CH89408A - Verfahren zur Herstellung von Ammoniumperchlorat. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von     Ammoniumperehlorat.            Alnmoniumperchlorat,    das bei der     Iler-          stellung    von Sprengstoffen sowohl für mili  tärische als auch für friedliche Zwecke eine  sehr umfangreiche Verwendung gefunden  hat, wird wohl heute ausschliesslich nach  der Methode hergestellt, nach welcher Na  triumperchlorat mit     Ammoniumsulfat    um  gesetzt wird (Schwedisches Patent Nr. 29193).  



  Sucht man nun nach jener Methode das       Ammoniumperchlorat    mittelst Kristallisa  tion aus der Umsetzungsflüssigkeit auszu  scheiden, so fällt allerdings bei der Abküh  lung das Salz aus, aber bei einer gewissen       Temperatur    kristallisiert auch das entstan  dene Nebenprodukt, Natriumsulfat, und  nimmt 10 Moleküle Kristallwasser mit. In  folgedessen fällt eine neue Menge des     Am-          moniumperchlorates    aus, die in das Na  triumsulfat eingeschlossen     wird.    Es ist also  schwierig und noch dazu nur mit bedeuten  den Unkosten durchführbar, das     Ammo-          niumperchlorat    von dem Nebenprodukt, dem  Natriumsulfat, zu trennen.

   Diese in den  schon längst bekannten     Kristallisationsver-          hältnissen    des Natriumsulfates begründete    Erscheinung     1ä        sst    sich schon von vornherein  voraussehen.  



  Der grösste Teil des     AmmoniumPerch1o-          rats    kristallisiert schon vor Eintritt der Aus  scheidung des Natriumsulfats aus, und diese       Ausscheidung    beginnt bei Gegenwart des       Ammoniumperchlorats    wegen Übersätti  gungserscheinungen bei den üblichen     Ar--          beitsbediligungen    erst bei etwa     -%    26  C.

    Mai) begegnet daher keinen     Schwierigkeiten.     bei der Umsetzung     Ammoniumsulfat    zu be  nutzen, wenn man nur darauf acht gibt. das  auskristallisierte     Ammoniumperchlorat    bei  einer etwas höheren Temperatur als<B>26'</B> C  von     derMutterlauge    zu trennen Um das in der  Mutterlauge zurückgebliebene     Ammonium-          perclilorat    zu gewinnen, hat man die Lauge  mittelst     Kocliens    konzentriert, wobei wasser  freies Natriumsulfat ausgefällt wird und das       Ammoniumperchlora.t    aus der wiederum     ab-          gekühlten    Mutterlaue auskristallisiert.

   Das  so gewonnene     Ammoniumperchlorat    enthält  eine nur geringe Menge Natriumsulfat. In  der     fier        geschilderten    Weise lässt sich das       Amrnoniumperehlorat    quantitativ erhalten.      während zugleich das Natriumsulfat als Ne  benprodukt in wasserfreiem und von Am  moniak reinem Zustande gewonnen wird.  



  Wegen der Löslichkeitsverhältnisse kann  man bei der praktischen Ausführung des  Verfahrens zwei Wege gehen. Entweder  mischt man warme     A.mmoniumsulfat-    und       Natriumperchloratlösungen    -- eine davon  lässt sich jedoch auch durch das entspre  chende Salz in fester Form ersetzen - wor  auf bei der     Abkühlung        Ammoniumperchlo-          rat    auskristallisiert. Oder man arbeitet mit       gesättigten    kalten Lösungen. von denen eine  ebenfalls durch festes Salz ersetzt werden  kann.

   Dabei steigt wegen der bei der Um  setzung erzeugten Wärme die Temperatur  bei den üblichen Arbeitsbedingungen auf  35 bis 710' C, und der grösste Teil des ge  bildeten     Ammoniumperchlorats    fällt direkt  aus und kann von der Mutterlauge getrennt  werden, bevor deren Temperatur auf nahezu  <B>26'</B> C gefallen ist, das heisst bevor das Na  triumsulfat mit 1.0 Molekülen Kristallwasser  auszukristallisieren beginnt. In beiden Fäl  len erhält man eine Mutterlauge. die sich  durch Einkochen weiter bearbeiten lässt.  



  Indessen stösst man beim Einkochen der  Mutterlauge auf unerwartete Schwierig  keiten. So     ist    das     Ammoniumperchlorat     beim Kochen nicht völlig beständig, sondern  gibt etwas Ammoniak ab, während die da  bei freigewordene Überchlorsäure die  Wände des Kochgefässes stark angreift. so  fern es aus Metall besteht. Fast alle Metalle  bilden dabei leichtlösliche     Perchlorate.    wel  che die Lösung verunreinigen und     häufig;     schwer zu entfernen sind. Die Folge ist das  schnelle Abnutzen des Apparates und ein  unreines Produkt.

   Was aber in praktischer  Hinsicht eine noch grössere Rolle spielt, das  sind die grossen, durch die Löslichkeitsver  hältnisse des Natriumsulfats verursachten  Schwierigkeiten beim Kochen selbst, weil  bei steigender Temperatur die Löslichkeit  des Salzes abnimmt. In einem     Verdamp-          fungsapparat    wird nun die Flüssigkeit an  ihrer Berührungsfläche mit dem Heizkörper  stärker als an den andern Stellen erhitzt.    Gerade     liier    ist demnach die Löslichkeit, des       Natriumsulfats    am geringsten, weshalb es  sich an der Fläche des Heizkörpers in was  serfreier Form als harte Kruste absetzt. Da  aber dieses wasserfreie Salz die Wärme sehr  schlecht leitet, nimmt. die Wärmeübertra  gung sehr wesentlich ab.

   Will man daher  zum Beispiel in einem gewöhnlichen offenen  Gefässe eine     natriumsulfat-ammoniiimper-          chlorathalt.ige    Mutterlauge mittelst einer  Dampfschlange zum Eindampfen bringen,  so nimmt das anfangs recht lebhafte Kochen  bald ab, so dass nach einiger Zeit die Ver  dunstung nur sehr langsam von     statten    geht..  Dies ist ein sehr bedeutender Übelstand bei  der Herstellung in grossen Massen, da es den  Verbrauch des teuren     Heizmaterials    steigert  und einen kostspieligen und umfangreichen       Verdampfungsapparat    erheischt.  



  Die hier vorliegende Erfindung     bezweckt     nun die Beseitigung dieser Übelstände. Sie  beruht auf der Beobachtung, dass, wenn die  Mutterlaugen, die bei der     Ammoniumper-          chloratlierstellung    durch Umsetzen von Na  triumperchlorat durch     Ammoniumsulfat     nach Auskristallisieren des grössten Teils des  gebildeten     Ammoniumperchlorats        zuriick-          bleiben,    bei Temperaturen unter 100   C ein  gedampft werden, die Trennung des Na  triumsulfats aus den Laugen in viel gün  stigerer und viel wirtschaftlicher Weise er  zielt wird.

   Es fällt allerdings aus einer sol  chen Mutterlauge bei<B>801</B> C wesentlich we  niger Natriumsulfat aus als bei<B>1101</B> C. Da  bei fällt aber das Natriumsulfat bei Tempe  raturen unter     1001    C als     körnig-e.    kristal  linische Masse aus, die sich leicht ablöst.  und abfällt, zumal wenn man zugleich die  Flüssigkeit in     Bewegunhält.    Bei<B>110'</B> C  bildet sich dagegen, wie erwähnt. eine  harte, glatte Kruste. Ausserdem hat es sich  gezeigt, dass das     Ammoniumperchlorat    bei  Temperaturen unter<B>1001)</B> C praktisch nicht.

    zerfällt, weshalb Salzverlust.     Apparat.ab-          nutzung    und Unreinheit der Produkte     aus-          bleiben.    Zur Verhütung der oben     erwähn-          ten    Übelstände, welche einen regelrechten  Betrieb fast unmöglich machen. findet daher      nach dieser Erfindung das Eindampfen der  erwähnten Mutterlaugen bei Temperaturen  unter 100" C statt, wobei gewöhnlich mit  Vakuum arbeitende Apparate zu benutzen  sind. In diesem Falle lassen sich     erstaun-          liclierweisesogarVerdampfungsapparate    z. B.  aus Eisen benutzen, während bei höheren  Temperaturen nicht einmal Blei auf die  Dauer beständig ist.

   In der Praxis ist es nun  zweckmässig, die Verdampfung der Mutter  laugen bei etwa<B>60'</B> C beginnen zu lassen,  und mit     zunehmender    Konzentration des       Ammoniumperchlorats    die Temperatur der  Flüssigkeit zu steigern, so dass das Abzapfen  zum Beispiel bei etwa     80-851    C erfolgen  kann, und zwar alles zu dem     Zweck,    die  Verdampfung möglichst wirtschaftlich ren  tabel zu betreiben, damit sich so viel Na  triumsulfa.t wie möglich in wasserfreier  Form in einer einzigen Operation aus  scheide und zugleich die     Ammoniumper-          chloratlösung    die grösstmögliche Stärke ge  winne.

   Der bei     Vakuumeindampfen    er-    zeugte starke Kreislauf der Flüssigkeit trägt  ebenfalls zur Verhütung der Krustenbil  dung bei. Arbeitet man hiernach, dann geht  der ganze     Verdampfungsprozess    glatt und  ohne Schwierigkeit von statten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Ammo- niumperchlorat durch Umsetzung von Am moniumsulfat und Natriumperchlorat. da. durch gekennzeichnet, dass die nach Aus kristallisieren des grössten Teils des gebilde ten Ammoniumperchlorats aus der Umset. zungsflüssigheit verbleibenden Mutterlau gen bei Temperaturen unter 10011 C einge dampft werden.

   UNTERANSPRUCH: Verfahren gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet., dass das Eindampfen der Mutterlaugen bei<B>80-85'</B> C geschieht.