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Verfahren zur Heratellung von Engel"Salz Die vorliegende Erfindung
betrifft die Herstellung des Doppelsalzes KHC03 - MgC03. 4 H20, bekannt als »Engel-Salz«.
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Engel-Salz wird durch Reaktion von KCl oder K,SO4 mit MgCO3 in Gegenwart
von Wasser und Kohlendioxyd hergestellt. Es ist bekannt, es in der Hitze in Gegenwart
von Wasser zu zersetzen, wobei eine wäßrige Lösung von Kaliumbicarbonat und/oder
Kaliumcarbonat und ein Niederschlag von Magne= siumcarbonat erhalten wird. Infolge
dieser Eigenschaft ist das Engel-Salz ein wertvolles Zwischenprodukt bei der Umwandlung
von Kaliumchlorid oder Kaliumsulfat in Kaliumbicarbonat oder =carbonat. In gleichem
Maße dient es jedoch auch zur Herstellung anderer Wadiumsalze und von hochgradig
reinem Magnesiumcarbonat. Es besteht daher ein allgemeines Interesse an der Herstellung
von hochgradigem Engel-Salz auf einfachem und wvrtschaftlichem Wege unabhängig von
der Art einer etwaigen Weiterverarbeitung.
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Früher wurde Engel-Salz ip einem Zwelstuf enverfahren gewonnen. In,
der ersten Stufe wird Magnesiumoxyd oder Magnesiumhydroxyd in Magnesiumearbut not
durch Reaktion von Kohlendioxyd mit in Wasser suspendiertem Magnesiumoxyd oder -hydroxyd
umgesetzt. In der zweitens Stufe wird das in der ersten Stufe hergestellte Magneaiumcarbonat
mit einer wäßrigen Kaliumchloridlösung in Reaktion gebracht, wobei ein Niederschlag
des Engel-Salzes und eine wäßrige Kalium-Magnesium-Chloridlösung erhalten wird.
Ein solches Zweistufenverfahren ist jedoch unpraktisch und unwirtschaftlich und
hat den Nachteil, daß eine weitere, äußerst störende Reaktion zwischen dem gebildeten
Engel-Salz und überschüssigem Magnesiumhydroxyd eintreten kann, welche die Zersetzung
des Engel-Salzes unter Bildung. von Kaliumcarbonat und Magnesiumcarbonathydrat zur
Folge hat.
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Es ist auch bereits bekannt, Engel-Salz in einem Einstufenverfahren
durch Einleiten von Kohlendioxyd in eine wäßrige KCL-Lösung herzustellen, in der
Magnesiumoxyd oder -hydroxyd dispergiert oder suspendiert verteilt sind. Das Verfahren
ist jedoch nicht industriell ausführbar, da sich mit großen Konzentrationen der
Reaktionspartner kurze Zeit nach Beginn der Reaktion eine steife Paste bildet, die
vermutlich hauptsächlich aus hydratisierten Doppelsalzen von Mg0 und MgCl, besteht.
Diese steife Paste verstopft die ganze Apparatur, verhindert das Rühren und hemmt
die Einleitung von C02, so daß das Verfahren beträchtlich verlangsamt oder sogar
unterbrochen wird. Werden andererseits die Reaktionspartner in niedrigen Konzentrationen
angewandt, schreitet die Reaktion so langsam fort, daß dieses Verfahren in gleicher
Weise unpraktisch wird.
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Es ist auch bereits ein Verfahren bekannt, nach dem Engel-Salz in
einem Arbeitsgang unter Verwen-Jung von überschüssiger Kohlensäure bei einem Putialdruck
der Kohlensäure von mindestens 3 Atmt. hergestellt wird. Das Verfahren kann nur
chargenweise ausgeführt werden, und das Verhältnis von Engel-Salz zu Magnesiumoxyd
bzw. -hydroxyd liegt weit unter 100: 1, wie eine überschlagungsrecbnung zeigt.
Außerdem liegt von vornherein überhaupt kein Engel-Salz vor, .dies entsteht erst
allmählich im Laufe der Reaktion. Diese allmählich anfallende Menge an Engel-Salz
ist für die Reaktion nebensächlich und an und für sich ohne jede Bedeutung; es kommt
lediglich auf die Aufrechterhaltung eines übers,ehusses an C02 an; von einem überschuß
an KCl ist nicht die Rede.
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Es ist außerdem ein Verfahren bekannt, nach dem als eines der Ausgangsmaterialien
Magnesiumcarbonat und nicht Magnesiumoxyd bzw. -hydroxyd verwendet wird. Nach diesem
Verfahren werden in äußerst geringer Menge Impfkristalle zugesetzt, die nicht auf
den eigentlichen Verlauf der Reaktion,
sondern nur auf den Kristallisationsvorgang
einen Einfuß haben.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Durchführung eines einfachen,
schnellen Einstufenverfahrens für die Herstellung von Engel-Salz, das, falls gewünscht,
kontinuierlich ausgeführt werden kann -und das die oben aufgezeigten Nachteile nicht
aufweist.
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Es wurde nun gefunden, daß Engel-Salz überraschenderweise sehr glatt
und in kürzer Zeit und ohne jede Nebenreaktionen in einem einzigen Arbeitsgang aus
Magnesiumoxyd oder -hydroxyd, Kaliumchlorid und Kohlensäure unter Verwendung eines
Überschusses an Kaliumchlorid hergestellt -werden kann, wenn erfindungsgemäß in
Gegenwart von bereits vorher hergestelltem Engel-Salz, und zwar nicht nur in Impfkristallmengen,
sondern in sehr beträchtlichen Mengen von mindestens 100 Gewichtsteilen Engel-Salz
pro Gewichtsteil Magnesiumoxyd bzw. -hydroxyd gearbeitet wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Engel-Salz in einem
einzigen Arbeitsgang aus Magnesiumoxyd bzw. -hydroxyd, Kaliumchlorid und Kohlendioxyd
in einem wäßrigen Reaktionssystem unter Verwendung eines Überschusses an Kaliumchlorid
besteht darin, daß die. Reaktion in Gegenwart von mindestens 100 Gewichtsteilen
Engel-Salz pro Gewichtsteil Magnesiunioxyd bzw. -hydroxyd durchgeführt wird.
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- Die Reaktion kann kontinuierlich oder chargenweise ausgeführt werden,
und in der Regel soll die in dem Reaktionsgemisch anwesende Kaliumchloridmenge im
Überschuß über die erforderliche stöchiometrische Menge vorhanden sein.
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Bei der Herstellung des Reaktionsmediums kann die Mutterlauge eines
vorhergehenden Ansatzes mit darin aufgeschlämmten Engel-Salz verwendet werden. Dieses
wäßrige System, welches gelöstes Kalium-und Magnesiumchlorid enthält, wird mit einer
vorzugsweise gesättigten Kaliumchloridlösung und mit festem Magnesiumoxyd oder -hydroxyd
vermischt und in das entstandene Gemisch Kohlendioxyd eingeleitet.
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Wird das Verfahren kontinuierlich ausgeführt, wird das gebildete Engel-Salz
kontinuierlich entfernt, so daß die Menge des im Reaktionssystem anwesenden Engel-Salzes
immer konstant bleibt. Für das kontinuierliche Verfahren wurden die folgenden Konzentrationsbereiche
als besonders zweckmäßig befunden:
| Engel-Salz (als Aufschlämmung) ................ 80 bis
100 g/1 |
| Magnesiumchlorid .................... . ........
25 bis 30 g/1 |
| Magnesiumoxyd (als Aufschlämmung) ........... 17,5 g/1
Lösung |
| Zugabe gesättigter KO-Lösung .................. 0,3
bis 0,351/Stunde für jede Aufschlämmung |
Die KCl-Lösung, das feste Magnesiumoxyd oder -hydroxyd und das gasförmige Kohlendioxyd
können gleichzeitig oder getrennt in die Lösung eingebracht werden.
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Das folgende Beispiel dient zur Erläuterung der Erfindung. Beispiel
Zwei Reaktionsgefäße, von welchen das erste irgendwelchen Überschuß an Reaktionsgemisch
durch Überfließen in .das zweite abführen soll, werden beide mit einer Aufschlämmung
von 160 bis 200 kg Engel-Salz in 2 m3 einer wäßrigen Lösung mit einem Gehalt von
270 bis 2801 KCl pro Liter und 25 bis 30 g M9C12 pro Liter beschickt. In das erste
Gefäß wird eine Aufschlämmung von 35 g Magnesiumoxyd pro Liter in einer wäßrigen
Kaliumchloridlösung mit einer Geschwindigkeit von 7001 pro Stunde eingeführt. In
beide Gefäße wird ein kontinuierlicher C02 Strom in einer Geschwindigkeit von 35
kg pro Stunde eingeleitet. Irgendwelcher Überschuß an Aufschlämmung wird durch Überfließen
vom ersten Gefäß in das zweite abgeführt, wo .die Reaktion bis zur Vollständigkeit
fortschreitet. 7001 pro Stunde eines Engel-Salzes in einer wäßrigen Kalium- und
Magnesiumchloridlösung werden aus dem zweiten Gefäß abgeführt, und das Engel-Salz
wird dann durch Absetzenlassen und Filtration abgetrennt. Nach Waschen und Trocknen
wird technisches Engel-Salz in einem Anteil von 100 kg pro Stunde gewonnen.
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Das zur Reaktion eingeleitete Kohlendioxydgas braucht nicht rein zu
sein. Es ist möglich, verschiedene kohlendioxydhaltige Gasgemische zu verwenden,
z. B. Abgase aus einem Kalkbrennofen od: ä.