DE2425953B2

DE2425953B2 - Niedrig bauende Siebmaschine

Info

Publication number: DE2425953B2
Application number: DE19742425953
Authority: DE
Inventors: Claus-Gunter 4000 Duesseldorf Eilers; Kurt 4010 Hilden Hoppe
Original assignee: HEIN LEHMANN AG 4000 DUESSELDORF
Current assignee: Hein Lehmann Trenn- und Foerdertechnik 4000 GmbH
Priority date: 1974-05-30
Filing date: 1974-05-30
Publication date: 1978-05-11
Also published as: DE2425953C3; DE2425953A1

Description

Die analytische Bestimmung von Kaliumionen in Anwesenheit von Natriumionen ist schwierig auf Cirund der Ähnlichkeit ihrer Eigenschaften, wobei beide zur als Alkalimetalle bekannten Klasse gehören. Obgleich es Spektralverfahren gibt, liegt kein bekanntes Verfahren für ihre gravimetrische quantitative Analyse vor. Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines solchen Verfahrens.

Ein weiteres Ziel ist die Schaffung eines Verfahrens zur Abtrennung und Gewinnung von Kalium- von Natriumionen. Dies ist besonders zweckmäßig bei der Herstellung von Düngemitteln mit erhöhtem Kaliumgehalt.

Die bekannten Trennungsverfahren unter Anwcn-

dung einer selektiver, und Teilkristallisation von Mischungen aus Natriumchlorid und Kaliumchlorid sind langwierig und unwirtschaftlich.

Das erfindungsgemäße Verfahren üur Abtrennung von Kaliumkationen von Natriumkationen, die in einer wäßrigen Lösung von Kalium- und Natriumsalzen enthalten sind, durch Mischen der wäßrigen Lösung mit einem Alkanolamine und Ausfällen des Kaliumsalzes, ist nun dadurch gekennzeichnet, daß man

a) ein Gewichtsteil einer wäßrigen Lösung, die 2 bis 25 Gew.% gelöste Kalium- und Natriumsalze enthält, mit 0,05-LO Gew.-Teilen eines Monoalkanolamins, Dialkanolamins, Trialkanolamins oder Tetralkanolalkylendiamins mit 2-6 Kohlenstoffatomen im Alkanolamin- oder Alkylenteil mischt,

b) aus dieser Mischung Kaliumkationen als Kaliumsulfat entfernt, wodurch mehr als 75 Gew.% des Kaliumsalzes in der Mischung von (a) als Kaliumsulfat ausfällt und isoliert wird,

c) Wasser aus der nach Isolierung des Kaliumsulfats verbleibenden Lösung entfernt, bis die restlichen Salze aus der Lösung ausfallen, und diese ebenfalls isoliert.

Falls die Kalium- und Natriumsalze Kaliumchlorid und Natriumchlorid sind, werden diese in Stufe b) in Kalium- und Natriumsulfat umgewandelt, indem man zuerst bis zu einer stöchiometrischen Menge konzentrierte Schwefelsäure oder Schwefeltrioxid zur wäßrigen Salzlösung zufügt und dann den gebildeten Chlorwasserstoff entfernt.

Eine Abänderung des obigen Verfahrens besteht darin, daß man in Stufe

a) ein Gewichtsteil der wäßrigen Lösung, die bis zu 25 Gew.% der gelösten Salze enthält, mit 1-100 Gew.Teilen einer mindestens 60gew.%igen wäßrigen Lösung des Alkanolamine mischt, in Stufe

b) eine von Kaliuniverunreinigungen freie wäßrige Lösung aus Natriumsulfat, Ammoniumsulfat Schwefeltrioxid oder Schwefelsäure zur Mischung aus (a) zufügt, bis keine weitere Ausfällung von Kaliumsulfat mehr erfolgt, das ausgefallene Kaliumsulfat isoliert und wiegt und Stufe c) wegläßt.

Erfindungsgemäß bevorzugt werden Trialkanolamine und Tetraalkanolalkylendiamine, insbesondere Triäthanolamin und Tetrahydroxyäthyläthylendiamin. Andere geeignete Trialkanolamine sind Tri-npropanolamin, Triisopropanolamin, Tri-n-butanolamin, Triisobutalnolamin, Tri-n-pentanolamin, Triisopentalnolamin und Tri-n-hexanolamin.

Geeignete Dialkanolamine umfassen Diäthanolamin, Di-n-propanolamin, Diisopropanolamin, Din-butanolamin, Diisobutanolamin, Di-n-pentanolamin, Di-sek.-pentanolamin und Di-n-hexanolamin.

Geeignete Monoalkanolamine sind Monoäthanolamin, Mono-n-propanolamin, Monoisopropanolainin, Mono-n-butanolamin, Monoisobutanolamin, Mono-n-pentanolamin, Monoisopentanolamin und Mono-n-hexanolamin.

Andere geeignete Tetraalkanolalkylendiamine sind Tetrahydroxyäthylpropylendiamin, Tetrahydroxypropyläthylendiamin und Tetrahydroxybutyläthylendiamin. (Im folgenden werden die erfindungsgemäß verwendbaren Alkanolamine der Einfachheit halber lediglich »Alkanolamin« genannt.)

Zur analytischen Bestimmung von Kalium in An-

24 25

Wesenheit von Natrium wird das Verfahren vorzugsweise mit einer verdünnten wäßrigen Salzlösung (d.h. weniger als 1 Gew.% Salz) in einer konzentrierten wäßrigen Alkanolaminlösung (d. h. mehr als 60 Gew.% Alkanoiamin) ausgeführt. Unter diesen Umständen kann das Kaliumsulfat quantitativ ausgefällt werden, ohne daß die Löslichkeit des Natriumsulfates überschritten wird. Zur technischen Abtrennung kann jedoch ein so hohes Verhältnis von Alkanoiamin zu Salz (etwa 100 : 1) unzweckmäßig sein. Im letzteren m Fall kann es daher zweckmäßig sein, ein niedrigeres Alkanolamin/Salz-Verhältnis, d. h. etwa 10:1 oder weniger, anzuwenden. Obgleich in diesem Fall der größte Teil des Kaliumsulfates natriumfrei ausgefällt werden kann, bevor die Löslichkeitsgrenze des Natri- ι > umsulfates erreicht ist, bleibt etwas Kaliumsulfat in der restlichen Natriumsulfatlösung und wird später mit diesem ausgefällt.

Die ursprüngliche Quelle der Kalium- und Natriumionen ist nicht entscheidend, und so können anorganische oder organische Natrium- bzw. Kaliumverbindungen verwendet werden. So können die Chloride, Nitrate oder Sulfate bzw. Acetate, Propionate, Citrate oder Benzoate verwendet werden.

Das Sulfat oder die Schwefelsäure können vor oder > > nach der Zugabe des Alkanolamine zugefügt werden.

Die Temperatur zur Durchführung der Trennung der Kaliumionen von den Natriumionen ist nicht besonders entscheidend, der Einfachheit halber wird jedoch Zimmertemperatur bevorzugt. In bestimmten jo Fällen können höhere Temperaturen zur Erzielung niedrigerer Viskositäten und verbesserter Kristallgröße und -Verhaltens angewendet werden.

Obwohl man bei über- oder unteratmosphärischem Druck arbeiten kann, wird zweckmäßigerweise atmo- r> sphärischer Druck angewendet.

Die Kontaktzeit zwischen der wäßrigen Lösung der Kalium- und Natriumionen und dem Alkanoiamin und Sulfationen ist nicht entscheidend, da die Ausfällungsreaktion als ionische Reaktion äußerst schnell w und in jeder Weise irreversibel ist. Langsam gewachsene Kristalle werden jedoch größer und können leichter filtriert werden.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung, ohne sie zu beschränken. Falls 4-, nicht anders angegeben, sind alle Teile und Prozentangaben Gew.Teile und Gew.%.

Beispiel 1

6,8 kg eines Salzkuchens aus 50% NaCl und 50% -,o KCl wurden mit einer stöchiometrischen Menge H₂SO₄ in 18 kg Wasser behandelt. Die erhaltene Mischung wurde zum Sieden erhitzt, um alle HCl als Wasserazeotrop zu entfernen (und zu gewinnen), worauf eine wäßrige Lösung der Natrium- und Kali- -,5 umsulfate zurückblieb. 27,2 kg 67%iges wäßriges Triäthanolamin wurden innerhalb von 2 Stunden zu dieser Lösung zugegeben; während dieser Zeit kristallisierten 3,72 kg K₂SO₄ aus; dieses wurde abzentrifugiert und die Mutterlauge anschließend zum Abdampfen des überschüssigen Wassers zum Sieden erhitzt. Während des Siedens und anschließenden Abkühlens kristallisierten 4,4 kg Salz (laut Analyse 4,13 kg Na₂SO₄ und 0,27 kg K₂SO₄) aus der Lösung aus und wurden abzentrifugiert.

Beispiel 2

1,5 kg eines Salzkuchens aus 50 : 50 Gew.% KCl und NaCl wurden in 18 kg Wasser gelöst und mit 27,2 kg einer 50 : 50-Mischung (Gew.) aus Monoäthanolamin und Wasser gemischt. Zur Lösung wurden allmählich 0,59 kg Na₂SO.. eingerührt, was zur Ausfällung von 0,727 kg K₂SO₄ für eine 84%ige Ausbeute der verfügbaren Kaliumionen führte. Das K₂SO₄ wurde abfiltriert und das Filtrat zum Sieden erhitzt, um zuerst überschüssiges Wasser und dann das Monoäthanolamin freizusetzen, das zurückgeführt werden kann. Der restliche Salzkuchen bestand hauptsächlich aus NaCl und Na₂SO₄ mit etwas restlichen Kaliumsalzen. Die Zugabe von wäßriger H₂SO₄ wandelte den Rest der Chloride gegebenenfalls in HCl und Na₂SO₄ um.

Beispiel 3

0,05 g einer Salzprobe mit einem Kaliumgehalt von 0,01717 g wurden zu 100 ecm einer 90 : 10-Mischung aus Diisopropanolamin und Wasser zugefügt. Dazu wurde allmählich 1,5 ecm einer wäßrigen 5%igen Na₂SO₄-Lösung (kaliumfrei) eingerührt. Der erhaltene Niederschlag wurde durch einen gewogenen Gooch-Schmelztiegel filtriert, zweimal mit einer 90 : 10-Mischung aus Diisopropanolamin und Wasser gewaschen und rotglühend erhitzt. Der abgekühlte Niederschlag wog 0,0383 g, was 0,01717 g Kalium entsprach. Der Niederschlag war natriumfrei, und das Filtrat war frei von Kalium.

Beispiel 4

0,1 g einer Salzprobe mit einem Kaliumgehalt von 0,01705 g wurde zu 100 ecm einer 90 : 10-Mischung aus Triäthanolamin und Wasser zugefügt. Dazu wurde allmählich 1,5 ecm einer wäßrigen 10%igen Na₂SO₄-Lösung (kaliumfrei) zugefügt. Der erhaltene Niederschlag wurde durch einen gewogenen Gooch-Schmelztiegel filtriert, zweimal mit einer 90 : 10-Mischung aus Triäthanolamin und Wasser gewaschen und rotglühend erhitzt. Der abgekühlte und gewogene Niederschlag betrug 0,076 g, was 0,1705 g Kalium entsprach; er war natriumfrei, während das Filtrat kaliumfrei war.

Claims

24 25 923 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Abtrennung von Kaliumkationen von Natriumkationen, die in einer wäßrigen Lösung von Kalium- und Natriumsalzen enthalten sind, durch Mischen der wäßrigen Lösung mit einem Alkanolamin und Ausfällen des Kaliumsalzes, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) ein Gewichtsteil einer wäßrigen Lösung, die 2 bis 25 Gew.% gelöste Kalium- und Natriumsalze enthält, mit 0,05-10 Gew.-Teilen eines Monoalkanolamins, Dialkanolamins, Trialkanolamins oder Tetralkanolalkylendiamins mit 2-6 Kohlenstoffatomen im Alkanolamin- oder Alkylenteil mischt.

b) aus dieser Mischung Kaliumkationen als Kaliumsulfat entfernt, wodurch mehr als 75 Gew.% des Kaliumsalzes in der Mischung von (a) als Kaliumsulfat ausfällt und isoliert wird,

c) Wasser aus der nach Isolierung des Kaliumsulfats verbleibenden Lösung entfernt, bis die restlichen Salze aus der Lösung ausfallen,

.. und diese ebenfalls isoliert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man, falls die Kalium- und Natriumsalze Kaliumchlorid und Natriumchlorid sind, diese in Stufe b) in Kalium- und Natriumsulfat umwandelt, indem man zuerst bis zu einer stöchiometrischen Menge konzentrierte Schwefelsäure oder Schwefeltrioxid zur wäßrigen Salzlösung zufügt und dann den gebildeten Chlorwasserstoff entfernt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe

a) ein Gewichtsteil der wäßrigen Lösung, die bis zu 25 Gew.% der gelösten Salze enthält, mit 1-100 Gew.-Teilen einer mindestens 60-gew.%igen wäßrigen Lösung des Alkanolamins mischt, in Stufe

b) eine von Kaliumverunreinigungen freie wäßrige Lösung aus Natriumsulfat, Ammoniumsulfat, Schwefeltrioxid oder Schwefelsäure zur Mischung aus (a) zufügt, bis keine weitere Ausfällung von Kaliumsulfat mehr erfolgt, das ausgefallene Kaliumsulfat isoliert und wiegt und Stufe c) wegläßt.