DE23719C - Verfahren zur Darstellung von Strontiumkarbonat aus Cölestin - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vollständige Reduction des Cölestins bezw. des Strontiumsulfats zu Schwefelstrontium mittelst Kohle erfordert einen Grad der Weifsglut, welcher jeden Tiegel nach einmaligem Gebrauch zu Grunde richtet.

Aufserdem macht die schwierige, nur partiell sich vollziehende Zersetzung des blofsen Schwefelstrontiums durch Kohlensäure es erklärlich, dafs in der Praxis der billige Cölestin noch nicht erfolgreich zum Ausgangspunkt einer fabrikmäfsigen Darstellung von Strontiumoxyd geworden ist. . .

Um beide Uebelstände zu beseitigen, führt der Erfinder Schwefelkalium in den Procefs ein.

Das Schwefelkalium ist ein Körper, welcher in der Glühhitze die Reductionskraft der Kohle weit übertrifft, im Verein mit Kohle also den Cölestin schon bei relativ mäfsiger Temperatur complet reduciren kann.

Im Verein mit einfach Schwefelkalium löst „sich das Schwefelstrontium leichter in siedendem Wasser auf, als reines Schwefelstrontium.

Drittens zeigte sich die Zersetzung einer heifsen Lösung von Schwefelstrontium und Schwefelkalium durch Kohlensäuregas schneller und completer für beide Theile, als bei Behandlung jedes Theiles allein mit Kohlensäure.

Das nöthige Schwefelkalium gelangt durch Vermischung des Cölestinmehles mit krystallisirtem, fein zerstofsenem Kaliummagnesiumsulfat in den Procefs. Im Verein mit Kohle geglüht, reducirt sich dann zunächst, und schon bei mäfsiger Glut, jenes Doppelsalz zu Magnesiumoxyd und Schwefelkalium. Leicht schmelzbar, greift letzteres die benachbarten Cölestinmolecüle an.

Als die für den Procefs beste Mischung hat. sich folgende ergeben:

190 bis 200 kg Cölestinmehl = 2 Atome Strontiumsulfat,

202 - 205 - krystallisirtes Doppelsalz = ι Atom Kaliummagnesiumsulfat,

150 - Steinkohlenmehl (Gaskohle), 10 - 15 - Kaliumsulfat-Rückstand der vorigen Procedur.

Fein gepulvert, innigst gemengt und zusammengestampft müssen diese drei Materialien bei völligem Luftabschlufs geglüht werden. Zweckmäfsig geschieht dies in gufseisernen cylindrischen Tiegeln von ca. 110 mm lichtem Durchmesser und 800 mm Höhe, welche reihenweise in der Decke eines dafür leicht zu bauenden, mit Generatorgas geheizten Tiegelofens hängen. Nach jeder Glühung, welche etwa 2 Y₂ Stunden dauert, wird eine glühende Tiegelreihe aus der Decke des Ofens herausgezogen und durch eine neue, frisch gefüllte ersetzt. Ein Tiegel von genannter Dimension hat 8 1 Inhalt und fafst jene Normalmischung mit 4 kg Cölestin. Oben unterhalb der Ofendecke hat er in seiner Seitenwand ein paar 10 mm weite Löcher, durch welche das während des Glühprocesses massenhaft sich entwickelnde Kohlenoxydgas und Schwefelwasserstoffgas entweichen und im Ofen, zur Unterstützung der Heizung, verbrennen kann. Aufserhalb des Ofens ist der Tiegel während der Glühung verschlossen mit einem losen Deckel, der leicht mittelst Lehmbreies gasdichten Schlufs gewährt.

Die so wichtige Entschwefelung des Tiegelgehaltes, welche sich in der oben erwähnten,

auffallend massenhaften Schwefelwasserstoffgas-Entwickelung kundgiebt, hängt zusammen mit den 6 bis 7 kg Wasserstoff, welche das Steinkohlenmehl enthält und während der Durchglühung langsam und stetig entbindet.

Im Ofen genügt Kupferschmelzhitze; bei ihr halten die Tiegel, zumal wenn sie aus bestem schottischen Eisen gegossen sind, gut aus und zeigen nur geringen Verschlufs. Inwendig werden sie durch jene Masse nicht, angegriffen, denn letztere zeigt sich nach der Glühung nicht geschmolzen, sondern blofs zusammengebacken zu einem Klumpen, welcher beim Umstülpen des Tiegels ohne Weiteres herausfällt und eine mürbe, fleischrothe Masse vorstellt.

Letztere, der Kürze halber »Sulfuretmasse« genannt, wiegt normal circa 250 kg; sie mufs sich in verdünnter Salzsäure vollständig lösen, darf keine Schwefelsäure mehr enthalten und keinen weifsen unzersetzten Cölestinrest zeigen.

Die Sulfuretmasse besteht aus Magnesia, Strontiumoxydhydrat, Schwefelstrontium und einfach Schwefelkalium und wird direct aus den erkalteten Tiegeln, mit Vermeidung eines Aufenthaltes an der Luft, in die Extractionsgefäfse geschüttet.

Letztere sind geschlossene, runde Kästen, welche mittelst eines Rührwerkes und eines Dampfdoppelbodens sich zum Auskochen der Masse eignen. Durch Decantation und wiederholten Aufgufs neuen Wassers wird die Auslaugung siedend so lange fortgesetzt, bis das Filtrat nur noch Spuren von Strontiumoxyd enthält. Man verbindet zweckmäfsig sechs solcher Kästen zu einer Batterie, so dafs continuirliche Auslaugung und stets concentrirte Filtrate erlangt werden.

Diese sind klar, fast farblos, und scheiden beim Erkalten über die Hälfte alles Strontiumoxyds als Hydrat in grofsen Krystallen aus. Doch zeigt sich dieses Oxyd mit etwas Schwefelstrontium behaftet, weshalb ich es vorziehe, es nicht separat zu gewinnen, sondern vereint mit der überstehenden Mutterlauge in Strontiumcarbonat umzuwandeln.

Die Verwandlung in Carbonat erfolgt mittelst durchgeleiteter Kohlensäure bei Siedehitze, so dafs dabei einerseits ein schweres Sediment von Strontiumcarbonat, und andererseits eine ungefähr loprocentige Lösung von Kaliumcarbonat resultirt. Das anfangs massenhaft sich entbindende Schwefelwasserstoffgas wird nach mehrstündiger Dauer dieser Saturation immer spärlicher. Diese ist beendet, sobald ein mit Bleiwasser benetzter Papierstreifen keine Spur Schwefelwasserstoff mehr in dem entweichenden Dampf anzeigt.

Die zu benutzende Kohlensäure sei nicht durch Sauerstoffgas verunreinigt, und deswegen eignet sich am besten dazu die aus Kalkstein mittelst glühenden Wasserdampfes zu gewinnende ganz reine Kohlensäure.

Das gefällte Strontiumcarbonat ist durch eine Filterpresse von der Potaschelösung zu trennen und mit Leichtigkeit auszuwaschen zu einem ganz weifsen Kuchen. Er ist hoch rein, ca. 99procentig und enthält nur ein wenig Schwefeleisen.

Die Potaschelösung giebt nach der Eindampfung, Röstung und Wiederauflösung in einem Minimum kalten Wassers, wobei etwas Eisenoxyd und Kaliumsulfat restiren, eine Potasche von 98 pCt., sofern das angewendete Kaliummagnesiumsulfat ziemlich frei von Chloriden war.

Der so nebenbei abfällige kleine Antheil von Kaliumsulfat kommt zur nächsten Tiegelmischung, macht den ganzen Procefs wieder durch und geht also nicht als Potasche verloren.

100 kg angewendeter Cölestin geben nach diesem Verfahren ca. 70 kg Strontiumcarbonat und 30 kg Potasche.

Claims (4)

Patent-An Sprüche:

1. Zum Zweck einer combinirten Strontianitünd Potaschefabrikation die Vermischung des Cölestinmehls mit Kaliummagnesiumsulfat und Steinkohlenmehl in oben angegebener oder einer theoretisch ähnlichen Proportion.

2. Die Durchglühung dieser Gemenge bei Luftabschlufs behufs ihrer Verwandlung in Schwefelstrontium, Strontiumoxydhydrat, Schwefelkalium und Magnesia in gufseisernen oder thönernen Tiegeln in beliebigem Tiegelofen.

3. Die Auskochung der geglühten Masse mit Wasser bei Luftabschlufs behufs Gewinnung einer Lösung von Strontiumoxydhydrat, Schwefelstrontium und einfachem Schwefelkalium.

4. Die Eindampfung dieser Lösung unter gleichzeitiger Durchleitung von Kohlensäuregas bis zum Ende der Schwefelwasserstoff-Entwickelung behufs totaler Bildung von reinem Strontiumcarbonat und Kaliumcarbonat.