DE1467228A1 - Verfahren zur Herstellung von Kaliumnitrit aus Calciumnitrat und Kaliumchlorid - Google Patents

Description

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Lonza AG, Gampel / Wallis (Bohweiz) Gesohäftsleitung; .Basel

Verfahren zur Herstellung von Kaliumnitrat aus Calciumnitrat und Kaliumchlorid,

Ziel der Erfindung ist die Herstellung von Kaliumnitrat aus Calciumnitrat und Kaliumchlorid mit hoher Ausbeute,

Es ist bekannt, dass man aus wässrigen Lösungen von Ca(NO*) und KCl KNO-, abaoheiden kann. La die löslichkeit von KKO_x

mit der Temperatur stark "ansteigt, ist es zweokmäsaig, dii KiiO-j-Kristallisation bei möglichst tiefen Temperaturen vorzunehmen. Arbeitet man mit Ca(NOx)₂ und KOl im molaren Verhältnis von 1 : 2,'so erhält man bei so tiefen Teraperaturen wie -2o°C eine Ausbeute an KNO, von max. nur 76$. Die zurückbleibende Mutterlauge enthält ausser CaCIp nooh .die Ionen K⁺ und NO^ In erheblichen Mengen. Es ist auoh schon bekannt, zur Erhöhung der Ausbeute an kristallisier-

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tem KNO₇ in Gegenwart von Ammoniak zu arbeiten. Aber auch hierbei ist die in der Mutterlauge zurückbleibende KNO₇-Menge noch sehr'gross, so dass dieses Verfahren technisch nicht befriedigt.

Bs wurde nun gefunden, dasB bei gewöhnlicher Temperatur in Lösungen^ die ausser OaOl₂ und KlO, auch Ga(NG₇)₂ enthalten, das Doppelsalz KNG,.OaOIp.2H₂O entstehen kann. Dieses Doppelsalz hat inkongruente Löslichkeit, Beim Versetzen mit V/asser zerfällt es unter Abscheidung von KHO₇. Vierter wurde gefunden, dass sicn bei Temperaturen von ca. 25⁰O das Sättigungsgebiet des Doppelsalzes im Löslichkeitsdiagramm des reziproken oalzpaares Oa(NO-,-) ₂ + 2 KOIg'" -'' Jl 2 KNO₇ + lais nahe an das Handsystem Ca -Cl^--NO₇ -HpO erstreckt. ferner wurde festgestellt;, dass bei tiefen Temperaturen, z, Bt unterhalb o°0, das Sättigungsgebiet dieses dalzes ! verlassen wird, und dass Lösungen, die bei gewöhnlicher

Ij Temperatur an Doppelsala KNO₂.OaOIp. 211^,0 gesättigt sind, i

beim Abkühlen Calciumchlorid in Form von CoOIp.6HpG ausaoheiden.

Das Verfahren der Erfindung zur Herstellung von Kaliumnitrat aus Calciumnitrat und Kaliumchlorid ist im wesentlichen da-.duroh gekennzeichnet, dass in einer ersten Stufe Kaliumnitrat durch Kühlen aus einer Lösung von Calciumnitrat und Kalium- ■■ ohlorid abgeschieden, in einer zweiten Stufe die nach dem ^: Abtrennen des Kaliumnitrats verbleibende Mutterlauge I ein-

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geengt und durch Kühlen das Doppelsalz KNO-,. OaCl₀. 2H_o0 abgeschieden, dieses Doppolsalz von der Mutterlauge getrennt und in die erste Stufe des Prozesses zurückgeführt wird.

Eine bevorzugte Arbeitsweise bestellt darin, die Abscheidung. des KNO₂ in der ersten Stufe des Prozesses durch Kühlen unter Raumtemperatur, vorzugsweise auf -1o°C bis -2o°C, vorzunehmen.

Die Mutterlauge I wird zweckmässig auf 4ο-65/ό> vorzugsweise

auf 45-6ο/ά, des anfänglichen Gewichtes eingeengt. Beim "

Kühlen auf Raumtemperatur, d. h. etwa 2o-25°C, kristallisiert das Doppelsalz KNO,,.CaOl .2H₀O in hoher Ausbeute aus. Das Doppelsalz wird der Ausgangslösuni;: zugeführt, wobei es beim Versetzen mit Nasser unter Abscheidung von KNO _■ zerfällt. '

Von Vorteil ist es, wenn aus der nuch der Abtrennung des Doppelsaltos KNO₇..OdOIp. 2HpO erhaltenen Mutterlauge II Calcium- \ Chlorid als CaCl₀.6HpO durch weitere Kühlung, vorzugsweise auf -5 bis -15⁰C auskristallisiert und die nach dem Abtrennen des CaCIp.6lIpO zurückbleibende Mutterlauge JII mit t den darin entnaltenen K- und NO₇₇ -Mengen in den Prozess zurückgefährt wird.

x»ie iiutüerluuge III kann dabei entweder als bestandteil der Ausganö^slc3ung in den i-rozess zur dc kg R führt werden (Variante 2) oaer der i-iut Cerl--;Ugo I vor oder nsch aoiü jjinengen zugesetzt werden (Variante ";) .

Pig. 1 st«. Lit eine schema tische J.irstellung des Verfahrens dar. ·

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'Der voll ausgezeichnete Kreislauf zeigt die Variante 1, bei •welcher das Doppelsalz KNO,.OaGl₂.2H₂O in den Prozess zurückgeführt und die Mutterlauge II verworfen wird. Der gestrichelt dargestellte Kreislauf entspricht der Variante 2, bei welcher die Mutterlauge III als Bestandteil der Ausgangslösung in den Prozess zurückgeführt wird, und der strichpunktiert dargestellte Kreislauf gibt' Variante 3 wieder, bei der die Mutterlauge III der Mutterlauge I nach dem Einengen zugeführt wird.

Beispiele

1. (Variante 1) In 32o kg .fässer werden 82 kg Qa(Mu)₂ und 75 kg KOl _teingetragen. Man fügt dieser lösung 126 kg Doppelsalz KNO,.OaOl₃.2H₂O zu und kühlt diese Lösung auf -1o°G. Das auskristallisierte KNO, wird durch Zentrifugieren in einer Menge von 93 kg gewonnen. Die zurückbleibende,Mutterlauge I, deren Gewicht 51 ο kg.beträgt, wird auf 24o kg eingedampft und däa Konzentrat auf +25⁰O abgekühlt. Dabei kristallisiert 126 kg Doppelsalz KNO,.OaOl₂.2H₃O aus, das duroh Zentrifugieren abgetrennt und in.den Prozess zurückgeführt wird. Die zurückbleibende Mutterlauge II enthält neben OaOl₂ noch 8 kg KNO^. Die Ausbeute an kristallisiertem KNO₇ beträgt 92^0.

2. (Varianie 2) 123 kg Mutterlauge III, enthaltend 3o kg OaOl₂, 31 kg^: Ga(NO₅) ₂ und 8 kg MO₇, werden mit 360 kg Wasser verdünnt. Das im Kreisprozess anfallende Doppel-

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salz ICUO₇. CaGl₂.21I₂O (175 kg) sowie 82 kg Oa(NO-,) ₂ und 75 KOl werden zugesetzt. Die Lösung wird auf -1o°G gekühlt. Durch Zentrifugieren werden 1o1 kg KEQ₇, gewonnen. Die Mutterlauge I (712 kg) wird bis auf 4o8 kg eingeengt; dann wird auf 25° abgekühlt, wodurch das Doppelsalz KNO,.OaQl₂.2HgO auskristallisiert (175 kg). Die auf diesem «lieg gewonnene Mutterlauge II wird auf oa. -1o° gekühlt, wodurch Calciumchlorid auskristallisiert,- Durch Zentrifugieren werden 11o kg CpC1₂.6J₂0 und 123 kg Mutterlauge III, die in den Kreisprozess zurüokgeführt wird, gewonnen, -furch diesen Prozess kann eine Ausbeute von nahezu 1oo>£ erzielt werden.

In i¹ig. 2 sind die einzelnen Verfahrenes fcuf en entsprechend Beispiel 2 in das Löslichkeltsd^agramm des reziproken Salzpaares eingetragen. M ist der darstellende Punkt des stöchiometrisehen Gemisches 2 KCl + 1 Qa(NO^)₂, D derjenige des. -.· Doppelsalzes KNO,.OaOl^2H₂O. Die Mischung des Doppelsalzes mit der Mutterlauge III entspricht dem Punkt A. Durch Zugabe der Rohstoffe 2 KCl ,und 1 Oa(EKK)₂ (Punkt M) entsteht die Anfangt?lösung B. Diese scheret beim Kühlen KNO, aus. Im Laufe der KNOi-Kristallisation verschiebt sich der dar-* stellende Punkt der Lösung längs der Geraden K-B. In I ist die J£fetigung an KNO^ bei -1o°0 erreicht. Die durch Einengen •konaenferierte Mutterlauge I liefert durch Kristallisation des. Joppelsalzes KiTO^.Oa-Ol₂.2iIgO bei 2^°0 die Mutterlauge II. diese auf -1o°0 gekühlt, scheidet Üaül₂.6tI₂0 aus, und e3 "

entsteht die Mutterlauge III, die, wie oben angegeben, zur Herstellung der ioifangslösung in den Prozess zurückgeführt wird.

3. (Variante 3) In 354 kg Wasser Werden 75 kg KOl, 82 kg Oa(IO₇)₂ und 166 kg Doppelsalz ΚΪΙΌ,.GaOl₂. 2H_o0 gelöst, die Lösung wird auf -1ο⁰G gekühlt, wodurch KNO^ auakrisballisiert. Durch Zentrifugieren erhält man 1o1 kg K¥0^ und 576 kg Mutterlauge I. Diese wird durch"Abdampfen von 3oo kg Wasser eingeengt. Zum Konzentrat werden 123 kg Mutterlauge III gegeben. Dann wird auf Raumtemperatur gekühlt. Hierbei kristallisiert das Doppelsalx KNCk.2HpQ aus (166 kg). Die durch Zentrifu-• gieren gewonnene Mutterlauge II (233 kg) wird auf -1o°0 gekühlt., wodurch Calciumchlorid in kristallisiert ei¹ Form ausgeschieden wird. Durch Zentrifugieren werden 11o kg Ca^Ip. 6HpO und 123 kg Mutterlauge III, die, wie oben angegeben, in den Prozess zurückgeführt wird, gewonnen.

Die einzelnen Stufen des Verfahrens sind in Fig. 3 im Löslichkeit s quadrat eingebragen. Die Mischung der Rohstoffe 2 KGl + .Ga(NO₃.)ο entspricht dem Punkt M. Der Zusatz des Doppelsalzes KN0,.0aGl_.2HpO (Punkt D) liefere die rMsgangslösung B. Die Kühlung bewirkt das Abscheiden von KNO₇ in einer Mutterlauge, die durch den Punkt I wiedergegeben ist. Das Konzentrat, das durch denselben Punkt dargeabellt ist, wird mit der Mutterlauge III versetzt, wodurch die Mischung. 0 entsteht. Durch Ausscheiden von KiTO₃,. GaUl₂. 2HpO wird die Mutterlauge II gebildet, die bei weiterem Kühlen

BAD ORIGINAL

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Γ Γ Γ ί

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durch-Kristallisation von OaCl 6H₂O zur Mutterlauge III führt. Diese wird durch Zugabe zum Konzentrat I in den Kreisprozess zurüokgefülirt.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zur Herstellung von Kaliumnitrat aus Calciumnitrat und kaliumchlorid, dadurch gekennzeicn.net, dass in einer ersten Stufe Kaliumnitrat durch Kühlen aus einer Lösung von "Calciumnitrat und Kaliumchlorid abgeschieden, in einer zweiten Stufe die nach dem Abtrennen des Kaliumnitrates verbleibende Mutterlauge I eingeengt, durch Kühlen das Doppelsalz KWO₇..OaOl₂*2HpO abgeschieden, dieses Doppelsalz von der Mutterlauge getrennt und in die erste Stufe des Prozesses zurückgeführt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kaliumnitrat in der ersten Stufe durch Kühlen unter Raumtemperatur, vorzugsweise auf -1o°G bis -2o°0,. abgeschieden wird.

   5. Verfahren nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Doppelsalz KNO₇-OaOl₂.2HoO durch Einengender xiiutterläuge I, die nach Abtrennen des KHO^ anfällt, auf 4-0-6 5^ι/ό, vorzugsweise 45-6oyi, des anfänglichen Gewichtes und Kühlen auf 2o bis 25°0 auskristallisiert wird.

   4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass aus der nach Abtrennen des Doppelsalzes 00,.OaGl₂.2aJj erhaltenen. Mutterlauge II Calciumchlorid durch Kühlen aμf vorzugsweise -5 bis -15°C auskristallisiert und abgetrennt und die anfallende Mutterlauge III in den Prozess zurückgeführt wird.

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   5, Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die nach der Calciumchloridkristallisafcion anfallende Mufetorrlauge III als Bestandteil der Ausgangslösung in den Prozess zurückgeführt wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 4> dadurch gekennzeichnet, dass die nach der Galciumchloridkristallisation anfallende Mutterlauge III der Mutterlauge I zugegeben wird.