DE223169C

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Publication number: DE223169C
Application number: DENDAT223169D
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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

■-JÄ 223169-KLASSE 12 t. GRUPPE

. ■ in MÜNCHEN.

Bekannte Verfahren zur Darstellung von Salzsäure und Chlor aus Chlorcalcium oder Chlormagnesium sind hauptsächlich darauf gegründet, besagte Stoffe in festem Zustand mit S Kieselerde, Tonerde oder Ton zu mengen und durch die rotglühende Masse Wasserdampf oder Luft zu leiten.

Diese Verfahren leiden jedoch hauptsächlich daran, daß die Ausbeuten im günstigen Falle ίο nur 67 Prozent sind und die Temperaturen sehr hoch gehalten werden müssen.

Ferner besteht in vielen 'Fällen der Nachteil, daß die in ungeheuren Mengen abfallenden Chlorcalcium - Chlormagnesiumlaugen vor ihrer Verarbeitung auf Salzsäure oder Chlor erst eingedampft werden müssen.

Außerdem sind die erhaltenen Gase (Salzsäure bzw. Chlor) durch Wasserdampf oder Luft so sehr verdünnt, daß mit ihnen kaum etwas anzufangen ist.

Eine Verarbeitung dieser Laugen auf Salzsäure oder Chlor hat nur unter folgenden Gesichtspunkten Aussicht auf Erfolg:

1. Das in ihnen enthaltene Chlor muß mögliehst quantitativ entweder als Salzsäure oder Chlor in konzentriertem Zustand erhalten werden.

2. Die zur Zersetzung nötigen Temperaturen dürfen auf keinen Fall höher als 700⁰ sein, da sonst die Feuerungskosten zu hoch und der Verschleiß der Apparate zu stark ist.

3. Die Laugen müssen in dem Zustand wie sie abfallen, d. h. ohne vorherige'Eindampfung, zur Auskristallisation verarbeitet werden können.

4. Die erhaltenen festen Zersetzungsprodukte müssen entweder als solche direkt in der Solvay-Sodaindustrie verwendet werden können, und zwar so, daß durch ihre Benutzung nicht neue unverwertbare Abfallmaterialien entstehen. Oder aber sie müssen auf leichte, billige Art zu regenerieren sein, so zwar, daß das Zersetzungsmaterial wieder erhalten werden kann und ein neues Produkt entsteht, verwertbar für die Solvay-Sodaindustrie oder leicht verkäuflich.

Ein weiterer Vorteil für die Regeneration des Zersetzungsmaterials ist natürlich dessen leichte Löslichkeit in Wasser bzw. der Chlorcalcium- bzw. Chlormagnesiumlauge, weil ein leicht löslicher Körper viel leichter quantitativ zu regenerieren ist als ein unlöslicher.

Alle diese Bedingungen werden nun beim vorliegenden Verfahren erfüllt.

Zu diesem Zwecke werden als Zersetzungsmaterialien gelöste Borsäure oder lösliche saure Phosphate der Erdalkalien oder des Magnesiums oder Mischungen dieser Stoffe verwendet.

Diese Substanzen werden in der Lauge gelöst und die erhaltene Lösung wird durch eine Düse 0. dgl. in äußerst fein verteiltem Zustand in erhitzte Gefäße gespritzt.

Infolge der feinen Verteilung ist die Reaktion eine sehr schnelle und vollständige. Das nötige Wasser liefert die Lauge selbst; es ist also außerdem noch möglich, die Kon-

Claims

zentration der Salzsäure von vornherein so zu gestalten als man will.

Bei Benutzung des richtigen Gemisches von Chlorcalciumlauge und Zersetzungsmaterial beginnt sogar die Salzsäureentwicklung bereits beim Kochen der konzentrierten Lösungen bei 170⁰. In diesem Falle kann man schon durch Erhitzen unter Druck auf 200⁰ einen regelmäßigen Strom hochkonzentrierten Salzsäuregases erhalten, wobei man nur dafür zu sorgen hat, daß die Wassermenge stets die gleiche bleibt. Es gelingt auf diese Weise, das Chlor des Chlorcalciums bzw. Chlormagnesiums quantitativ als Salzsäure zu erhalten.

Will man Chlor gewinnen, so ist nur notwendig, ein Oxydationsmittel, z. B. Braunstein, zuzugeben. Man erhält alsdann ein dem WeI-. don chlor gleichwertiges hochprozentiges Chlorgas.

I. Verwendung von Borsäure.

Als Endprodukt entsteht Calciumborat, wenn man Chlorcalcium verarbeitet hat.

Das Produkt ist in Wasser suspendiert und verleiht ihm infolge hydrolytischer Spaltung eine äußerst stark alkalische Reaktion. Es wird zur Gewinnung des Ammoniaks aus dem Chlorammonium herangezogen, indem man es, wie dies an sich bekannt ist, mit der Chlorammoniumlauge erhitzt. Die alsdann erhaltene Mischung von Chlorcalcium und Borsäure kann direkt zur Zersetzung benutzt werden.

Es zeigt sich, daß die Ammoniakdarstellung mit Hilfe von Calciumborat gegenüber der bisher gebräuchlichen mit Calciumhydroxyd einen ganz bedeutenden Vorteil gewährt.

Während im letzteren Falle ein großer Überschuß an Calciumhydroxyd genommen werden muß, um alles Ammoniak auszutreiben, genügt bei Verwendung von Calciumborat die theoretische Menge zur quantitativen Erzeugung von Ammoniak ohne Verluste an Borsäure.

Es ist dabei ganz gleichgültig, in welcher Konzentration gearbeitet wird.

Ein weiterer Vorteil ist noch der, daß sich das Calciumborat völlig in der heißen Chlorammoniumlösung auflöst, so daß also eine klare Flüssigkeit entsteht. Die am Schluß ammoniakfreie Lauge kann ohne Filtration a oder Vorbehandlung direkt zur Zersetzung verwendet werden. Ähnlich verhält es sich, wenn die Salzsäure aus Chlormagnesium hergestellt wird.

,, II. Verwendung von löslichem sauren Phosphat der Erdalkalien oder des Magnesiums.

Als Zersetzungsprodukt entsteht das gesättigte Salz der Phosphorsäure mit den Erdalkalien und dem Magnesium, z. B. phosphorsaurer Kalk.

Aus diesem kann auf einfache Weise durch schweflige Säure oder Kohlensäure unter Druck wieder das saure Salz (Monocalciumphosphat Ca H_i [P O₄]₂) gewonnen und zur Zersetzung verwendet werden. Die ausfallenden zwei Moleküle schwefligsaurer oder, kohlensaurer Kalk können wieder in ihre Komponenten zerlegt werden.

In beiden Fällen hat man somit einen völligen Kreisprozeß gemäß folgendem Schema:

CaCO₃

j ^ + NaCl+ N H₃ CaO C O₂->- Na H CO₃^

NH₄H C O

2H₃BO₃ NH₃ Ca Cl₂ + H₃ B O₃

2 H Cl Ca(BO₂J₂

ά. h. der aus dem Kalkstein durch Glühen gewonnene Kalk kann entweder verkauft oder zur Herstellung von Chlorkalk verwendet werden.

Für das saure Phosphat gilt das gleiche Schema.

Es ist zwar auch schon bekannt (Patentschrift 40686, Kl. 75), Chlorammonium mit Magnesiumborat zu zersetzen, wobei unter Entwicklung von Ammoniak ein aus Magnesiumchlorid und saurem Magnesiumborat (oder Borsäure) bestehender Rückstand verbleibt, der darm bei der Behandlung mit Luft oder Wasserdampf das Chlor als solches bzw. in Form von Salzsäure abgibt und in wieder verwendbares gesättigtes Magnesiumborat übergeht. Dort wird aber das Chlorammonium zunächst verflüchtigt und in Form dieser Dämpfe auf das Magnesiumborat zur Einwirkung gebracht, während bei vorliegendem Verfahren die Chlorammoniumlauge unmittelbar mit dem Magnesiumborat (oder Calciumborat) zersetzt wird.

Pate nt-A ν Sprüche:

i. Verfahren zur Herstellung von Salzsäure und Chlor aus Chlorcalcium und Chlormagnesium durch Erhitzen mit nicht flüchtigen Säuren, dadurch gekennzeichnet, daß als solche Borsäure oder in Wasser lösliche saure Phosphate der Erdkalien oder des Magnesiums oder Gemische dieser Substanzen verwendet werden, und zwar derart, daß man sie in der Chlorcalcium- bzw. Chlormagnesiumlauge löst und diese

dann, ev. nach Zusatz eines Oxydationsmittels, erhitzt.
2. Verfahren nach Patentanspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktionslaugen in fein verteiltem Zustand in erhitzte Gefäße, spritzt.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1 und2, dadurch gekennzeichnet, daß man das als Nebenprodukt erhaltene Galciumborat bzw. Magnesiumborat in an sich bekannter Weise mit Chlorammoniumlauge zwecks Gewinnung des Ammoniaks erhitzt und alsdann die erhaltene Mischung von Chlorcalcium bzw. Chlormagnesium und Borsäure unmittelbar zur Zersetzung gemäß Patentanspruch 1 und 2 verwendet.