lösung     bezw.    Suspension  rasch erhöht wird.

   Zur Herstellung höher  konzentrierter     Kalksalpeterlösungen    verwen  det man infolgedessen das Verfahren ver  teuernde Spezialapparate.  



  Nach vorliegender Erfindung -wird was  serarmer,     hochprozentiger,    zum Beispiel 85  bis 98%iger, für Düngezwecke     geeigneter     Kalksalpeter dadurch gewonnen, dass man  eine gesättigte, etwa 78,5 %     ige    Calciumnitrat-         lösung    bei erhöhter Temperatur, zum Beispiel  bei 120 bis 150  ,     vorteilhaft    im Vakuum und       unter    langsamem Rühren, so langsam weiter  entwässert, dass das sich ausscheidende an  hydrische     Calciumnitrat        in    grobkristalliner  Form anfällt, worauf man dieses in der  Hitze, zum Beispiel bei     Temperaturen    von       1110-140',

      von     edier        unveränderten,        etwa          78,5%        Ca(N03);    enthaltenden Mutterlauge,  zum Beispiel durch     Filtration    oder     Sedimen-          tation,    trennt.  



  Wenn man     Calciumnitratlösungen    in der  in der     Technik        üblichen    Weise auf zum Bei  spiel 80-85 %     ige    Schmelzen konzentriert, so  scheidet sich     anhydrisches        Calciumnitrat    in  so feinkristalliner Form aus, dass     eine    Tren  nung desselben von der hochviskosen Mutter  lauge praktisch kaum durchführbar ist.

   In  folge der geringen     Kristallisationstendenz    des       anhydrischen        Calciumnitrates    war es bisher  noch nicht gelungen, dasselbe aus hochvis  kosen konzentrierten     Calciumnitratlösungen         in grobkristalliner Form auszuscheiden und  dann von der Mutterlauge abzutrennen. Man  stellte das     anhydrische    Salz meistens durch  vollständiges Eindampfen der     Calciumnitrat-          schmelze    her, wobei jedoch das Salz in mehl  feiner, an der Luft leicht schmierig werden  der Form anfällt und für Düngezwecke un  brauchbar ist.  



  Die     Anmelderin    hat sich die Aufgabe ge  stellt,     anhydrisches        Calciumnitrat    in grob  kristalliner, von der viskosen Mutterlauge  gut     abtrennbarer    Form zur Ausscheidung zu  bringen. Dies kann, wie gefunden wurde,  zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass  man konzentrierte, zum Beispiel<B>78,5</B> bis  79%ige     Calciumnitratlösungen        einem    lang  samen, zum Beispiel mehrere Stunden dauern  den Konzentrationsvorgang bei geeigneten  höheren Temperaturen, zum Beispiel 120 bis  <B>1-50',</B> unterwirft. Hierbei wachsen die Kri  stalle zu grobkristallinen Gebilden auf Ko  sten der Lösung, welche bei gleichbleibender  Konzentration mengenmässig abnimmt.

   Nach  Ausscheidung einer genügenden Menge von  grobkristallinem Salz, zum Beispiel 30 bis  <B>55%</B> des     vorhandenen        Ca(N03)2,    wird der  Vorgang abgebrochen und die     Kristalle    von  der heissen Mutterlauge, zum Beispiel bei  Temperaturen zwischen 140 und<B>110'</B> C ge  trennt. Durch mehr oder weniger weit  gehende Trennung des     Kristallisates    von der  Mutterlauge kann man Produkte von ge  wünschten Wassergehalten erzeugen.  



  Besonders günstig sind die Produkte.  welche     neben        grobkristallisiertem        anhydri-          schem        Caleiumnitrat        1Zutterlauge,    das heisst  zirka<B>79%</B>     Calciumnitrat    enthalten. Man  braucht in diesem Falle die     Kristalle    nur bis  zu der Grösse anwachsen zu lassen, welche  für die     Filtrierbarkeit    erforderlich ist.

   Beim  Erkalten schweisst die an den     Kriställchen     haftende Mutterlauge dieselben fest zusam  men, so dass man durch geeignete     Zerteilungs-          vorricUtungen    streufähige harte Körner er  hält.  



  Die Durchführung des     Konzentrations-          bezw.        Kristallisationsvorganges    erfolgt vor  teilhaft im Vakuum, zum Beispiel bei Tem-         peraturen    zwischen 120 und 130  . Durch  langsames Rühren kann man den     Kristalli-          sationsvorgang    begünstigen.  



  Wird auf die Herstellung grösserer Kri  stalle Wert gelegt, so kann man zeitweise  den     Kristallisationsvorgang    unterbrechen und  in bekannter Weise durch kurzes Aufwär  men auf höhere Temperatur als der     Kristal-          lisationstemperatur        entspricht,    den gegebe  nenfalls ausgeschiedenen feinkristallinen An  teil wieder in Lösung bringen, so dass nur  noch grössere Kristalle vorhanden sind. Da  durch wird die Abtrennung von der Mutter  lauge     erleichtert    und ein grösseres, gleich  mässiges Korn erzielt.  



  Der     Kristallisationsvorgang        kann    weiter  hin begünstigt werden durch Anwesenheit  von Salzen des Natriums, Kaliums, Magne  siums,     Guanidins    usw. Als sehr geeignetes       kristallisationsbegünstigendes    Mittel hat sich  unter anderem     Magnesiumnitrat    erwiesen,  durch dessen Anwesenheit erhebliche Mengen  von     anhydrischezn        Calciumnitrat    unter Er  höhung des Siedepunktes und Erniedrigung  der Viskosität der Schmelzen gelöst werden,  wodurch auch die Abtrennung der Kristalle  von der Mutterlauge erleichtert wird.  



  Die     kristallisationsbegünstigenden    Salze  können den     Kalksalpeterlösungen    in verschie  denen, gegebenenfalls durch     Vorversuche    zu  ermittelnden Mengen zugefügt werden. Bei  der Trennung des     Kristallisates    von der     Mu-          terlauge    bleibt die Hauptmenge der     kristalli-          sationsbegünstigenden    Salze in der Mutter  lauge, welche immer     wieder    in den Prozess  zurückgeführt werden kann, während in das       Kristallisat    nur der der mitgenommenen       Mutterlauge    entsprechende Teil des Salzes  übergeht.

   Durch Übergang eines Teils der  Salze in den     wasserarmen    Kalksalpeter kön  nen noch besondere Vorteile erzielt werden.  Es     hat    sich zum Beispiel     überraschenderweise     gezeigt, dass die durch Verarbeitung     magne-          siumhaltiger        Kalksalpeterschmelzen    erhält  lichen Produkte, welche neben grobkristal  linem     anhydrischem        Calciumnitrat    zirka  79 %     iges        Calciumnitrat    und geringe Mengen       Magnesiumnitrat    in feinzerteilter Form ent-      halten, an feuchter Luft selbst bei Aufnahme  erheblicher Wassermengen,

   zum Beispiel 10  und mehr, nicht oberflächlich     schmierig    wer  den,     wie    dies bei     reinem        bezw.    hochprozen  tigem,     feinkristallinem        Kalksalpeter-    bei ra  scher Feuchtigkeitsaufnahme gewöhnlich der  Fall ist.  



  Enthält die Ausgangslösung bereits ge  wisse Mengen von     kristallisationsbegünsti-          genden    Salzen, zum Beispiel durch Herstel  lung von     Calciumnitratlösungen    aus     magne-          siumhaltigem        Kalkgestein,    so kann gegebe  nenfalls auf besonderen Zusatz derartiger  Salze verzichtet werden. Der Kreislauf der  Mutterlauge kann hierbei     gegebenfalls    so ge  regelt werden, dass sich Zu- und Abgang der       kriställisationsbegünstigenden    Stoffe gerade  ausgleichen.  



  Die     Trennung    des     Kristallisates    von der  heissen     Mutterlauge    kann nach üblichen Me  thoden, wie     Filtrieren,    zum Beispiel auf  Planfiltern oder     rotierenden        Tauch-Saug-          Filtern,    Zentrifugieren, Dekantieren in     Dorr-          Eindickern,        Sedimentieren,    erfolgen.  



  Das Sedimentieren kann insbesondere bei  Herstellung weniger     konzentrierter    Produkte  von Vorteil sein. Man kann hierbei den Ein  dampfer über dem     Sedimentiergefäss    anord  nen, die im Eindampfer beheizte Schmelze  wird dabei dauernd     konzentriert,    während  das     ausgeschiedene        anhydrische    Salz nach  unten sinkt und sich     in    dem     Sedimentations-          gefäss    als Brei ansammelt, der von dort abge  lassen werden     kann.    Der Vorgang kann auch  kontinuierlich unter laufender Zufuhr der  Ausgangsstoffe,

   Abfuhr der Endstoffe und  Bewegung der Mutterlauge im Kreislauf  durchgeführt werden.  



  Die durch     Filtrieren,        Zentrifugieren,          Sedimentieren    und dergleichen Massnahmen  erhaltenen     Kristallisate        können    nach üblichen  Methoden auf feste     .Produkte    weiterverar  beitet werden, zum Beispiel durch mecha  nische     zerteilende    Behandlung     in    der Wärme  (zum Beispiel gemäss Schweizer Patenten  Nr.<B>157,959,</B> 166,866 und französischem Pa  tent Nr. 754,246). Weniger konzentrierte       Kristallisate    können nach dem Falltropfen-    verfahren (zum Beispiel nach D. R. P. Num  mer 287,307) oder durch     Verspritzen    verar  beitet werden.

   Hierbei kann gegebenenfalls  durch Wirkung eines Luftstromes oder durch  Vakuum eine weitere Konzentration mit  Hilfe des     Wärmeinhaltes    der noch heissen  Masse erfolgen.  



  Sämtliche nach diesem     Verfahren.    herge  stellten Produkte zeichnen sich durch     einen     Gehalt an- grobkristallinem     anhydrischem          Calciumnitrat    aus.    <I>Beispiel:

  </I>         Kalkstein        wird    in bekannter     Weise    in       Salpetersäure    gelöst und die Kalksalpeter  lösung durch Eindampfen     konzentriert.    Die  langsame     Verdampfung    und     Kristallisation     wird     in    einem Vakuumverdampfer bei kon  stanter Temperatur, zum Beispiel     etwa   <B>130'</B>  unter einem absoluten Druck von etwa  400 mm .     Hg    durchgeführt.

   Nach Über  schreiten der Sättigungsgrenze von 78,5       Ca(N0,)2    erfolgt die Ausscheidung des     an-          hydrischen        Caleiumnitrates.    Die Verdampfung  wird fortgeführt, bis etwa 40% des vorhan  denen     Ca(N03),    in grobkristallinischer Form  ausgeschieden sind.  



  Der erhaltene     Kristallbrei,    welcher sich  aus     etwa    40% an festem     anhydrischem          Cä(N03),    und 60%     Ca(N03)2    in Form einer  7 8,5 %     igen    Lauge zusammensetzt, wird nach  Abkühlung auf etwa 110   auf einem Plan  filter filtriert. Der Filterkuchen, welcher  etwa 92 %     anhydrisches        Calciumnitrat    ent  hält, wird zweckmässig in noch heissem       san,dig-pastöis m.    Zustand in     Körnerform     übergeführt.

   Dies kann zum Beispiel dadurch  geschehen, dass man die     sandig-pastöse    Masse  direkt vor dem Erstarren, zum Beispiel bei  40 bis 50   C einer     zerteilenden        Behandlung          in        einer    mit     Zerkleinerungsorganen    ausge  rüsteten Trommel     unterwirft,    wobei der war  men     Calciumnitratmasse    zweckmässig gekühl  ter, bei der Zerteilung vorher angefallener  Staub zugegeben wird. Man erhält einen kör  nigen, gut lagerfähigen Kalksalpeter mit  etwa 15,7 % N.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von hochpro- zentigem, wass -erarmem Kalksalpeter durch Eindampfen von Calciumnitratlösungen, da durch gekennzeichnet, dass man eine gesät tigte, etwa 78,5 %ige Calciumnitratlösung bei erhöhter Temperatur so langsam weiter entwässert, dass das sich ausscheidende an- hydrische Calciumnitrat in grobkristalliner Form anfällt, worauf man dieses in der Hitze von der unveränderten, etwa 78,

   5 % Ca(N03)= enthaltenden Mutterlauge trennt. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die langsame Ent wässerung der Lösung im Vakuum statt findet. 2. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die langsame Entwässerung der Lö sung unter langsamem Rühren bei Tem peraturen von 120 bis 150 C stattfindet. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass man die Mutterlauge von dem ausgeschiedenen Salz bei Tempera turen von 110 bis 140 C trennt. 4. Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass man die Mutterlauge von dem ausgeschiedenen Salz durch Filtra tion trennt. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass man die Mutterlauge von dem ausgeschiedenen Salz durch Sedi- mentation trennt. 6. Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Kristallisationsvorgang in Gegenwart von die Abscheidung des anhydrischen Calciumnitrates in grob kristalliner Form begünstigenden Stof fen durchgeführt wird. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 bis 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die Abschei- dung des anhydrischen Calciumnitrates in Gegenwart von Magnesiumnitrat durchführt. B. Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 bis 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kristallisations- vorga.ng unterbrochen und durch kurzes Aufwärmen auf höhere Temperatur aus geschiedene Feinkristalle wieder in Lö sung gebracht werden. 9.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 bis 3, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass man dem bei der langsamen Entwässerung erhaltenen Kri stallbrei nur einen Teil der Mutterlauge entzieht und den verbleibenden, neben grobkristallinem anhydrischem Salz noch Mutterlauge enthaltenden Rest durch Abkühlung zum Erstarren bringt. 10.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 bis 3, 6-8, dadurch ge kennzeichnet, dass man dem bei der Ent wässerung erhaltenen Kristallbrei nur einen Teil der neben etwa 78,5 Ca(NO..), noch eine geringe Menge von Magnesiumnitrat enthaltenden Mutter lauge entzieht und den verbleibenden, neben grobkristallinem anhydrischem Salz noch Mutterlauge enthaltenden Rest durch Abkühlung zum Erstarren bringt.