DE1197858B

DE1197858B - Use of ammonium chrome alum to reduce grain coarsening and caking of ammonium sulfate

Info

Publication number: DE1197858B
Application number: DED38274A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Martin Schultze; Dipl-Chem Dr Hans Severin; Dipl-Chem Dr Karl-Au Hoelscher; Dipl-Chem Dr Walter Naeser
Original assignee: Deutsche Solvay Werke GmbH
Current assignee: Cavity GmbH
Priority date: 1958-10-17
Filing date: 1958-10-17
Publication date: 1965-08-05

Description

Verwendung von Ammoniumchromalaun zur Verringerung der Komvergröberung und des Zusammenbackens von Ammoniumsulfat Die Lagerung unter wechselnden Feuchtigkeits-und/oder Temperaturbedingungen hat häufig ungünstige Auswirkungen auf die Beschaffenheit wasserlöslicher kristalliner Stoffe. Insbesondere ändert sich dabei die Körnung bzw. Korngrößenverteilung unter Zunahme des Anteils an gröberem Korn, wodurch ein Verwachsen der Kristalle und Zusammenbacken eintritt. Ebenso wie das Zusammenbacken sind auch seine Vorstufen, d. h. die allmählichen Änderungen der Korngrößen und der Siebcharakteristik in den meisten Fällen unerwünscht. Das gilt insbesondere dann, wenn die betreffenden Stoffe zur Weiterverarbeitung in Lösung gebracht werden sollen, da sich bekanntermaßen die Lösegeschwindigkeit mit wachsender Korngröße verringert. Es trifft ferner zu, wenn die Stoffe mit anderen zu vermischen sind. Man wird nur dann in einer bestimmten Zeit immer wieder den gleichen Mischungsgrad erzielen, wenn die jeweils eingesetzten Materialien gleiche Kornbeschaffenheit aufweisen. Des weiteren sind Fälle bekannt, wo die Brauchbarkeit einer Substanz überhaupt an eine bestimmte. Körnung gebunden ist.Use of ammonium chrome alum to reduce the coarsening of the grain and the caking of ammonium sulfate. Storage under changing humidity and / or temperature conditions often has unfavorable effects on the nature of water-soluble crystalline substances. In particular, the grain size or grain size distribution changes with an increase in the proportion of coarser grain, as a result of which the crystals grow together and stick together. Just like caking, its preliminary stages, i. H. the gradual changes in the grain sizes and the sieve characteristics are undesirable in most cases. This is especially true when the substances in question are to be brought into solution for further processing, since it is known that the rate of dissolution decreases with increasing grain size. It also applies if the substances are to be mixed with others. The same degree of mixing will only be achieved over and over again in a certain time if the materials used in each case have the same grain properties. Furthermore, cases are known where the usefulness of a substance at all depends on a certain one. Grain is bound.

Auch Ammoniumsulfat neigt beim Lagern zur Klumpenbildung. Die* Verwendung des längere Zeit aufbewahrten, Temperaturänderungen ausgesetzten Ammoniumsulfates wird dadurch erschwert und bedarf zusätzlicher Arbeitsgänge zur Klumpen- und Kornzerkleinerung.Ammonium sulfate also tends to form lumps during storage. The usage of ammonium sulphate, which is stored for a long time and is exposed to temperature changes is made more difficult and requires additional work steps to reduce lumps and grains.

Aus der USA.-Patentschrift 2 631084 ist es bekannt, zur Vermeidung des Vergrößerns und des Zusammenbackens von (NHJ2S0, wasserlösliche Salze dreiwertiger Metalle (A1, Cr, Fe, Mn) zuzu-setzen. Die wasserlöslichen Salze werden pulverförmigem Ammoniumsulfat in Mengen von über 0,1 Gewichtsprozent zugegeben, um Ammoniumsulfat in Form eines Granulates zu erhalten. Die Granulate backen nicht mehr zusammen.From the USA. Patent 2,631,084 it is known to trivalent to avoid enlarging and caking of (NHJ2S0, water-soluble salts metals (A1, Cr, Fe, zuzu-set Mn). The water-soluble salts are pulverized ammonium sulfate in amounts of more than 0.1 percent by weight was added to obtain ammonium sulfate in the form of granules, the granules no longer stick together.

Aus der britischen Patentschrift 485 164 ist der Zusatz von dreiwertigen Fe-, Al- oder Cr-Salzen zu einer freien Säure enthaltenden (NH,),SOrLösung bekannt. Es werden auch nach diesem Verfahren die Salze in Mengen von über 0,1 Gewichtsprozent verwendet. Zweck des bekannten Verfahrens ist es, Ammoniumsulfatkristalle mit einer gewissen Stärke und Länge zu erhalten.From British Patent Specification 485 164, the addition of trivalent Fe, Al or Cr salts SOrLösung is to be a free acid-containing (NH,) are known. According to this method, too, the salts are used in amounts of more than 0.1 percent by weight. The purpose of the known method is to obtain ammonium sulfate crystals with a certain strength and length.

Es wurde gefunden, daß zur Lösung der vorliegender Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe, die Kornvergröberung und das Zusammenbacken von Ammoniumsulfat infolge von Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsschwanktingen während der Lagerung zu verringern, sich Ammoniumchromalaun in Mengen bis 0,1 Gewichtsprozent, berechnet als kristallwasserfreie Substanz, verwenden läßt.It has been found that, in order to achieve the object on which the present invention is based, to reduce the coarsening of the grain and the caking of ammonium sulfate as a result of fluctuations in temperature and / or humidity during storage, ammonium chrome alum can be obtained in amounts of up to 0.1 percent by weight, calculated as a substance free of water of crystallization, lets use.

Die Zugabe des Ammoniumchromalauns kann so erfolgen, daß man eine Lösung oder Suspension des Ammoniumchromalauns aufsprüht, gut durchmischt und dann trocknet. Man kann den Ammoniumchromalaun aber auch in fester Form zum feuchten Ammoniumsulfat geben oder im einfachsten Fall Ammoniumsulfat und Ammoniumchromalaun trocken miteinander vermischen.The addition of the ammonium chrome alum can be done so that one Solution or suspension of ammonium chrome alum sprayed on, mixed well and then dries. The ammonium chrome alum can also be used in solid form for moist use Give ammonium sulfate or in the simplest case ammonium sulfate and ammonium chrome alum Mix together dry.

Die Wirkung des Ammoniumchromalauns ergibt sich aus den folgenden Tabellen für Siebanalysen, in welchen in der zweiten Spalte das Ergebnis der Siebanalysen einer Probe Ammoniumsulfat und in der letzten Spalte das Ergebnis der Siebanalysen des gleichen Stoffes nach Anfeuchten mit einer bestimmten Menge destillierten Wassers und in loser Schüttung erfolgtem Trocknen an der Luft angegeben sind. In der dritten Spalte ist das Ergebnis der Siebanalysen wiedergegeben, die ebenfalls nach Befeuchten und Trocknen von Ammoniumsulfat durchgeführt wurden; hierbei enthielt das zum Anfeuchten benutzte Wasser jedoch Ammoniumchromalaun in der angegebenen, auf die kristallwasserfreie Substanz und in Gewichtsprozenten des Ammoniumsulfats berechneten Menge. Siebanalyse 1 (NH4)2S04 Maschenweite ffl4)2S04 + 5 Gewichtsprozent IT.0 (NHJ2S0,1 ohne Zusätze + 0,1 Gewichtsprozent + 5 Gewichtsprozent H20 CrNI-I4(SO4)2 mm Gewichtsprozent Gewichtsprozent Gewichtsprozent > 2,0 0,0 0,0 0,0 2,0 bis 1,0 0,5 1,9 2,7 1,0 bis 0,5 11,2 58,4 72,5 0,5 bis 0,4 14,9 14,4 9,9 0,4 bis 0,3 35,8 15,6 9,4 0,3 bis 0,2 25,6 6,9 3,7 0,2 bis 0,15 10,0 2,4 1,4 0,15 bis 0,06 1,5 0,2 0,3 < 0,06 0,4 1 0,0 1 0,0 99,9 1 9928 99,9 Siebanalyse 2 (NH4)2S04 Maschenweite (NH4)2S04 + 10 Gewichtsprozent H20 (NH,),S04 ohne Zusätze + 0,1 Gewichtsprozent + 10 Gewichtsprozent H,.0 CrNH4(S04)2 mm GewiQhtsprozent Gewichtsprozent Gewichtsprozent > 2,0 0,0 3,6 2,1 2,0 bis 1,0 0,5 11,1 29,1 1,0 bis 0,5 11,2 34,7 60,3 0,5 bis 0,4 14,9 11,3 4,8 0,4 bis 0,3 35,8 22,1 2,1 0,3 bis 0,2 25,6 12,6 1,0 0,2 bis 0,15 10,0 3,7 0,4 0,15 bis 0,06 1,5 0,7 0,0 0,06 0,4 0,0 0,0 99,9 99,8 99,8 Es wurden ferner folgende Versuche durchgeführt: Versuch 1 a) Ammoniumsulfat mit 30/, Wasser befeuchtet und in zylindrischer Form innerhalb von 42 Stunden bei 82'C getrocknet, ergab einen zylindrischen Block mit einer Druckfestigkeit von 8,8 kp/cm2 in Achsenrichtung.The effect of ammonium chrome alum is shown in the following tables for sieve analyzes, in which the result of the sieve analyzes of a sample of ammonium sulfate is shown in the second column and the result of the sieve analyzes of the same substance after moistening with a certain amount of distilled water and in bulk in the last column after drying in air are indicated. The third column shows the result of the sieve analyzes, which were also carried out after wetting and drying ammonium sulphate; In this case, however, the water used for moistening contained ammonium chrome alum in the specified amount calculated on the substance free of water of crystallization and in percent by weight of the ammonium sulfate. Sieve analysis 1 (NH4) 2S04 Mesh size ffl4) 2S04 + 5 percent by weight IT.0 (NHJ2S0,1 without additives + 0.1 percent by weight + 5 percent by weight H20 CrNI-I4 (SO4) 2 mm weight percent weight percent weight percent > 2.0 0.0 0.0 0.0 2.0 to 1.0 0.5 1.9 2.7 1.0 to 0.5 11.2 58.4 72.5 0.5 to 0.4 14.9 14.4 9.9 0.4 to 0.3 35.8 15.6 9.4 0.3 to 0.2 25.6 6.9 3.7 0.2 to 0.15 10.0 2.4 1.4 0.15 to 0.06 1.5 0.2 0.3 <0.06 0.4 1 0.0 1 0.0 99.9 1 9928 99.9 Sieve analysis 2 (NH4) 2S04 Mesh size (NH4) 2S04 + 10 percent by weight H20 (NH,), S04 without additives + 0.1 percent by weight + 10 percent by weight H, .0 CrNH4 (S04) 2 mm Weight percent Weight percent Weight percent > 2.0 0.0 3.6 2.1 2.0 to 1.0 0.5 11.1 29.1 1.0 to 0.5 11.2 34.7 60.3 0.5 to 0.4 14.9 11.3 4.8 0.4 to 0.3 35.8 22.1 2.1 0.3 to 0.2 25.6 12.6 1.0 0.2 to 0.15 10.0 3.7 0.4 0.15 to 0.06 1.5 0.7 0.0 0.06 0.4 0.0 0.0 99.9 99.8 99.8 The following experiments were also carried out: Experiment 1 a) Ammonium sulfate moistened with 30 % water and dried in a cylindrical shape within 42 hours at 82 ° C., resulted in a cylindrical block with a compressive strength of 8.8 kp / cm2 in the axial direction.

b) Das gleiche Ammoniumsulfat mit 0,00250/, Ammoniumchromalaun versetzt und mit 30/, Wasser befeuchtet, ergab bei gleicher Trocknung wie unter a) eine Druckfestigkeit von nur 3,7 kp/cm', das sind 41,70/, der Festigkeit des Ammoniumsuffates ohne den Ammoniumehromalaunzusatz. b) The same ammonium sulfate mixed with 0.00250% ammonium chrome alum and moistened with 30 % water resulted in the same drying as under a) a compressive strength of only 3.7 kp / cm ', that is 41.70% of the strength of the ammonium suffate without the addition of ammonium malum.

Versuch II a) Ein anderes Ammoniumsulfat, mit 5111, Wasser befeuchtet und 168 Stunden bei 82'C getrocknet, ergab eine Bruchfestigkeit von 5,2kp/cm2.Experiment II a) Another ammonium sulfate, moistened with 5111, water and dried for 168 hours at 82.degree. C. gave a breaking strength of 5.2 kgf / cm2.

b) Mit Zusatz von 0,00250/, Ammoniumchromalaun betrug die Bruchfestigkeit nur 3,9 kg/cm2 (das sind 750/, der Festigkeit ohne Zusatz). b) With the addition of 0.00250 /, ammonium chrome alum, the breaking strength was only 3.9 kg / cm2 (that is 750 /, the strength without addition).

Versuch III Ammoniumsulfat wurde mit 10 "/, Wasser befeuchtet und durch 8tägiges Lagern an der Luft des Laboratoriums getrocknet. Von dem als Ausgangsmaterial dienenden Ammoniumsulfat wurde die Siebanalyse gemacht, ebenso auch von dem befeuchteten Salz nach dem Austrocknen. Gleichzeitig wurden von dem Ammoniumsulfat weitere Anteile in gleicher Weise befeuchtet und getrocknet, denen zuvor 0,0001 bzw. 0,0025 bzw. 0,1 % Ammoniumchromalaun zugesetzt worden war. Die Siebanalysen ergaben: Komgröße mit 10 0/" H20 behandelt Ausgangsmaterial ohne mit 0,0001111 mit 0,0025 0/ mit 0,10/(, mm NH4Cr(SO4), NH4Cr(SO471, NH4Cr(SO4)2 NH4Cr(S0,)p. 2 0 3,20 2,51 2,4d 5,07 2 bis 1 0 31,52 26,02 32,41 32,48 1 bis 0,5 3,25 50,20 59,13 35,79 30,51 0,5 bis 0,4 9,97 7,38 5,65 7,85 9,17 0,4 bis 0,3 25,12 4,14 3,48 9,52 9,97 0,3 bis 0,2 38,56 2,93 2,58 8,39 8,74 0,2 bis 0,15 16,29 0,48 045 2,70 2,90 0,15 bis 0,06 6,53 0,13 0:17 0,86 1,14 0,06 0,27 - Auf beiliegendem Diagramm ist der Siebdurchgang in Abhängigkeit von der Maschenweite dargestellt, wobei die mit o bezeichnete Kurve dem Ausgangsmaterial entspricht, während die Kurve a dem mit 100/, Wasser befeuchteten Material nach 8tägigem Trocknen entspricht, Kurve b das Gleiche wie a, jedoch mit 0,00010/, Arnmoniumchromalaun-Zusatz, Kurve c das Gleiche wie a, jedoch mit 0,00250/, Ammoniumchromalaun, Kurve d das Gleiche wie a, jedoch mit 0, 10/, Ammoniumchromalaun, darstellt.Experiment III Ammonium sulfate was moistened with 10 ″ water and dried by storing it in the air for 8 days in the laboratory. A sieve analysis was made of the ammonium sulfate used as the starting material, as well as of the moistened salt after it had dried out moistened and dried in the same way, to which 0.0001 or 0.0025 or 0.1% ammonium chrome alum had been added beforehand. Grain size treated with 10 0 / " H20 Starting material without with 0.0001111 with 0.0025 0 / with 0.10 / (, mm NH4Cr (SO4), NH4Cr (SO471, NH4Cr (SO4) 2 NH4Cr (S0,) p. 2 0 3.20 2.51 2.4d 5.07 2 to 1 0 31.52 26.02 32.41 32.48 1 to 0.5 3.25 50.20 59.13 35.79 30.51 0.5 to 0.4 9.97 7.38 5.65 7.85 9.17 0.4 to 0.3 25.12 4.14 3.48 9.52 9.97 0.3 to 0.2 38.56 2.93 2.58 8.39 8.74 0.2 to 0.15 16.29 0.48 045 2.70 2.90 0.15 to 0.06 6.53 0.13 0:17 0.86 1.14 0.06 0.27 - The attached diagram shows the sieve passage as a function of the mesh size, where the curve marked o corresponds to the starting material, while curve a corresponds to the material moistened with 100% water after 8 days of drying, curve b the same as a, but with 0 , 00010 / Arnmoniumchromalaun addition, the curve c is the same as a, but with 0.00250 / Ammoniumchromalaun, curve d the same as a, but with 0, 10 /, represents Ammoniumchromalaun.

Claims

Claim: Use of ammonium chrome alum in amounts of up to 0.1 percent by weight, calculated as a substance free of water of crystallization, to reduce the coarsening of the grain and the caking of ammonium sulfate as a result of temperature and / or humidity fluctuations during storage. Contemplated publications: USA. Patent No. 2,631,084;. British Patent No. 485 164.