DE2014731A1 - - Google Patents

Description

Industries, Ine* Pittsburgh,· Pa,, V.St,A.

Verfahren zur Gewinnung iron Kaliumazid durch doppelten Aus-

■-'■:■.■ tausch

Die .Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Kaliumazid durch Ausfällung aus einer LÖsun&y die gelöstes Natriumazid und Kaliumcarbonat enthält, wobei.durch Ausfällen des Kaliumazids und des als Nebenprodukt anfallenden Watriumcarbonats bei zwei verschiedenen Temperaturen, ein Kreisprozess erreicht werden kann, . . . . l·

Die Erfindung wird anhand der 2eiohnüngen naher erläuterti_;

Figur 1 ist eine Jane eic e-Pro j ©let i ση eines l'eila des NaN₅-K₂OO--Salzpaar0ys-teni0 bei 25⁰Gi '■'■'. ./ ; ■■"■-.'-.

Figur 2 ist eine Überlagerung der jänecke^Pro3ektionen von Teilen des reziproken

ems für die.

und 80 C-Isothermenj

Figur 3 ist eine Janeeke-ProjAktion aims !Bella des reziproken NaF~«-K_i,C0,«Sali3paarsystems ait Wösser bei 25⁰O; Figur 4 ist ©in© Jäii0olce«3P3?o^#ktion eines. Teils des reziprbken· KaN^-KgOO^-Salzpaareiystems jalt Waaser bei 80⁰Oj Figur 5 ist die HöHiiipro^ektiöii i'ür Wasoer eine© Teils der

lift BAD ORIGINAL

Jänecke-lrojektion für das reziproke LaN^-KpCO^-Sal system bei 25°C;

Figur 6 ist der Figur 2 ähnlich und zeigt ein Verfahren gemäss der Erfindung;

Figur 6A ist eine Überlagerung; der Höhehprojektionen für Wasser von Teilen der Janeeke-Pro jektionen für das reziproke NaN,-KpCO.,-Salzpaarsystem bei 25°G und 80⁰G und neigt zugleich das Verfahren von Figur 6;

Figur 6B.ist eine vergrösserte Darstellung; des zentralen Teils ^ von Figur 6A;

Figur 7 ist der Figur 6 ähnlich und aeigt ein modifiziertes Verfahren gemäsu der Erfindung;

Figur 7A ist der Figur 6A ähnlich und ^ei^t das modifizierte Verfahren von Figur 75

Figur 8 ist der Figur 6 ähnlich und ^eigt ein anderes modifiziert e's Verfahren geinäas der Erfindung;

Figur 8A ist dor Figur 6A ähnlich und zeigt das modifizierte Verfahren von Figur 8;

Figur 9 1st ein Fließschema eines Kreisprozesses geinäss der Erfindung.

(iemäss der vorliegenden Erfindung kann Kaliuinazid duroh Ausfälle aus wässrigen Lösungen gewonnen werden, welche bedeuten-'e Mengen an llatriumionen, Kaliumionen, Azidionen und Carbonationen enthalten. Eine Menge wird in diesem Zusammenhang als bedeutend angesehen, wenn jedes der vier genannten Ionen in der Lösung in einer Konzentration von mindestens 1 Gew.-^, bezogen auf den gesamten wasserfreien Salzgehalt der Lösung vorliegt. Jede« dieser Ionen i3t aoniit in der Lösung in grösserer Menge enthalten, als dass man nur von Spuren oder Verunreinigungen sprechen könnte. Eine solche Lösung kann aue Natriumazid, Kaliumcarbonat und Wasser zubereitet werden, Bann wird Kaliumazid a_ue der Lösung ausgefällt. Üb die genannten Ionen einfache oder komplexe Ionen Bind, und ob sie echte Ionen im

Q09842/1S23 bad original

klassischen Sinne sind, ist von zv/e it rangiger Bedeutung* Das entscheidende Merkmal dieser Substanzen ist es,.dass sie eine Umlagerung aus-den AusgangsstOffen zu Kaliumazid und ITatriumcarbonat durchmachen können,' "^: " . _·. .. ._:_ "_. ■ ·

Die^: Beschreibung der reziproken Salzpaarsysteme geschieht am zweckmässigsten ,mittels der Jänecke-Projektion. In diesem Zusammenhang sei auf Purdon und Slater, Aqueous Solution and the Phase Diagram, Edward Arnold & Co., London (1946) verwiesen. . - ■ ' ' . : ' -:".-

Pigur 1 zeigt eine Jänecke-^rojektion eines ieils des wässrigen Systems ' . ;" - . · . - .■ ".·-./.-.

Hall, + 1/2 K₉CO KH_x + t/2 Ha₉CO-

bei 25 C, wobei jede Ecke dea Quadrats ein. reines Salz darstellt. · Jedes Salz eines Salzpaares hat seinen Platz am Ende einer Diagonalen gegenüber dem anderen. Jede Ecke stellt nicht nur ein reines Salz dar, sondern bezeichnet zugleich eine definierte Menge dieses Salzes/ und zwar gewöhnlich, wenn auch nicht notwendigerweise, ein chemisches Äquivalent, Chemische Äquivalentea werden deshalb anstatt Mol oder Gramm, verwendet, weil die oben angegebene Gleichung besagt, dass ein Molekül Hatriumazid oder Kaliutaazid einem halben Molekül natriumcarbonat oder Kaliumcarbonat äquivalent ist, . '

Da die Ecken 1 Äquivalent der reinen Substanz darstellen sollen, stellt jeder Punkt innerhalb den Diagramms ein Äquivalent gemischter Salze dar, wobei die Menge an Wasser nicht angegeben ist, £>a 1 Äquivalent jedes Salzes 2 Äquivalente Ionen liefert, ist die Summe der Kationen ein Äquivalent und die Summe der Anionen ebenfalls ein Äquivalent.

Jede Seite de« Quadrats ist eine gerade Linie, welche die Verbindungen miteinander verbindet, die ein gemeinsames Ion

ÖQ9842/1$23

ha Den, Die obere horizontale Kante von Pigur 1, z,'.'><, verbindet die ilcken, die i-aliumcarbonat und Kaliumasid darstellen, Das gemeinsame Ion ist in diesem i^r'alle da ε Kaliumion, Pur jeden Punkt des Diagramms kann die i;eii£e an in der Losung enthnlteneni Kaliumion gei'unden ve2?den, indem wan eine vertikale Linie durch diesen imil-t sinkt und die bekannten kegeln des Kelä.-prinsips anwendet, wubri die obere horizontale Kante dee Quadrats anseigi, cU.ss alle Kationen Krliuinionen sind, ^omäsp dem Hebeliietjet:: ui'/d die i'raktion dei¹ ' Lr t ionen, die aus -i--r,-liumionen besteht, durch dar, 'Verhältnis P_s/£j£. und die Fraktion der Kationen, die aus J.r.triumioiien bestellt, duvch pr/_re wioderye^ebeu· Dieueü (leset¹.·, hai; seinen Hainen von <;>..:■; Aiialojitmit dem Hebelarrai)rin:'ip der i'4ecJianik, C'einäas dieser Analogie ist, wenn alle Kr.liumioneri bei r_ auf dc;n Bolicen r£, alle ^; triumionen bei £ um^! der Jiebeld -ehpunkt bei tj plaziert v.'ii.-.'^fn, der ]iypotheti;.o]ie -:^:alJ.en r_s_ if·¹ ^lcioh.-^eviolat, wenn die bei r_ und £ plazierten ,^:c]i_rle.i r-ui '? nlixun-, bi'AV, Kati"iumioneu umt;'okelirt proportional ;ju ilrren Ab stangen vom liebeldrehpunkt sii ·■■» Für¹ den Punkt ]) auf iieu J^ia^-iTuniii :z.J» wird die Koimcntrativ η an kaliumioneii din'clj dar, VerhMltnis ps/rs, multipliziert i.ii du L' du'.'cl'j ei:ie ."!cLo dor, erH;ellte oalr^ien^e, wiedei-^o, ίμ^;?ü, . Wonn die duro!; ;io-.Lr VJol:e dar/';e8tGllto 3al^r:;uen^o 1 ciieri.'-cneo Äquivalent int, bt Lrü..,t die ]..;ilium-kon::.entration (p.f?,)(1»O)/rg = 0,7 ÄciuivalcMitOo In iünili cljer Vvo.i;.-e betrii|;t die Ko.u::ent..\-tion an ^-iLi.'iumi'Ma (jr)( 1 ,C)/rs_ = jj,0 Äquivalonte. Die KoiiKcntrr.-tion an An.ii"i_(;i·. \.'j...·'· in μιτΙο^,θϊ V/cis ο _vcfuniW!, in^um l:\·· die relative J\ i.it.lrjj de-: ;ίι kies j2 uit jV.zv,^ auf die beivti' vertikalen J-. an to-, dos <lua>' \.f-r aufoun^t. Ausserdem küni.or., ia die J3anis (-in iiiiuiv^Li-ut au Salzen d; r.-telli, Skalen i: /'c;; Kinitojj do;: ^ur.d ·■:·. I 8 ruf, cr-tellt Woi-'d«¹·!, λ.νΐυίιο ci.i.e üquiv.ilcui .!'rvl-t. i nifn UUm¹Im₁;, -".·..■■■ !phül^o .i-i.-jt wiirdt- hier !'war im l.i.ibli.ίοK au:. i<u " > :.'' I ^::ii I ο .-t, jiM-'ocli int ei; ^loioJicnu-mpen :n; V(M-I'i ,j luj] .ei-, ', ι ι·'ϊ ...-he η;) I 'J-xntn; cn anwendbar, die ou¹' drr l'Tdjl.'J^i.idll Γ !·, Ί:·:ι i ,(¹M.

!]\.-«··'τ l..-ii.-ι ι:in .ίϋ, ! μη¹. »Ι¹..! Di.M.'.Tamri durch seine n ιιοκ ή\\·-·. ι —

009842/1623

BAD ORIGINAL

■ρ· 5 —

gedrückt" werden, jedoch ist es häufig" zweOkmäs?ig_f ihn durch Salze zu'kennzeichnen,. -Da. jedes ^e/aisch aus vier möglichen Salzen durch drei Salze au3{;e drückt werden kann, kann jeder Punkt in den Quadrat als in eineLü glL-iqhGohe.nkligen Dreieck odor Hal-oquadrat "befindlich angesehen werden,,. Punkt ~g li^St In- -Jreieck KM,,«EäpGO„.KoQO-z. Hur svjei Zahlen sind erforderlich, uoi die ka^e des. Punktes aw festzulegen, und es ist höchst z'/eekmässig, die Mahlen für die Salze an den einander gegen« uberlie.-enden Enden einer Diagonale zu nehmen, bei welchen es sich in diesem Falle um KlJ' und ÜapOO ₇ handelt«, Die Balzrnenge, die, durch dag Salz am rechten \Yin]?.el de§ PreieQks. da wird, ist gleich der Gesamtmenge an SaIg^, die durch dag System dargestellt viird, abzüglich der Summe dar ö deren !dent it ate. η durch die iiclze an -'-en Ünden de.r Diagonale, angezeigt werden, ■■_-.'.

In Fi ;ur 1 ist die gusarnffiensetzung des tunktes ^, g durch d-el Balge. (r.KoQQ,)(1_fQ)/j?s a 0,6 Äquivalente KlJ,, ^)(¹i°)/li ^s 0>3 Äquivalente Wa₃OO₃ und 1,0 « -(Q,.6 +.0,5) 0,1 iifiuivalente K^OQ^, Man erkennt, dass die Menge der

^f oQO-xt gleich (^w)(1,0)/(rjs) ist,, wobei jm dervom Punlst g zur Diagonale igt, der parallel zu einer Seite des Quadrats gemessen wial, Obgleioii die /jusarnmensietau des Punktes -g durQh die Prozentgehalte an KIU₁ Ha₂GO, augge« werden kann, ist es klar, dane diese Salze l£3 die. Salßse -per ag_ vocliegQn mügsin,, sondern in lichkelt in einey anderan J?orm, ^tB, als Ionon vorliegcm KiQUn 4us dl0j3©ro Grunde ka:tm Uie Zugaüuriensetpung' de.a jg gl.eiQhvioiiX auoH duroh die. Salze KgGO^, ilal^ und KH dlrUqkt v/eydeni dia 4q3? Punkt ^ auch iime^halb de,a

Hegt* Diese, irinai^itm aind analog den

In Abwqaenheili eine?? M&hmyvoSektion fUi· ¥asae^ oder

Maclöllei die lielde wesi^$x unten xiiihQi¹ erläutert aoll davon ausgegangen v/Qrden_f dasa der

009842/1621 . BAD ORIGINAL

einos 1 unkten der Jänecke-irro jei.tion dsrart ist, dass die ' Lösung gesättigt ist. Die Mu-¹Veη Ali, l>Ü_t ill'¹, OP und DF werfen darm auf das Quadrat £ele:;t und unte -.»tollen dieses in 4 .3erulche, die als Felder her.aic:'.net vcr-:'ei_M Jed^r α.unkt innerhalb eines Feldes stellt die :vus■ j.<irjenaetsuii.^r einer Losing: dar, die mit Beau;·' auf ein οαΐκ ^epvttlgt ist. Die Ider.tität des üalses iat durch die. ic';eü an_t;e.,e>!ün, ,jedoch ist d.or Hydratationsgrad, scfern o±\: solcher vorliegt, nicht definiert. Daher ist die Lösung am Punkte jj mit ..-'eau^ auf Knliumaaid ge sättigt»

Min Gimlet auf jeder dar Kurven jUä, ?iB, ßl·¹, O¹¹' Oili:r DP stellt eine Iiüsung dar-, die nit .i.H-:;u_t; a_lrp ^r-!ρj_ Salne ^ei-itti^t ist. Diene beiden Ual.",e sind auf wasserfreier Basis diicch die beiden Jacken der bei-'fu'hbarben ¹⁽¹oldor an^e^ubexi, liuikt t_, a.}>, 1st mit ^eiaif¹; auf i':'..tj.'i.iunc;n.»bonu.t und kaliuma::.id _;;;esättigt. Die Punkte ii und W sind quaternilre invariant.a Punkte, welche Lösungen darstellen, die tn.it '!Uir.u^ auf d.'ei Üal^e gesättigt sind, die durch die Koken der bunatihba^ton ^'eldv'r dargestellt 8lud,_-L)or Punkt F iat aoniit mit lioaii; auf i^;atriuncarbonat, ilat i.'iurnai-jri w^d KaliumaHid f;e3ntti!"t.

V/enn Wasuer iaother'in :\.\u: einer ljU6Un_t:: vordtuupft wird, die niLt "Möi'.Uß- auf ein einfaches Salti oder ein hydratioierteia einfaches ünlz yeaiittigt ist, fallt rl-;.a SaIa aus, das durch die Koke doa Feldes ^ekermaelohnet wird, und die ^unaiutnensutaun^ tier LöBung verschiebt sich von Au ν 'icke des I¹OIdRu entlang einer yefaden Linie, die rtiu'ah die iioko dea Fö.Ldes und den Tunkt geht, der die urüprüu;;liuhe LciaunfiOauflanuaennetyiint:' wiedergibt« Wenn Wasiier iaobhtirm aua der ^enHtti^teu Lösung des Punktes Jg verdampft wird, füllt KaHunianid aus, und die LöaungsauaojniaenDQtf.ung verschiebt sich Ru Punkt u. Die Fraktion der gesamten SaIse, diu ala Kaliumaeid auagofallen ist, ist ij£/^«KIi, in Üboreiiiütiminung mit dem llebelfjeaetizs, Weiterea Wasuer kann unter gluichaaitiger Ausfüllung von K-alivimaaid fernt werden, bia ΛΙρ IiöBunceauatunmeneetaung den Punkt ^ er-

009ΘΑ2/1621

reicht. Wieder kann das Hebelgesetz angewendet werden, um ■" ■ ■ die Fraktion der gesamten Salze zu bestimmen, die als ^aliumazid ausgefallen ist, -Jede weitere Entfernung von Wasser führt zur Ausfällung sowohl von Kaliuraazid als auch von Natriumcarbonat, während sieh die Lösungszusarruaensetzung entlang der Kurve EF zum Punkt E verschiebt. Nach Erreichen des Punktes. E bleibt die ijösungszusa.mMeneetaur.ig konstant, da Kaliumazid, Natriumcarbonat und kaliumcarbonat au.; der Lösung ausgefällt werden. Die fortgesetzte isothermische'■Verdampfung von.Wasser führt zur Austrocknen^ der Lösung. Während des gesamten i.sothermischen Verdvunpfungsvorganges wird die AIlgerae !^zusammensetzung des Komplexes, unabhängig von der Zahl der anwesenden rhasen, durch cler, Punkt υ wiedergegeben. Dieser Punkt gibt. solange die Allgemeinzusarmiiensetzung wieder, bis ein oder mehrere Salze dem System zugesetzt oder entnommen werden. / - ■

'Figur 2 zeigt die Jäiiecke—Pro j ei, tion von Figur 1 mit einer Überlagerung durch eine ähnliche Projektion für die 80 G-Isotherme. Durch die Änderung der temperatur von 25 G zu 80⁰G hat sich A nach A¹, B nach B¹, G nach G¹, D nach D¹, E nach E^f und F nach F¹ verschoben. Ausfüllungen können in analoger Wei.se dargestellt werden, wie es für die 2[3 G-Iso- " - therme erläutert wurde.

Figur 3 stellt die grundlegende Jänecke-Projektion von Figur dar, wobei eine die MolHahl- an vjas^er pro äquivalent wasserfreies "Salz wiedergegebendti Skala vertikal von der die Salze darstellenden Basinebene projeziert ist, Das entstandene* Diagramm kann als .Darstellung eines drei, dimensipnalen Festkb'rperr; aufgefasst v;erden, jedoch int (lle^Griiiidebene .aus Keichi!orii;oij(;n 'ir^-wUrn un'd vjegun du.r b.esRe.Tj-ejp·. \ru,r-glei.chbn.r— koit mit dur Pm jektion 'vojr.'ii'igur A nicht,,pe.rwpqktiviijoli gf'^uigt» ⁷HeIi₁Vi;; VJaaBör- wird ilurüli (linuxi "J'unl'.t.^witMlorgOi'.ebeii, ('id'ν ία ns\(i'si^'\i'ini:m Abntmid yon der ti""Uii<li;b';rae niob heJ'ijidet, übr-r .rifjr Grm tinWtJj-J(J fjj.iid d i o. üb<?r riaaheu cß'/Λ. i._f ^i:t, die don "

ORIGINAL

Wassergehalt für eine gesättigte Lösung wiedergeben. Jeder Punkt auf der Sättigungsoberfläche stellt eine gesättigte Lösung und jeder Punkt über einer Sättigungsoberfläche stellt eine ungesättigte Lo gut ig dar. Ein Punlct zwischen der Sättigungsoben'läche und der Grundebene gibt die ^osnmtzusamrnenset^urg eines Systems wieder, das eine feste Phase und eine gesättigte Lösimg aufweist. Eine gerade Linie verbindet den Punkt, welcher die Zusammensetzung der festen Phase darstellt, den Punkt, welcher ^ie Allgenieinsusauimiiisetsung (den Kcnplex) wiedergibt, und den Punkt, welcher die gesättigte Lösung darstellt. Mittels des Hebelgesetzes kann man die relativen Mengen en Feststoffpho-se und gesättigter Lösung bestimmen. Jeder Punkt auf der Grundebene stellt wasserfreies GaIs dar.

Bei isothermiücher Verdanpfung von Wasser aus einer ungesättigten Auügangslüsung fallt der Punkt £,-,, ^(ier Lcsungspunlit, senkrecht, bis er die Sättigungsebene bei Punkt p_^ erreicht. Weitere ipothee .i sehe Verdampfung von λ/'asser führt zur Ausfällung von .1 ..r>liuF'a-,id und zur Verschiebung des Lüsungöpun^tee entlang der Kurve lit^ auf der Sättigungsoberfläche: von £^ noch t^. Bei Erreichen des Punktes t^ bewirkt fortgesetzte VerdMir;pfung von ^r-is^cr:·* eine Versohiebung des Punktes, der die Lösung darstellt, auf der \urve E^, P^ nach E^ unter Ausfällung von ^G.liuma:;id und Liatriumcarbonat, Weiin weiteres Wasr'er entfernt vird, bleibt die; LÜBungssusauir.engetsung bei E, stellen, und die drei Salze dor benachbart en Felder werden au.'₅\;ef;illt. .Diese Ausfällung schreitet solange fort, bis die Lösung ausgetrocknet ist. Ähnliche Diagramme können für andere IsotJini'itien. aufgor bellt werden. Als J^eispiel sei auf Figur 4 hingewiesen, di<; für die 80⁰C-Iüotherme gilt.

Anstatt; ein ^ontko i'j^oriiiodell oder ein einen solchen Festkörper darstellend es Diagramm su verwenden, ist es häufig ej:', ciijo Iiöhenpro_t1el\tion su verwenden, die den t dni-rji eilt.. Figur 5 ist die WaBser-HöhenproRektion eines Toils den ivniproken haiM^-KoCO^-Salzpaarsysteris bei

009842/ 1623 **o original

25⁰G, in der Richtung gesehen, die durch den Pfeil .in. Figur 3 angezeigt ist. Wiederum ist "bei isothermischer Verdampfung von Wasser aus ungesättigter Lösung ja« die Reihenfolge der Vorgänge dieselbe. Der die Lösungszusammensetzung darstellende Punkt bewegt sich von £₂ nach p_.., von p_.j nach j;.. unter Ausfällung, von Kaiiumazid, von t^ nach E, unter Ausfällung von Kaliumazid und liatriumcarbonat, von E^ nach E unter Ausfällung von Xaliußiazid, Natriumcarbonat und Kaliumcarbonat» Um die grundlegenden Prinzipien klarer erläutern zu können, zeigen die Figuren 3, 4 und 5 nicht die Bildung von Hydraten,

Die Figuren 6 und 6A zeigen die Gfrundebene'und die Wasser-Höhenprojektion von Teilen der 25°G- und 80⁰O-IsOthermen und können dazu dienen, die Erscheinung des Abkühlens zu erläutern, Figur 6B ist eine Vergrösserung des zentralen Teils von Figur 6A und zeigt deutlicher das Verhältnis einiger der Punkte zueinander in diesem Bereich von. Figur 6A,

Ifie Wirkung der Abkühlung der Lösung a.., die 'mit Bezug auf Kaliumazid und Kaliumcarbonat gesättigt ist, kann am besten ^anhanr1 eines hypothetischen Prozesses demonstriert werden, bei welchem Wasser bei 80⁰G zur gesättigten Lösung a^ gegeben Wird, bis sich der Lösungspunkt auf dem gleichen'Punkt ap. über der Kurve b^N befindet* Beim Abkühlen auf 25⁰G bleibt · I der Lösungsp'unkt bei a,p stehen, da kein Material ausfallt oder aus dem System herausgenommen wird. Wenn Wasser isothermisch bei 25⁰G entfernt wird, fällt der Lösungspunkt senkrecht, bis er die Kurve b|N\bei tau erreicht« Die Lösung ist nun mit Bezug auf Kaliumazid gesättigt. Bei fortgesetzter Entferming von V/a0Bfr fällt Kaliuraazid aus,und "der Lögüngapunkt bewegt sich Yort/ia, nach d|, Der Punkt der ÄllgemeinsiUQammensetzung [ welt<9i? senkreahty da nur Waas'Qr aus dem System eirbferiit j ß i der Punkt d$r Allg^meinzuganmiönBetzung _ ■

dar stell ende Ecke sind alle durch eine ' ■ ; gerade J^inie verbündeii# ¥«χηι 41©

BAD ORIGINAL

009842/1021 ·

- ίο -

den Punkt a.. erreicht, erreicht der Lösungspunkt cL . An dieser Stelle des Irypo the tischen -trosesses wurde die gleiche -^ence. Wascer zur Lösung a^ su^esetst, die etitfernt worden ν ar, wodurch die Allgemeinzus.jmine^sotziur¹; ί.αιιη iunkt a^ zurückgebracht ist. In der Zwischenzeit hat sich jedoch das System ab ι je κ IiI') It und ist F.aliumazid ausgefallen, Zwar ist er. in einer: wirklichen Prozess zulät; i£, df. a Wasser zuzusetzen und d:..nii zu entfernen, ,"jedoch ist es riwecknäs -äger, einfach die Lösung a., von 80 auf 25 C unttr Auüfälluiif; von Laliuuazid zu kühlen. 'Una Ergebnis ist dag ^_Ρ-ΐ₀>_1θ! ßio Arit-eiieinzusanncmset'nin.j a.j enthält ausgefälltes Kaliiu;;/..zid un/i .;;esättigte Lönun^; d.^.

Die Fi^¹Ui-'on 6 und 6A könnt;i. -.uol: dam dienen, einen Kreisprozess zur Crewinhun^; von i^aliuinazid aus !«atrimnazid U;...d Kuliumcarbonat zu erlaute-"ru ^at!.'Luniazid und kaliumcarbonat werlen in go(;i_t;noteij. .ι;ΐι,-;οη ^lchrt, so dass aicli ο inc bei 00⁰O ^·υsättigte I^SWJ·; uiJ.nut, άΐ3 d\ weh .leri runkt e^ dar_tjc;rt;ollt wird, ^üri,ii m'iüA \i^me^ iyot.!\·.' Tiiouh ve'dui^pft, vobei sicli untur Aup^nlieidun; vr-_tJ. J:xtriinicarbc:i-it-i>ionohyii trat der Lösun^apunlct von e^ α:.χύι a^ v.:"-'5O;iitbt, iJer ..iedv^r^ahla;; v.'ird ai'.a den System eaif^rut, wobei Lc? ii'ü, a_^ siu'üokblci^t. Dies kann durcli Zentrifugieren oder i^(li LtrirM.'eu beverkütelligt we "den. Lösung a^ wir' dann \on .;ü⁰G auf 2b°C abj^e kühlt, wae zur Lör.im,; ei- und ^r;u'.· Ausfallun,-; von Kaliumazid führt. Wasser wird iaotUerni bei 25°0 verdaapft, um weiteres Kaliumaaid abzuanl]'.-j Lden, bis dio Löfum-; den Funkt b^ erreicht, Des feste Kal.iumazid wird al a niichutoKs au 3 der Lösung entfernt, z,B, durch Zentrifugieren oder Filtrieren, Losung b.. wird dann auf 30 0 erwärmt. Ein Uemi. ch aus JMatriunuu-.id und Kaliumcarbonat, dargestellt durch Punkt 0, wird der Lüuun^ ,b^ ziigonetzt, damit sich der Komplex £, bei HO⁰C bildet, Zum Komplex c, wird Wagner suceoetat, das mit Buüug auf iiatriumearbonat-Monohydrat ges'ittigt iat, damit sich die gesättigte-Lösung O₁^ bildet« Für die Bildung der Lösung ο,ο kann ein geringer Über.iuhuBa an Wasser zugesetzt werden, damit die Auflüuun/¹; des gmu'.on Öalsna gewährleiotet ist, Wasser wird iao-

BAD ORIGINAL

009842/1123 ^AL

thermisch- bei 30 C ve^cl-i-iapft« um Aatriurooarbo^nat-Mononydrat abzuscheiden, bis die Lösungszusammensetzung den Punkt cu erreicht« Das liatriumcarbonat-lionoliydrat wird dniiii aus dem System entfernt. Die Losung a^ kann, erneut auf 25 C gekühlt und eier kreisprozess beliebig oft wiederholt werden.

Da die Janeeke-j?ro;jek.tion Gleichgewichtsbedingungen darstellt, sejgfc sie nicht die Urawandlungsgesebwiiidigkeiten während verschiedener' Stufen des l-rosesses. Wenn z.B. das Ge mis oh Ö der

Losung b^ bei Uu⁰C unter Bildung" des Komplexes c* zugesetzt — ι —j

wird, muss eisern ■'J-'eil der. fersten Phase 2eit gelassen werden, in Losung Ku gehen, und dem restlichen 'feil-davon, sich in J

Hatriumcarbonat-IloijOhydrat umssu-wandelji, V/erm man lange genug wartet", dass sich G-leich^evtohtsbedingungen- einstellen können, liefert der i.o^ripiex c? die Lösung -a., und festen Matriumcarbonat-MoriOhydrat." Der Zeitraum kam; erli- blich verkürzt herden, indem dae Geui.'ch 0 in soviel Wasser gelöst wird, als zur Bildung einer gesättigten Lösung 0.. nötig ist. Diese Lösung wird dann der Lösung b_^ zugeuetzt, um ungesättigte Lösung c_p zu bilaon, V/asüer wird ieothermioch aus Lösung Co' entfej:nt, wobei sich gesä,t r.igte Lösung e^ bildet. Die Ausfällung von liatriumcarbonat-Monohydrat kann dan-oh durch v/eiteres Ver- ".' dampfen von WaF,.3er bewerkstelligt -verden, wie, es vorstehend be !"j ch rieb en v;urde. . . .."-'_.

Um vollständige Auflösung der nötigen jienge den Gemisches Q sicherzustellen, ist es zweekmässig, einen geringen Überschuss an Wa.saer zu verwenden, wobei sich ungesättigte Lösung Op bildet. Wenn diese Lösung mit Lösung b_-, vermischt wird, bildet sich urii?e,'3ättigte Lösung c, _β Die isothermiüche Verdanpfung von Wasser bei 80 0.bewirkt, dass sich der Lösungs- " p.unkt von c^ nach £.. verschiebt, von wo ab die Ausfällung beginnen kann«

Wenn die Lösungen vermischt werden, beträgt die 'üemporatur der fsTj Q^ oder Op und der Lösung b> voraugsv/eise

008642/1623 . BAD

etwa 80⁰C. Das ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Die Temperatur der zugesetzten Lösung kann höher oder tiefer als die der Lösung b.. sein» Natürlich fällt normalerweise Salz aus, wenn die temperatur einer Lösung unter den Punkt abgekühlt wird, bei der sie gesat+igt 'ist. Diss ist keine bevorzugte ilethode zur Durchführung; des Verfahrens, da iiäufig viel 2Jeit erforderlich ist, um das u-episch ins Gleichgewicht zu bringen. Wenn Lösungen von unterschiedlicher Temperatur zu mischen sind, sollen die '.Temperaturen und spezifischen V/äruen vorzugsweise so sein, dr>ss die sich einstellende Temperatur des Gemisches den : ev/ünschten Wert für die Verdampfung des ^v'as3ers,in diesem iVille etwa SQ G,hat. Anderenfalls ist 1'.Jrwärmen oder Abkühlen erfo.rderlich.

Die .-figuren 7 und 7A erläutern eine vorteilhafte Ausführungsforn des grunüle,--eniiön Verj'ahrens. Vvom: Losung d.-, durch Abkiililen der lösung; a^ gebildet wird, i;ann. weiteres Kaliumazid durch isotheri'.iisclie Verdampfung von Wasser ausgefällt werden, wobei si on der Lösun^spunkt von _d^ nach b- verschiebt, wie oben- beöchriebtm wurde. Die isotliei.'.'iijche J^ntfci'nunt; von

bei 2^l; ¹O ist ein längs;Tier Prozess, der durch Anwendung vo]i Vakuum be;. o]ileuiii;t werden kam.-. Diu.; macht _tiedoch ein V.M.kuumsystem e'.'l'^rdcrlich; ausser^ei¹} int die durch diese Fla Burial: nie zusätzlich ausgefällte I-leii_:;-e an kaliumasid f;erinf:. ü)s k.¹HiJi vorteilhafte.:: Süin, auf die unmittelbare .Gewinnung· dieser j'en^e an i-aliuniazid zu ver:'icl;ten, Sob;.:ld dns ausgefallene Ivaliutuazid aan der losun_t;- d^ entfernt worden ist, kann' die Lösung auf 80⁰O erwärmt und das wcnii -eh 0 zugesetzt werden, um <iru: korap].ex f~ zu bilden, Dann wird Wasser zugebe Lzt, eo dass sJch ,',esi'itti^tc Losung f_-| oder vorzugsweise ungesättigte Lo'sun.«/; f.p bildet. Es kann aber auch Lösung 0^, bestehend aus Salzf;eiai;'ch 0 und Wasser, zugesetzt werden, so dass sich Lösuii", fp bildet. Um eine völlige Auflösung dos Salageraiachec 0 und i'oinheit dt:;' ·λ us zufallend en Watriumcarbcniat-Monohydrats wicherzunbollon, wird voWo^en, unguHättigte Jjöaunp f. zü*· zusot;',(Mi, JJmuii k.'uTn Wasser iaothermisch bei 80⁰C entfernt

009842/1623 _ßAnft

werden, um den Lösimgspunfct auf T* zu bringen« Fortgesetzte isothermische Verdampfung von Wasser verschiebt den Lösungspunkt nach a^ unter-Ausfällung von Matriumearbonat-Monohydrat, Der Hiederschlag kann dann abgetrennt und die Lösung a.. gekühlt werden, urn Kaliumazld auszufällen* .V/eitere Kreisprozesse können sich nach Belieben anschliessen«

Ss ist offensichtlich, dass dieses modifizierte "Verfahren auch nur teilweise durchgeführt werden kann, indem nur ein 'Teil des Wassers, das zur ^eraehiebung des Lösungspunktes von d^ nach Td., erforderlich ist, " isothermiuch entfernt wird, bevor da/s Gemiach O oder de,-;.;en Losung zugesetzt werden»

Sine andere modifizierte Ausfiihrungsform, die die am meisten bevorzugte ist,, ist in den #igureη 8 und öA dargestellt, Hier v/erden nur solange Salze au'-;.^r;efällt, bis der Lösungspunkt sich der Sättigungslinie zweier Salze nähert., ohne diese zu berühren, Damit wird die ^einheit des Salzes gewährleistet, indem die i'iöglichkeit einer Ausfällung beider Salze infolge kurzzeitiger Schwankungen in den Örtlichen Bedingungen reduziert wird* So kann die Losung £λ, die sich dem Punkt a* nähert, jedoch nicht mit ihm zusammenfällt, gekühlt werden, so dass sich festes Kaliurnazid und gesättigte Lösung k^ bildet, die auf·der Kurve m^H liegt. Dann wird Wasser isothermicch entfernt, um den Punkt h^ zu erreichen, der sich dem Punkt fflu nähert,.ohne mit ihm zusammenzufallen. Gewünschtenfalls kann Wasser aus der Lösung. £o ^^e^ ^^er Abkühlung entfernt werden,- in welchem Falle der Lösungspunkt den Punkt · h^ erreicht, ohne durch Punkt k-i zu gehen« iiJs muss Jedoch dafür gesorgt werdeni dass die relativen öeschvliiidigke it en von Verdampfung und" Abkühlung so aufeinander eingestellt werden, dass die Ausfällung von zwei Salzen vermieden wird, es sei ΑβΏη₉ die- Heinfiöit der Salze ist von geringer Bsdeu-; tung.

fiaqh Erweichen 4#a BunlttfB h| wird dag ausgefallene.

¥ad ORiGlNAI

000842/1623

au3 d-jfii System entfernt, Jaiir wird die LcSUn₁-: h. auf ■" 80⁰C erwärmt, Gemisch U wird £U. ,esetrrt, um den Komplex 2r zu bilden« Danach wird Wasser κιι₍ 'egeben, d-:.n:it uicr je .!it ri_f;te Lösung 2-] oder, falls »'asjcr im überüchusB vorlie t, uiKCi:^- tijte Lösung J₉ bildet. Auch hier viru vorzujsweise eine Lösung des Gemisches 0 anstelle de.j festen Salzes zujeeetr.t. Gesüttigte lösung O^ kann der lösung iu zu-:e-'ebon werden, um ungesättigte Lösung j_o su bilden. Um sic:ie r:;ustellen, dass das oolsgemisch 0 in Lönun_t, ist, wir^ vcr::u:;Bveiae ungeoät-ifte LÖsuri;-·.· 0_o sur Lcsunr; h-, ;;e.-tben, po dass sio^i ungesättigte Lösun_t-: jL ergibt« jJanr. wird V/as^;jer isothermisc-h bei bü G aus der Lösung: ^-·> odv^r Lösung;: j. vrrdiuupft, urd et? bild-t sich ";e,t;ät'-i:;te Löijun· j_^, Weitere isothe "rai-chc Verdampfung fällt Hat !■•iumearbonat-rkmohydrat an.;;;, wahrend der Lüsungapunkt nach r_o vei\ chcluon v;.ird. Der Kreisprozess kann beliebig oft wiederhol'; verdei'.-

ti η ist of x'rn;.5ioh tlioh, d.-ias ΰ>ν Ivreispror-.er.^ ul::· Genies oder irgenrl eine seiner einzelnen Stu"On eutv.'odür kontinuierlich eier diskontinuierlich durch ■eiüh-t werden k:.mn, -^igur 9 ("-läutert e.it; kontiuui^rl icl:en VorfafirGii, dass gomllaa der vorliCcumien iiri'indun^ diu'ch_{:e t'ührt werden k;ini, Iiine Löaunr, die bedeutende ί-ίυη^οη an t aiiuuiionej¹, l4atriumlcuien, Azidionen und C)arbonationen enthält, wird durch Leitun.; <l in einen Kühlkriütalliaatoj· 1 eingeführt, Mutterlauge und die Auswerden durch huitam., 4 und Wärineauat-iuscher ü

mittels J-'umpe ti zirkulieren ^el-'saen, 'luv Kühlung der üirku-_> lie rend en Mutterlauge auf otwn PJj⁰O wird ein ivühlmittel durch din Wärme austauscher ^;efilhrt. Die (ibersäb bi^te Mutterlauge wird über lieituiifi 9, lmmpftopl 1ü und Stut^on 1 I in eine Schicht aus krintallen eint^erührt» Kin Vakuum kann an den .Dampftopi¹ im^ele^t werden, falls Dampf entfernt werden soll, Magma wird fiua dem ^lvristallisnt;or duroh Loitung 12 mittels Pumpe 14 abjißzogen* Baa Ilagma wird in eine Zentrifuge 16 eingeführt, in welcher Mutterlauge über Leitung 18 und die Kristalle über !.eibung 20 entfe nt werden. Die Kristalle

009842/1621 iad original

können gewünschtenfalls gewaschen werden, jedoch is*t dies .gewöhnlich dann nicht erforderlich, wenn das kaliumazid fürlandwirtschaftliche Zwecke verwendet werden soll. Die Kristalle v/erden dann im i'rockner 22 getrocknet, während Dämpfe über leitung 24 entfernt warden. Mutterlauge wird 'in den Wärmeaustauscher 26 eingeführt, wo sie' auf etwa oO C aufgeheizt wird. Die warme itutte-rlauge gelangt darm zum Miscntank 28, wo .' . sis nit einer wässrigen Lösung von r-latriumazid und Kalium- ' carbonat vereinigt wird, die über -^eitung 30 'in den diGchtank 23 eingeführt wird. Die Lösung wird aus dom :-ii:;chtank 28 abgezogen, durch Leitung 32 geleitet una mit der zirkulierenden Mutterlauge in Verdampfer-kristallisator 34 vereinigt. Pumpe 36 sorgt für die äirkulation, Die zirkulierende flüssigkeit vird im Wärmeaustauscher 3ü erhitzt, οο dass der Dampf im Dampftopf /[U abgeht, ü-eväinnchtenfalls kann an den Dampf-topf Vakuum .angelegt werden. Die übersättigte Lösung wird durch den Stutzen 42 geführt und in eine Schicht aus Natriumcarbonat-Mor-ohydrat. eingeführt, in welcher ^atriumcarbonat-Fionobyc.r&t ausfällt. Magma-v;ird aus dem Verdampfer-lLristall-isator 34 über Leitung 44 mittels Pumpe 46 abgezogen und in die Zentrifuge 4β eingeführt, i-lutterlauge wird aus Zentrifuge 4β durch Leitung 2 entnommen und in den J'-ühlkriotallisator 1 zurückgeführt. Das in den j ri,stallen zurüc]r.bleibende Aaid wird durch Wa- chwascer entfernt, das über Leitung 50 zugeführt wird. Azid' enthaltendem V/aa^er wird durch Leitung 52 entfernt. Dieses V/aschwasser kann über Leitung 53 zur Zersetzung oder Aufbereitung von Azid geschickt -v/erden, wird jedoch vorzugsweise über Leitung 56 in den Ver^anpfer 54 geführt. KaliumazidkrisballG werden aus der Zentrifuge 4ö ■ über Leitung 57 abgezogen und zum Trockner 59 geschickt, aus welchem Waßaerdämpfe über Leitung 61 abgezogen werden. Das · in den-Verd.'jiapf or 54 eingespeiste W^ sch wasser wird mit der mittels Punpe 60 durch den WäwneauiBta-uscher 'pl-i zirkulierenden Mutteii,a.uge ver^f--:ii;,uht. Dampf vjird au α der überhitzten Fluß si g-■ keit in Vgrdiij'-'pfer 54 ausgetrieben. A!^;;i(i- und. Oarbonat-Ionen enthaltende, Iton^entriertα Locun/, wird: dann durch Leitung 64 ■-

009842/1623 . bad original

in den Lücungstank 66 eingespeist, wo sie mit ifcitriunasid und -'--aliuiricarbOii^t ver^ii c':1; wird, Dieie J'e-totefie werden voran; τη'nice unter i'.a;:rej.. gelöst, v.'älir..:_d J;.:v LoFi¹Ii, ;ν{τ;ΐ ■ ·*-el rnittolc Pumpe 70 durch den Vn:^ IdPuEtταΐΐ ^λ] ei? 6ü ^ei'i'.'::.'⁺ wird, lösung von 30 G wird r.ua de ti Lccuii^etank b6 ertnc innen und über -»-eituü^ 30 in rien · o. oht-iik 2:3 ei:\;;c-.^;Δ}-it, Dor Veraacpi'cr lcann ^ev.'üu je^te.if:..1I^. v:c_Lljclr.sr-e-u vcr^en, yorausgesetzt, daea die siu i/i-o;:;jor d<r .-.liu;ia: ili: ,'ifcr.lle ver'· en^.c-te --o.x^c V^f-:.;i;cor rii. cirt ^rcr.ur ist ;;lf? :^ic ''..a^ - c ν .er.;;:e, die *,uo a;".^;,e /ολ 13ereic]'::i der ^yntG¹'¹^ en ;i..r:..i: vir . Veiii das Systeu fri.ju! es Wasser br-^ucM;, käiin dieses in dt/i Löir-Uii^st-uil: bl: sir. eführt

Eei filter Einre_t iilierun^ dor ivo:j:_,f:-;.^J-r;:ti^u.-eu der LÜ3un_t er: in L)bereijisi:i';i un,^! ία it der Janecliie-Pi-O jc^rtioix des reziproken

MaN-r-KoöO-f—SalnpaarsyeteniG und .ie/.ulierun.\ der Was.'jerbilani: .' <— s

dos Sj/stems wird ein kcuxtinuisrli^::.ΰί.-· Verfalireu zur Oowinni.ni;;· von !»a.liuna'.id errtiieJit. Dierr-.; ';^rerr"al:rer ^.e^tnttet ulic!! die Verwejiiiun, deü mIb Mf.rcnpre^v.'-.t :.n:i\il!l (Midcn Jic1;riumcarbon-i.ta iiir vi^le '.Aieoke ohne weitere¹ -ieiixl,. vu:. . .'bo icn trockner 'j>9 ve!.'lfjösoiniti ^'itriiuue.-'rVjoiiMt :α;ηη T\-,s;:eri'rei od<\r das Honoliydrat sein, je nr.ch der Wnsspr^on, o, die dui'oi; c.ei: 'J-Vv^ck.'ier entfernt wurc.e. ^ewohulieh bleiljej. in:-· Spuren von As id in die-3em Material ;;uriJek.

Das Autv/•ijr.Rij.'eni ijoh 0 μιλϊρ mit .e.ai,. auf wawe^rfroio ^alne be:^:''irirhHn, jpioch i;:t es häufig: :'weok:.iässi^;_f Lio::ii;sche zut:ui3ot:^;;rn, welche hydratisierto ii;il::e, wie Koliumciirbonat-Seecjuihydrat oder '■-uliuracsrboinit-lUJiydrnt enthalten, -Der das verwendete Salzen ir eh, welches άι\ ; ,jeweilige Hydrat entliält, darstellende Punkt kann auf der Junecke-Projektion nach den weiter oben erläuterten Prinzipien fiuf;jetragen werden» Weitere Berechnungen nach dem Hebeigenetz können dünn von dieoetn Punkt

du och dii;e! tea V erin liehen von i\:at riumazid und Kaliiuncarbo«-

009842/1623

BAD ORIGINAL

nat kann man das ^erlisch O auch indirekt zubereiten, indem πι-ρ,ϊι s..3. Eatriumazid und^ivaliumhydroxid bis zum- Schmelzen erhitzt und Kohlendioxid in die'Schmelze einleitet,. Die car-.bonisierte Schmelze kann 'danach- abgekühlt und mit- oder ohne .Wasser, d.h., in Form eineβ wasserfreien Salzes, eines Hydrats oder einer Lösung in d'.-s Metathe-se-System- eingeführt werden. .

Die Carbonisierung kann auch -in wässriger Lösung durchgeführt werden. Hierbei werden Natrium?;id und Kaliumhydroxid in . Wasser gelöst, und. Kohlendioxid wird in die Löaung eingeführt. Die.Salze der carbonisierteri Lösung werden dann in einer der vorstehend beschriebenen Formen in das 'Ietäthese-System eingeführt. Aus π erde ru ist es möglich, ilatriumazid und Kaliumhydroxid in das Metathese-System einzuführen und _in situ zu carbonisieren»

Wenn konzentriertes V/ascbwasser dem Syjtem zugesetzt wird, liegt das in das-Syεtem eingeführte und aus wasserfreier Basin ducch den Punkt O dargestellte S alzgetui sch nicht auf oder über der Diagonalen l'ial'J^-KpCO™, da das Waschwasser gelöstes natriumcarbonat enthält. Wenn der das konzentrierte Waschv/asser darstellende ,Punkt auf dem Diagramm aufgetragen wird, geht eine gerade Linie, welche diesen Punkt mit dem das Ausgangssalzgemiüch darstellenden Punkt verbindet, durch den Punkt, der die Zusammensetzung eines üemioohes der beiden wiedergibt· Die genaue Lage des Punktes auf der Linie kann gefunden werden, indem, das Hebelgesetz angewendet wird. Wenn" dieser Punkt festgestellt worden ist, kann er in Verbindung ■ mit dem Punkt, der die Mutterlauge aus. der Kaliumazidauafällung wiedergibt, unter Anwendung des Hebelgesetzes dazu ver- ' v/endet werden, die Zusammensetzung des entstehenden ^emiüohes zu finden« -. i ■

Das. System wurde bisher mit Hinblick auf nur vier Ionen beschrieben, ,jedoch iat es möglich, der Motuig weitere Ionen oder '/erbindungen zuzusetzen. Die Wirkung die;jor weiteren

009842/162 J _ΐΑΒ or,g,nal

Ionen oder ^erbindun..jen auf clfis System hän^t von deren ^.utur und Konzentr tion ab. Da diese Wirkungen ..^evOimlioh nicht mit Sicherheit voruus_t;e;ja£;t werden können, werden zu ihrer liestimniin£ empirische hethoden angewandt, fremde Ionen oder Verbindungen führen ^ele^eiitlioh s;ur Ausfällung von Dopuelsalzen. Das kann unter Umständen geduldet werden, wena es nicht dai'-iuf ankownt, eiii r.tit :3c^u;.· nuf ein be3ti;nntes bal:, reines ^rroauict au bekomn.eii·

Die Jirfindun,'·; wurde unter Verwendung bestim/iter Punkte au.f der Jänecke-Projektion "beschrieben, jedoch kann man die Punkte auf dem Diagramm variiereru Dies führt :^ii einer iⁱ'inierun£ der Länge der Hebelarme für: aie ver.^%;-jjhied^nen, unter Anwendung dec ileljeli'j-eaetzea vorzuneiiinenden

Die ,;;ruadle^endei] Prini.^v.ij)ieii dec VOTVUe₁OnJon Erfindun_t ⁱ;; sind in de η folgend ο η beiüi'itJlli'iften Ausf;iar.'uti_;,si"i .Men verwirklicht.· Fur diese /iniüi-iele ist -lie Ia^e d'iv entsprechenden Punkte in i'abelle I w.i edor^c,;obet::

Tabelle I

Knii:-,entr-ition, ausred dickt in Äuuivalenteri ^aIz pro -Äquivaljnt filze Waaaormen^e, ausgedruckt in Mol pro Jiuiiivalent

Gesamt aalr,e

Punkt	0.600	Ka2CC5	HaH,	HoO
	0,525	0.251	0.069	4.02
ii	O.3Ü5	0,372	0.103	S 9b
-1	0.500	O.4H2	0.132	5.10
O	0.500	0,500	0.000	0.00
°2	0,459	0.500	O.UOÜ	5.34
-1	0.459	0,494	0.047	4.H1
ο	0.494	0.047	5.26

009842/162Ϊ bad

"•öeispiel 1 .

Sin Kreisprozess zur Gewinnung von Kaliumazid aus Batriumazid uncl Kaliumcarbonat wird durchgeführt und mit Bezug auf die figuren 6, .6A und 6B be.sehr leben. Unter Verwendung von-Punkt Άλ als Ausgangspunkt für den Kreisprozess und unter .- · der Voraussetzung, dass Punkt a.. 1,000 Äquivalent. (72» 95 g) Salze darstellen soll, wird die Lösung von 80 0 auf 25 0 gekühlt, während 0,326 Äquivalente (26,45 g)^lKN~ ausfallen, so dass 0,674 Äquivalente (46,50 g)-Salze als Lösung <L· zurückbleiben. Wasser in einer ilenge von 1,37 Mol" (24,"69 g) wir,d isotherroisch bei 25 G verdampft, wodurch v/eitere 0,154 ' ■-! Äquivalente (12,"49 g.)' KN, ausfallen und 0,520 Äquivalente (34,01 g) Salze als Lösung b^ zurückbleiben. Ausgefälltes Kaliumazid" in einer i'en?e von 0,480 Äquivalenten (38,94 g) wird aus dern System entfernt. Die Lösung b-< viird dann auf 80⁰O erwärmt. Als nächstes werden 0,960 Äquivalente (64,30 g) eines Salzgemisches, das durch den Punkt 0 wiedergegeben, wird', und aus 0,480 Äquivalenten (33»17 g) Kaliumcarbonat und 0,480 Äquivalenten (-31,21 g) -Watriurna^id besteht, zusammen mit 4,57 Mol (82,35 g) Wasser zur Lösung }u zugesetzt, M_nCh t Einstellung des Gleichgewichts bei 80⁰G liegen 1,480 Äquivalente (98,39 g) Salze gelöst als Löcung £., vor. Immer noch bei 80⁰O werden 2,96 Hol (53,34 g) V/asaor i so thermisch ent*- Jj fernt, v/obei 0,480 Äquivalente (25,44 g) liatriumcarbonat als Monuhydrat -ausfallen, ^a 0,24 Mol (4,32 g) Wasser rls •Hydratwasser mitgefällt werden, werden 29,76 g Hatriumcarbonat-Monohydrat ausgefällt. Dieses wird entfernt, wobei 1,000 Äquivalent (72,95 g) Salze ^Is Lösung a^ zurückbleiben.

D_qn abgetrennte Matriumcarbonat-Monohydrat. wird gewaschen und getrocknet, üas abgetrennte Kaliumazid wird getrocknet. Der Kreiaprozeae ist in Tabelle II zusammengefasst» Die rait den Kristallen'raitgeöohieppte Mutterlauge wird ala vernaohlässigbar

009842/1623 bad

H
O

(M

CM

te

CU
H
H
ω

MD

ο ο

(M

O
CO
UD

W I O

O
O

φ	KN
-P	O
ti	O
φ	CM
H	rf
rf
ί>
•r4
D

CM KN

• O

ti
Φ

ω η

•Η ϊΐί

φ W

τ- τΙ

cdi Q)

Pl 4-'

Pi H

ω η

:ο :ctJ

η4 Ή
φ

H ro
cd

H
cd
CQ

(D
-P
ti

αϊ

S Pi cd ω

P! rf

Cl) Γ-S

H W

cd :o

5*

ir' v

O CM

C K\

τ- (.J

CM ΙΤ-Ο KN

CM O

in κ\

in

CM •H ,G

ti

ui

Q) Nl H

cv;

Φ ^CH

Φ Φ

to

Q) H H

Cj H

:ο ο H

;—] O ICTi

in tu ro (M ft) H

•Η

CQ f-i

P' CD

η, ο [

0)

■PM ti

Φ Φ H 4^ rf H

CM }> H ■ .Η X'

cu

UJ

ι 1

Ln τ-

CM

UD

CM

CM

ti
ti

•Η

Cl) N-I-

cd fi i/3 :cd

Φ ο HO cd ί> ro

	ι—	(M	UD	O	CM
	ιη	CM	CTN	00	O
	"^	C-	CM	α
		UD		ο
		O
		O
O		τ—
ω
β		β
O		O
O		O
CO		CD
-φ		UD
O		O		«Η	Φ
				.ρ	4=
				ti
4°				Φ	Q)
N		O
■¥>		ο		<ό	!4
Φ		ο		^	Φ
CO		00			CO
Φ				4^>	CO
''Xi		•Η		H	Cd
ρ>		ω		H	I ~ί
W					-Γ-
O		τ-		Cj. I
		Ol		φ	'Ci
				ω
to		!■4
•Η		ρ!		cd	CO
		CU			H
φ		:ο	4^	KN	i<
		1-1	ti	O
				O
Vi		ω	ω	CM	§
H		H		id
cd		αί	4J		4J
			ti		H
φ		Φ	φ	φ	H
N		ts!		4-1	Uli
H		H	O	}1	Ή
cd	4-3		O	CD	0)
t/3	Q)	LO	ο	H	: ι
	CO		(X)	cd	4"*
Φ	Q)	Q)		|>	•Η
4"1	1.0	P	•Η	•Η
ti	ps	ti	0)	pj
CD		(D	jQ	C?'	O
H		i—l		Mj	CM
rf	O	cvi	O	O	tu
[>	(M	*>	. 0^	α)
I1-I	W	*Η			H
ρ!		Pi		ο	OT,
Γ'1	H	C	H
«ί		:<!	O ^.
O	ρ -Ή	O	Γ-.
UJ		α")	UD	_-)
ON	UN		σ\
O			CM

O O

009842/1623

Φ H H Φ

CM GO

ο Ι ·

OjI ON

KNj

cd

ο a

CvJ CO

1-Η

O O
CM

ca

in cn

-=jcn

C--

ro

W—ί-

ΙΌ

ir» 'X) ir% cm

CO

οο

τα

CJ

*j- cn

^ VU

• ·

CM r*

C- CvJ

cn

to to

co

CvJ

cn

IO

ω. tn

C-CvJ

- · ΚΩ

in C-

cn

•i-

KN

KN

Oj

CM

• vD

KY

CvJ

co

in

CvI

.(JO to

in

C-

LTV

cn

CM

tO

a to to Ln

cn

CvJ

to

co to

in in

in

C\J

OJ

oo cn

cn

to

m cn

cn

C-KN

CvI C-

cn

O Κ».

to

UJ

m in

009842/16 23

Beispiel 2

Ein Kreisprozess zur üewinnun:, von ^aliuma^id aus liatriumazid und kaliumcarbonat wird durchgeführt, d.;r mit Bezug auf die Figuren 6., 6A und 6ü beschrieben A^erden kann.

Unter Verwendung von Punkt a_^ als Ausgangspunkt für den Kreisprozess und unter dar Annahme, dass Punkt a.. 1,000 Äquivalent (72,95 g) Salze darstellen soll, wird die Lösung von 80° auf 25⁰O gekühlt, während 0,326 Äquivalente (26,45 g) KiI, ausfallen und 0,674 Äquivalente (46,50 g) Salze alt? Ib"sun; d-j zurückbleiben, '^asrjer in einer j-ienge von 1,37 Hol (24,69 g) wird isotherniaeb bei 25 0 verdampft, wodurch .weitere 0,154 Äquivalente (12,49 g) KIT* ausfallen und 0,520 Äquivalente (54»O1 g) Salze als Lösung b_.| zurückbleiben. Ausgefälltes Kuliuriarjid in üinor ^r?x;ge von 0,480 Äquivalenten (3^,94 g) wi:cd au:: dem System ent fen t. Die Lüaung b_-j wird dann auf öü'^JC· erwärmt, AIo nächotfc.B wird oino Lösung, die durch don Punkt U₉ dargestellt \.'ird unu aus 0,4^0 Äquivalenten (3?» 17 &] Kciliumcai'bonat, 0,4^0 Äquivalenten (31,21 g) Watriumazid und ',13 Hol (92,41 i'j Wasser beytent, bei Ou⁰G der Losung b_> ^ugeuetiit. An dio.-, ;r Ω belle befinden eich 1,4^0 Äquivalente (90,39 g) Salze al ο Loaung £λ gelöst, imiier noch bei öO°C werden 0,|j6 Mol ( 10,00 g) 11:;;öü ioc-therniüch ontf ornt, wodurch Lösung Cu entstellt, Ihivch Entfernen weiterer 2,96 iiol (53» J54 ti) Wasser bei -;ü°0 fallen 0,4tiü Äquivalente (25,44 g^ LfatriiifüCiirbonat und 0,24 Hol (4,32 g) Waa ler in Form von iiatriuiuoarbonat-Moiinhydrat aus;. Diesem wird entfernt, wobei 1,000 Äquivalent (72,9^ ß) üal",e alt; Lömu.g a^ zurtickblt iben, Das abgo bvennte Niitriumcfurbomrb-I'lonohydrab wird gewaschen und antrocknet, J)au ab;;etrentite K;.liumat;id wird getrocknet. Der Krelüjjcozosis ist in x'atiölle ItI ctiöaimaengei'aHöt» Die mit aeu i..fiötallejn mit^^o.icbleppte l-Jutterlauge wird aid vertrichläst;ig— bar

009842/1623

CXJ

OJ O

rf

0)	κ\
•Ρ	O
rf	D
φ	cm
H
rf	1 '
}>
•Η
er

• CA VD O

CJ

'.D

'Q

O TO

•Η o

τ- τ-Ι rf I CL) rf⁵ η" £ H U) H :ο :rf

(M

to rl rf

(D

co

φ ■ρ rf

co

rf «Jo

UA

»CJ

K\

"* rf

0)

H-I H

Φ φ ρ

H H CJ

rf cj :o

i* Ι>ηΊ

•Η ·Η

rf P* ?-)

er» α¹ Φ

O VD ■o ■ ei Ci KA

<r-

(M C-O ΚΛ

OA

νο O

in

CvI

# O

in tn

O la c-.J

•H. ,.q

OJ

:ö ι-η" ο

ICA til OJ

Φ H" H

Ci

co

•Η Φ

,α

-P

r I

τ—

OJ !-.'! Ul

CJ

ca ω

r-l

rf

P H H :rf

φ ϊ·0

ro -

"(U

-P KA

rf|3

ü5 φ ί>-Ρ

Φ ¹VH

rf rf

Φ Φ

'rf

i> c\

•Η tnj

nj H

C- I- ^

VO K~N T-

ο τ- η

VD

C-J

us

CvJ O

O O OJ

Ej

:o

H)

IT; 'i I

H !■■

rf ·> ■!

a -p

rj ti

οι γη ro :cö

φ Γ.

ΐ'-

Φ ϊ-4θ

μ ω

C-J

IPs

CO

CQ

Ci

es UA

φ -ρ t'j φ

H ro ei ei: co '<■}

α) U H-"¹

rf cM Ο) Ο r-l rf

> rf

ii 'co

-^:A rH

O.

σ.) νο

C- LH

■ 0

Oi VD O

Κλ

•30

O O 0 ^λ

•Η -U)

ο|

co

:o ο

Kl ο

ω <£

■;;i ·Η cw

Φ ,ο η

H H-">

Ci rf

•72 Γ-Ι

Φ ^rH

rH

rf

t>

•Η ,χ,

ο¹ H

Φ. VD

τ-

CM VD

(M (T.

β ο

C- OJ

CA.
VO

O (Q VO

cn :ο -P

K) "Q)

H ^CH

rf -P

Φ Φ

H O

rf ο

co o

fl

CO

a)

CM

-P

CD

S ■'

a;

Cl) CjJ

co

rf

H^

rf Γι

-P Tj H Ρ-»

H^ πι

:rf

^ri-l ω

a) H

EU) rf ω

ρ' 'ti

rf rf

KA

O H^ O H

CM H

:rf

rf
Φ ,

rf- O

!> cm

Η W

Ι-Ί
Φ

rf
Φ

Öi)

•r-l

ca

CJ

rf O

> CM

•g ^lJj.

u< .,H

CM 'O

CM O

OA VD O

UA OJ

O OD

VD

Ο O O OO

τ-Ι CU'

rfl

U)

:o

iH

to rH rf

cn

rf. Φ rH rf

009842/1623

ORICälNftl·

CO -P U

OJ

'ei

OJ	O
•	*
	ο
"'4"	VIJ

OJ

Γ >i

CN

ΝΛ

	v—
O	O
CnI	ON
—!
	-4
ΚΛ	9
; _'{	l>
i, I I 1	ΚΛ

Ι—

K^	•■ι-	CTN
•		v,)-
ui	•4-	O
■I		V)-
l<N	;)
;j	KN	O
O	•	Ml
CM	K^	•
o5	KN

V-O

UN IXN

\ί\

VO fNj

C--t-TN

OJ

CM

V.J- (ΛΝ

vl - VJ

[— OJ

Ευ M

OJ

σ>

ίίΝ

'.η

C--

OJ

C ι

L(N

[■-

V.-J-

CNJ OJ

tXN ON

OJ CM

αϊ in

Co

CNI

Cn

CvJ

Ci

CM

ΛΙ

(Nj

ON

a)

KN

'Λ

Oi
LiN

CTN

CTi

■Φ
CD

τ—

CM

CM

CTN

Vt"

C--ΚΛ

OJ

On

O ΚΛ

ΚΛ

LTi

009842/1623

URiGlNAL

Die jürfindung wurde unter Beaufnahme auf die. 25°O- und 30 O-Isothermen beschrieben, jedoch können gewünsohtenfalls andere Isothermen verwendet werden. Die höchste brauchbare laotherne ist der Siedepunkt des üys-teas unter Umgebungsdruck, während die niedrigste brauchbare Isotherme der Punkt ist, an den das S37stem einfrisrt. Das bevorzugte Lösungsmittel für das System ist V/asser, jedoch kann jedes .andere ■ Material, das ein LösungsMittel für i.aliuinazid-, Hatriumazid, Kaliumcarbonat und natriumcarbonat ist, verwendet werien, vorausgesetzt, kaliumazid ka.tv aus Lösungen dieser ' " g üalze ausgefällt werden. Die Jänecke-irrojektion des reziproken ITaWr₅-KpOO,-Salzpaarsystems kann unter "Verveiidung eines anderen Lösungsmittels als V/as^er aufgestellt werden. Eine Untersuchung, dieser Projektion und die Anwendung, der Prinzipien des wässrigen' Systems läaü-t erkennen, oh ein solches Lösungsmittel für die '/or.'endun^· in einem Kreisprozess oder Ijichtkreisprozess £;oei;jrjot iut. Auch (iemi j.ehe von Lösungsmitteln können gewiinschtenfalla verweiidot werden.

Unter ue hier verv/endeten Ausdrücke Kaliumazid, Hatriumazid, t..aliumcarbonat und Natriumcarbonat fallen wasaerfreie Salze, Hydrate, einfache Salze und Doppelsalze.-"

88*2/1623·

Claims (1)

1. V- l· "i ',' "Ι ■·' ■■'■ *^T Q L ο ι": η ■'

   X il .U *U Al J. .i J. O ± J.L U L/ .' ι

   Verj.":-:.ji:ⁱ;on zur (.-reviiuvur,,, von -'-aliumy^ϊα, daau"3h ^e-.ει .:- ^o Lehnet, dasa man üino Locut-;; ^uooreitet, die j'.^.r-riuu-

   en, Ar-;idiui..o,-. wA Oi.rbonatio:ie]i enthält, ₁₁₅ öBUii;¹ Kciliui. uaid auffällt; nn;i _v,e,,euer:ei.falls

   abtrennt.

   2. VarfcUiran ηί:':·!ι Anspruch 1, d:iclu.-.'cjh ;_*v.h-- .ii..>-;io^!itict, dass man eine vässrife Löutai^·. verwoiniet,

   3« Voriairren n-tch Anspruch J, daduroti ^okeiu":λ;Lohnet, dass man die Losiuifj; aus i'atriiuuiaid, K liuincarbonat und '-"aß.jor ;niberoitet.

   4. VerfahrtiU η·^1ι An." ο ίιο,ι 'λ, d;i-lurch ^ civt^uiiiüichuet, dnsi.-'■lan die LüGUUf; sub^ru Γ l.ct., indt-n üi;ui ii-ttr'ii;! ,:.::'id und

   ydrori-i in ^₁.an, vi· löät und l\ohlondioxid in die Ijöeinl'ührt.

   b« Vuri'ahr.'fti uaoh iuujni'iicii .:, luidui-'en i;,ekor'-':oiohiiet, dau_t. man die Lü.'un^· auliüruitot, in I-en man eine Suhi/'el'.'e au^ itet ciumaaid und Kaliiuiihy tr.'(^\.Ld herstollt, Kuhlenaioxid iti diese Schi>eliie oitifiihi't, die ^chmelse ei'utarren l/'s^t und diu erstarrte, carboniu i er fco Si-htueliie in ^iaaer löst.

   f>, Vorr.'vlit.'on naoh Ariüprucli L!, dadurch .,ok^n-i.U¹ Lohuet, dast; iiian bei. einer ernten '.L'cinpern tür au ι einer ernten Löaun;,, die Kali uiiiionen ι M-it,··! umlernen, Afsidionou im.; Karbonat ionen enthält, 1 al Ltiina;, l·! -!Um¹UJIt und eine ernte 1 lutte rlmif'o bil det,

   άηβ turn ft) £i\l!. fce K :,J i Uiiia';.i.d vou dt'i.¹ t r;.tt.-it ■ ^;ut t;e flaute iitvö^L-if i.u Tf.inpcirabiu¹ Ji.»-.um¹ ti^irU·': t"«il; fco r I: il·;«¹ ;tm' eine nv.'t-'lfcb

   , _!f,,.. ^ ORIGINAL

   erhöht, die holier als die erste Temperatur ist, 'eine zweite Lösiuir aus liatriutiasid, kaliumcarbonat, Wasser und dieser ersten Mutterlauge zubereitet, .. "

   natriumcarbonat aus dieser zweiten wässrigen Lösung ausfüllt Uj-jd eine sv.'eite Hütte.elauge "bildet, und das ausgefällte ^atriurncarbönat von dieser zweiten Mutterlauge abtrennt. -

   7» "Verfahren nach Anspruch·-6, dadurch lielceiitizeichnet, dass jo an riiij.de _:;t ens einen'Teil .des Kai luma aids, ausfällt, während π au diese- ernte- wässrige Lor-mng,abkühlt,

   ö. Verianre/j nach Anspruch 6, dadurch _>2"^f?¹ ennzeichnet, dass

   die erste Temperatur etwa 25 C beträgt. . .

   9. Verf&bren nach Anspruch 6, dadurch yekemiaeicJmGt, dass die zweite Temperatur etwa bO C beträ;:;t.

   10. Verfahren nach Anspruch 6, (Tadurch /-;,ekerui."i ei ebnet, dass rc an Wasser aus dieser zweiten- Lüaun;^ entfernt, während iiatriunicarbonat ausgefällt wird.

   : 11. Verfanren nach AriGj.rucli 6, dadurch [iukeim^eichnet, dass das ■ iJat.riumcarbonat als iJatriuracarbonat-Monohydrat ausgefällt wird. ' j

   12. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch bekenn^elehnet, dass ~, - ~ raan Wasser aus der ersten Lösung entfernt, während Kaliurnazid ausgefällt wird. _% . ■ ^;

   13* Verfahren nach Ans/jrucl) 10 und,Λi2, dadurch gekennaeich- ■ not> daas das /Wasser unter vermindertem Brück entfernt Wird. ^:·^;

   14. Verfahren nach Anspruch 10 und 12, dadurch gekeimteich- . ^: net, dö.ea die zur Bildung der zweiten Lösung zugesetzte ge rnindeatens bo gross ist wie die wahrend der Aus-

   009842/162 3 ' _BAD

   fällung des HatriumcHrbonats und i..rliumasids entfernte \ii\sserraenge.

   15. Verfahren nach Anspruch b, dadurch gekennzeichnet, dr.ss die ■ 'L'enperatur der ersten lintterlange erhöht wird, bevor
   die zweite Lösung gebildet wird.

   16« Verfahren nach Anspruch 6, dadurch .'vekemr-ieic'ui.et, -ir.ω·? Juan die zweite Lo yun,;; riinde;..1;ens teilweise dt-durch bildet, . dass nan

   .Nati-iuriazid und luO-iuncaroonat in l.asger zu einer dritten

   v.'i^:s;,ri;;en. Lösuiiy: lost, die.ie dritte loaui';- mit. der ersten

   iiutturlauge vereinigt, un-i

   V/aaser entfernt. -

   17» Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die i'emper^,tur der dritten wässrigen Lösung: höher int alE
   die de.·:· ersten. Mutterlauge, wenn c'iese beiden lösungen veveini_c t wev.ie]!,

   1;'. Vt¹TiMJjL¹CJi .',.CJj λ Jöpvuch 1b, d.'idurch v.el-en·: -oiciuiet, daes die .Oeiiixierntur der dritten wässrigen Lö8un_: ⁱ;- etwii gleich der der ernten Mutt-eriimr.-c ist, wenn diese beiden Lösungen vereinigt v/erticn.

   19« Verfalp'en i'-ioli Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der dritten wössri/jen Lueuii^; niedriger ist al? die (Itr ersten Mutterlauge, wenn dit^^e beiden Lörunden vereini, t v/erden»

   i'O. V(?ri'n'iren nach Auöpruc'i b, dadurch .".e]rei:n:;ei ehnet, dans das ab,¹ et rennte Wntrjuniciirbonat zur -i^ntfernunc;
   J'Jut1;crJ mifc ,",ew'iüc'ien v.'i'.'d.

   ,'1. Verfahren nüdi /uujrrucli ;.'U, dadurch ^,OluMii'^eiolmet, dasö di-o W .'3ChIaUt¹T¹ mil der ersten I.utterl iu/:e vereinigt wirö.

   0098A2/1623 ⁵^o original

   22» Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Waschlauge nit Watriumadid und Kaliumcarbonat versetzt wird. · .^₁.

   23. Verfahren nach Anspruch 21^ dadurch ^e lass as .er aus dieser W^schlau^e encfrcnt vird.

   2<5. Ve«··! li-cjn nach Anspruch 6_r dadurch goken?iaeichnet, dass des aus'ei"-illte Raliunazii und daa ausjefällte ^atriumcac-I)Gj- ?t au.i der ersten Mutterlauge durch lientrifu^ieren oder Filtrieren entfernt werden.

   25· Verfahren näcti Anspruch 6, dadurch gel-:enn;-seichne.t-^ dass alle Einfielstufen ,Kontinuierlich durchgeführt werden.. '

   26. Viirf ij-iren-nach: AnsprüCM 6, dadurch !gekemiaeichhöt,-"däiss^;-mindestenseine " 'ier E'inzelotuf en dis.lipiitinuierlich durchge^- führt vjird. -. . ■■ . .. .'. ' . .'" . .

   2?» -V&ri'anren- rii>.oh■ AEöürueh C_t., dadurch fceLamiaalohnet, dass man die av/eite Lösung- minaerfcens teilvjeistj zubereitet, indem

   Ilatrlunazid und Kaliumhydroxid in V/asser löst,

   Kohlendioxid in die "L'öaxutß einfuhrt,· . |

   diese carbonisierte Ijösun;·· mit; der ersten Hutberlauge ver-.einigt und · : . -

   Wa3ßer entfernt. ^:

   28. Verfahren n'J-oh Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dasa man die zweite Lösung-" mindestens teilweise zubereitet, indem man

   eine Schmelze aus iiatrlumanid und Kaliumhydroxid "heratollt, Kohlendioxid in diese 3chrnelze eiijführt, die oarbonlBierte Schmelze erstarren läsat, ergtarrte Schmelze in Wasser lögt,

   009842/1623 bad

   die entstandene LÖaung mit der ersten Ilutterlauge und Wasser entfernt»

   Für PPG Industries» Ine,

   Pittsburgh, i'p.., V₄St.Λ,

   009842/1623 bad or,g,nal