DE291417C

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Publication number: DE291417C
Application number: DENDAT291417D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

Vr 291417 KLASSE 12/. GRUPPE

Dr. WERNER ESCH in HAMBURG.

Verfahren zur Darstellung von Kaliumcarbonat.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. November 1914 ab.

Das vorliegende Verfahren benutzt, abweichend vom Engeischen Verfahren (Patent 15218), nicht das Doppelsalz des primären, sondern des sekundären Kaliumcarbonats mit Magnesium carbonat; es benutzt auch nicht Kohlensäure als Fällungsmittel, sondern Ammoniumcarbonat mit überschüssigem Ammoniak, welche auch als Auswaschmittel für den Niederschlag dienen. Vor allern entsteht nicht das nahezu wertlose Chlormagnesium als Nebenprodukt, sondern Salmiak, der wiederum mit Calciumcarbonat oder Bariumcarbonat in Ammoniumcarbonat regeneriert werden kann. Im Gegenteil: das bisher ziemlieh wertlose Chlormagnesium der Kaliindustrie läßt sich nach dem vorliegenden Verfahren auf wertvolle Magnesiapräparate als Nebenprodukte weiterverarbeiten. Vor allem ist das nach dem vorliegenden Verfahren erhältliehe Kaliumcarbonat von hoher Reinheit. Die wesentlichsten Erläuterungen ergeben sich ohne weiteres aus den nachstehenden Formeln :

a) 2 K Cl + 2 Mg Cl₂ + 12 H₂ O + 8 N H₃

+ 4CO₂= (MgCO_;
+ (MgCO₃-
+ 6NH₄Cl.

K₂CO₃+ 4H₂O) [N HJ₂ C O₃+ 4 H₂ O)

b) (MgCO₃-K₂CO₃+ 4H₂O)
+ (Mg C O₃ [N HJ₂ C O₃ + 4 H₂ O)
glühen und dann auslaugen = 2 Mg (O H)₂ + K₂CO₃ + 2NH₃ + 3CO₂+ 8H₂O.

Ammoniak und Kohlensäure aus b) gehen natürlich zurück in den Prozeß nach a). Ferner wird das Chlorammonium aus a) passend weiterverarbeitet.

Die beim Auslaugen gemäß b) erhaltene Pottaschelösung wird zweckmäßig mit Kohlensäure gesättigt und dadurch von als Verunreinigung vorhandenem Natron in Form von Bicarbonat befreit. Die erhaltene reine Kaliumbicarbonatlösung wird dann eingedampft und gibt reines Kaliumcarbonat.

Das nach b) erhaltene Magnesiumhydrat pflegt mit Calciumcarbonat verunreinigt zu sein, welches bei dem zur Zersetzung der Doppelsalze notwendigen, nur sehr schwachen Glühen (etwa 300 bis 400 ° C) nicht in CaI-ciumoxyd verwandelt zu werden pflegt.

Das Magnesiumhydrat kann man nun zweckmäßig auf Magnesia alba verarbeiten, und zwar auf verschiedene Weise. Es eignet sich z. B. viel besser als das aus mäßig gebranntem Dolomit erhaltene Magnesiahydrat zur Ausübung des Pattinsonschen Verfahrens, weil im Gegensatz zu gebranntem Dolomit in diesem Magnesiumhydrat nicht nur ²/₃, sondern die ganze Magnesia in Magnesiumbicarbonat übergeführt werden kann.

Besonders empfehlenswert ist aber die durch folgende Formeln erläuterte Weiterverarbeitung:

c) 4Mg(OH)₂ + 4(NH₄J₂SO₄= 8NH₃
+ 4MgSO₄ + 8H₂O.

d) 4MgSO₄+16NH₃ + 8CO₂ <5₅ + 24H₂O = 4(NH₄)₂SO₄

+ 4 (Mg C O₃ · [N HJ₂ C O₃ + 4 H₂ O).

e) 4(MgCO₃ - [NHJ₂CO₃ + 4H₂O) eingetröpfelt in kochendes Wasser unter Wiederverwendung der entwickelten Gase = (Mg₄ [C O₃J₃ [O H]₂ + 3 H₂ O) + 8 N H₃ + 5CO₃+ 20H₂O.

Durch das vorliegende Verfahren wird außer den Kali- und Magnesiasalzen nur Kohlensäure verbraucht, und von den Ammoniaksalzen bzw. Ammoniak nur so viel, als bei der Regeneration verloren geht. Das Verfahren steht also dem Ammoniaksodaprozeß näher als dem Engeischen Magnesiapottascheprozeß.

Statt vom Carnallit kann man natürlich

ίο auch von einem Gemisch von K Cl und Mg Cl₂ oder auch von den entsprechenden Sulfaten ausgehen. Zu berücksichtigen ist allemal, daß zunächst für die Gegenwart von so viel Magnesia zu sorgen ist, daß sich nicht nur Magnesiumammoniumcarbonat, sondern daß sich möglichst quantitativ Magnesiumkaliumcarbonat zusammen mit dem Magnesium ammoniumcarbonat abscheiden kann. Zur Sicherheit verfährt man darum derart, daß man ein aus Magnesiahydrat und Ammoniumcarbonat leicht erhältliches voluminöses Carbonat von großer Reaktionsfähigkeit zusetzt. Bei der Reaktion gemäß b) regeneriert sich sowohl das Magnesiahydrat wie das Ammoniumcarbonat als Auslaugungsrückstand bzw. als beim Glühen abgespaltene Gase. Man kann auch das Magnesiahydrat als solches zusetzen, da gemäß a) Ammoniak und Kohlensäure bzw. Ammoniumcarbonat sowieso als Reagenzien verwandt werden. Man kann natürlich auch so verfahren, daß man bereits gereinigtes Chlorkalium mit Magnesiumhydrat in hinreichendem Überschuß und mit Ammoniumcarbonat umsetzt.

Es wird bemerkt, daß bei der bekannten Trennung von Magnesia von den Alkalien nach Schaff gotsch zwar auch Ammoniumcarbonatlösung als Reagens verwandt wird, aber es wird bekanntlich bei dieser analytischen Operation darauf hingearbeitet, möglichst reines Magnesiumammoniumcarbonat abzuscheiden und die Alkalien möglichst vollständig in Lösung zu behalten, was durch wiederholtes Lösen und Fällen auch befriedigend gelingt, während beim vorliegenden Verfahren im Gegenteil gerade darauf hingearbeitet wird, eine solche Menge von Magnesia anzuwenden, daß eben das Kalium zur Hauptsache mit in den Niederschlag gelangt.

An Stelle der Zersetzung gemäß b) durch j mäßiges Glühen kann auch die Zersetzung mit gespannten Wasserdämpfen, wie zur Vervollkommnung des Engeischen Verfahrens vorgeschlagen, erfolgen. Ebenso kann die Zersetzung nach Wünsche (Patent 18722) mittels Magnesia erfolgen, oder durch einfaches Auskochen unter Umwandlung der Magnesiadoppelcarbonate in Magnesia alba. Das Glühen hat den Vorzug, daß die auszulaugende Masse nicht übermäßig voluminös ist und das wertvolle Kaliumcarbonat entsprechend leicht auszulaugen und auszuwaschen gestattet.

Bei dem Verfahren gemäß Patent 37060 wird im Gegensatz zum vorliegenden Verfahren nicht überschüssiges Ammoniak, sondern gerade überschüssige Kohlensäure vorgeschlagen, damit wie beim Engeischen Verfahren das Doppelsalz des primären Kaliumcarbonats mit Magnesiumcarbonat entstände, während beim vorliegenden Verfahren die Doppelsalze des sekundären Kalium- und des sekundären Ammoniumcarbonats mit Magnesiumcarbonat entstehen sollen. Ferner mußte beim Verfahren der erwähnten Patentschrift für überschüssige Kalisalze Sorge getragen werden, während beim vorliegenden neuen Verfahren für überschüssiges Magnesiumcarbonat gesorgt werden muß. Verunreinigung der Ausfällung mit Chlorkalium und Wiederauflösung eines beachtlichen Teiles der Magnesia als Bicarbonat können daher beim vorliegenden Verfahren nicht eintreten.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zur Herstellung von Kaliumcarbonat aus Kalisalzlösungen, Ammoniumcarbonat bzw. dessen Komponenten Ammoniak und Kohlensäure und Magnesiumsalzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung in Gegenwart solcher Mengen . von geeigneten Magnesiumverbindungen erfolgt, daß zusammen mit dem sekundären Magnesiumammoniumcarbonat sekundäres Kaliummagnesiumcarbonat abgeschieden wird, worauf diese Abscheidungen in bekannter Weise gespalten und in be-, kannter Weise auf Kaliumcarbonat weiterverarbeitet werden.