DE184144C

DE184144C -

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Publication number: DE184144C
Application number: DE1905184144D
Authority: DE
Priority date: 1905-10-21
Filing date: 1905-10-21
Anticipated expiration: 1925-10-22
Also published as: FR369389A

Description

PATENTSCHRIFT

- Λ£ 184144 KLASSE 12&. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Oktober 1905 ab.

Seit Jahren hat man sich bemüht, das übliche Verfahren der Ammoniumnitratbildung aus Salpetersäure und Ammoniak durch ein billigeres Umsetzungsverfahren von Natriumnitrat mit Ammoniumsulfat zu ersetzen. Keins der bekannt gewordenen Verfahren hat sich jedoch in der Technik bewährt, weil das gewonnene Ammoniumnitrat nicht die verlangte Reinheit besaß. (Siehe Victor Hölblings

ίο Fortschritte in der Fabrikation der anorganischen Säuren usw., Berlin 1905, S. 750, Schlußsatz.) Ohne Zweifel wäre, aber bei der Bedeutung, welche das reine Ammoniumnitrat für die Sprengstoffabrikation gewonnen hat, ein Verfahren von großem Wert, welches die Herstellung reichlicher Mengen reinen Ammoniumnitrats aus Natronsalpeter und Ammoniumsulfat ermöglichte. Das vorliegende Verfahren erreicht dieses Ziel durch Anwendung der Ergebnisse bisher unbekannter Beobachtungen. Es wurden die Löslichkeitsverhältnisse des Nätriumsulfats und Natriumnitrats bei Gegenwart von Ammoniumnitrat untersucht. Man kam zu folgenden Ergebnissen:

Eine gemischte Lösung von Natriumnitrat und, Ammoniumsulfat, welche mindestens 25 Prozent mehr Natriumnitrat enthält als theoretisch zur Umsetzung erforderlich ist, scheidet beim Eindampfen reichlich Natriumsulfat aus. Wird das Eindampfen so weit fortgesetzt, daß die Lösung bei etwa.35° oder bei höherer Temperatur mit Ammoniumnitrat gesättigt ist, so ist das ausgeschiedene Salz bereits die Hauptmenge des durch die. Umsetzung gebildeten Natriumsulfats. Der Grund für diese reichliche Natriumsulfatausscheidung wurde in der nahe der Sättigung liegenden Anreicherung der Lösung mit Natriumnitrat gefunden, welche einerseits bewirkt, daß die Umsetzung genügend glatt verläuft und andererseits den Erfolg hat, daß Natriumsulfat in hinreichender Menge ausgesalzen wird.

Wird nun diese eingedampfte Lösung bis nahe an den Punkt abgekühlt, an welchem sie Ammoniumnitrat auszuscheiden beginnt, was entsprechend dem Grade des Eindampfens bei etwa 35⁰ oder schon bei höherer Temperatur geschieht (dieser Punkt wird durch Breiigwerden der Lösung erkennbar), so werden für den Erfolg des Verfahrens ausreichende Mengen Natriumnitrat und ein weiterer Teil Natriumsulfat ausgefällt. Je nach der Größe des Natriumnitratüber-Schusses sowie je nach dem oben erwähnten Grade des Eindampfens und der damit in Zusammenhang stehenden Ammoniumnitratkonzentration tritt nämlich bei etwa 50⁰ oder schon bei höherer Temperatur beim Abkühlen völlige Sättigung der Lösung mit Natriumnitrat ein, welche neben der Abkühlung ausscheidend auf noch gelöstes Natriumsulfat wirkt. Andererseits wirkt neben der Abkühlung die während derselben stets vorhandene völlige Sättigung der Lösung mit Natriumsulfat ausfällend auf das Natriumnitrat. Diese Wirkung ist so bemerkbar, daß sich beträchtlich mehr Natriumnitrat ausscheidet als seiner Löslichkeit in Wasser nach erwartet werden kann. Der auf die beschriebene Weise durch gegenseitiges Aussalzen aus mit beiden Natriumsalzen höchst gesättigten heißen Lösungen ausgeschiedene Teil des Natriumsulfats und des Natriumnitrate wird von der Mutterlauge getrennt.

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Der darin noch gelöst vorhandene Teil der •Natriumsalze hat, wie weiter gefunden wurde, die günstige Wirkung, daß weit mehr Ammoniumnitrat in der heißen Lauge gelöst bleibt, als seiner Löslichkeit in -Wasser nach erwartet werden kann. Dagegen ,bleibt unterhalb + 30° wenigerJAmmoniumjiitrat in Lösung, als seiner Löslichkeit in Wasser für sich entspricht. \ Aus diesen Löslichkeitsverhältnissen ergab sich ein Mittel, eine große Ausbeute an Ammoniumnitrat zu erzielen, indem, wie oben angedeutet, Temperaturen oberhalb +35° für die Trennung der Natriumsalze von der mit Ammoniumnitrat fast gesättigten Mutterlauge, und Temperaturen unterhalb +35° für die Ausscheidung des Ammoniumnitrats benutzt werden.

Die bei 35⁰ oder bei höherer Temperatur mit Ammoniumnitrat fast gesättigte Mutterlauge würde bei der Abkühlung neben viel Ammoniumnitrat auch feste Natriumsalze ausfallen lassen. Da aber die Industrie der Sprengstoffe ein sehr reines Ammoniumnitrat verlangt, geht vorliegende Erfindung darauf aus, sofort aus der heißen Mutterlauge reines Ammoniumnitrat zu erhalten. Bei vorliegendem Verfahren wird ein solches reines Produkt dadurch erzielt, daß der warmen Mutterlauge vor der Abkühlung so viel Wasser zugesetzt wird, daß die Natriumsalze bei der Temperatur, auf welche abgekühlt wird, beispielsweise bei etwa +15°, in Lösung blei-, ben. Durch Vorproben im kleinen läßt sich feststellen, wie viel Wasser nötig ist, um das Ammoniumnitrat frei von Natriumsalzausscheidung zu erhalten.

Keineswegs wird derselbe Erfolg erzielt, wenn unreines Ammoniumnitrat umkristallisiert wird, da in der entstehenden unreinen Mutterlauge ein größer Teil des Ammoniumnitrats seiner Leichtlöslichkeit wegen gelöst bleibt. . · . .

Die Ausführungsweise des vorliegenden Verfahrens sei an folgendem Beispiel er-. 45 läutert:

Beispiel.

EinLösungsgemisch von 72oTeilen Natriumnitrat (= 40 Prozent Überschuß) und 400 Teilen Ammoniumsulfat in 900 Teilen Wasser wird zunächst von der Hauptmenge des Natriumsulfats durch Eindampfen befreit (das ist der Fall, wenn eine Probe der Lösung einen Siedepunkt von etwa 118⁰C. zeigt). Die filtrierte Lauge wird so weit eingedampft, bis eine Probe beim Abkühlen bei etwa 70⁰C. Ammoniumnitrat auszuscheiden beginnt. Die Lauge ist in diesem Falle schon bei etwa 90° C. mit Natriumnitrat gesättigt gewesen. Darauf wird die Lauge bis nahe an 70⁰ C. abgekühlt. Nachdem die erhaltene erhebliche Ausscheidung an Natriumnitrat und Natriumsulfat von der Mutterlauge getrennt worden ist, wird diese mit so viel Wasser versetzt, daß bei der weiteren Abkühlung auf -(-15⁰C. die Natriumsalze in Lösung bleiben. Beim vorliegenden Beispiel werden auf 100 Teile der erhaltenen Mutterlauge etwa 14 Teile Wasser zugesetzt, um diesen Zweck zu erreichen.

Die dermaßen verdünnte Lauge wird sodann auf -(-15⁰ C. abgekühlt, wobei sich etwa 40 Prozent des in der Lauge vorhandenen Ammoniumnitrats frei von Natrium- · salzen ausscheiden. Durch Decken mit Ammoniumnitratlösung wird es von der anhaftenden Mutterlauge befreit. Die bei dem Prozeß erhaltene Natriumnitratausscheidung sowie die Decklauge und die Mutterlauge von der Ammoniumnitratabscheidung wandern zum nächsten Prozeß zurück.

Die Verwendung eines Überschusses an Natriumnitrat bei der fraglichen Umsetzung ist zwar bereits aus der Patentschrift 149026, Kl. 12k, bekannt. Hierdurch soll die hinderliehe Doppelsalzbildung von unzersetztem Ammoniumsulfat mit Natriumsulfat und Natriumnitrat eingeschränkt werden. Über die Gewinnung von reinem Ammoniumnitrat aus. diesem Gemisch von Ammoniumnitrat_; Natriumsulfat und Natriumnitrat enthält aber die Patentschrift keine Angaben.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zur Darstellung von Ammoniumnitrat aus Natriumnitrat und Ammoniumsulfat in wäßriger Lösung unter Verwendung des Natriumnitrats im Überschusse, dadurch gekennzeichnet, daß die ■^!· ₍ Lösung zunächst .zwecks hinreichender Abscheidung der Natriumsalze so weit eingedampft wird, daß sie bei 50⁰C. oder höherer Temperatur mit Natriumnitrat gesättigt ist, hierauf bis nahe zum Beginn der Ammoniumnitratausscheidung abgekühlt und schließlich der von den ausgeschiedenen Natriumsalzen getrennten Mutterlauge so viel Wasser zugefügt wird, daß bei der weiteren Abkühlung auf Zimmertemperatur die in der Mutterlauge verbliebenen Natriumsalze gelöst' bleiben und sich lediglich reines Ammoniumnitrat ausscheidet.