DE292174C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 16. GRUPPE

Dr. H. PRECHT in HANNOVER.

Ammoniumchlorid hat man bisher in der Weise hergestellt, daß man Ammoniak mittels Salzsäure neutralisierte. Die in den Endlaugen der Kaliindustrie zur Verfügung stehenden großen Mengen von Magnesiumchlorid hat man bisher zur Darstellung von Ammoniumchlorid nicht verwendet. Die Wechselzersetzung zwischen Ammoniak und Magnesiumchlorid ist keine vollständige, da sich nach teilweiser Fällung von Magnesiahydrat ein Doppelsalz von Ammoniummagnesiumchlorid bildet. Dieses Doppelsalz hat folgende Zusammensetzung:

NH₄Cl =20,86,

MgCl₂.= 37,01,

6 H₂O = 42,13.

Der Stickstoffgehalt in diesem Doppelsalze ist sehr gering und beträgt nur 5,5 Prozent. Daher konnte es als Pflanzennährstoff in der Landwirtschaft nicht verwendet werden. Das Ammoniumsulfat, welches jetzt allgemein zu Düngungszwecken Anwendung findet, hat etwa 20 Prozent Stickstoff und bietet somit im Vergleich zu dem Ammoniummagnesiumchlorid einen wesentlichen Vorteil durch Ersparnis an Fracht und Arbeitslöhnen beim Ausstreuen der Düngemittel. Würde man das wasserhaltige Ammoniummagnesiumchlorid teilweise entwässern, so erhöht man den Stickstoffgehalt auf etwa 9 bis 10 Prozent und ist auch dann im Vergleich zum Ammoniumsulfat nicht konkurrenzfähig.

Wesentlich größere Vorteile wird man nur dann erzielen, wenn es gelingt, auf möglichst einfache Weise im Fabrikbetriebe das Doppelsalz von Ammoniummagnesiumchlorid zu zerlegen, Magnesiumchlorid auszuscheiden und dasselbe ebenfalls in Ammoniumchlorid überzuführen. Nach der Löslichkeit von Magnesiumchlorid und Ammoniumchlorid im Wasser kann man annehmen, daß es ohne weiteres nicht gelingt, eine Trennung beider Salze durch Kristallisation zu bewirken, da die Löslichkeit des Ammoniumchlorids und Magnesiumchlorids nahezu gleich ist, wenn man die Zusammensetzung des Doppelsalzes berücksichtigt. 100 Teile Wasser lösen bei 15⁰C 35 Teile Ammoniumchlorid und 54 Teile Magnesiumchlorid.. Das Verhältnis der Löslichkeit beträgt demnach 35 zu 54 = 65 zu 100. Berechnet man das Verhältnis beider Salze nach obiger Zusammenstellung, so kommt man zu den Zahlen 20,86 zu 37,01 = 56 zu 100. Da die Löslichkeit des Ammoniumchlorids im Vergleich zu der Zusammensetzung des Doppelsalzes etwas größer ist, als die des Magnesium-Chlorids, muß man annehmen, daß bei der Behandlung des Doppelsalzes mit Wasser Ammoniumchlorid zuerst gelöst wird. Die Versuche haben ein anderes Resultat ergeben, als man nach der theoretischen Berechnung erwarten sollte. Wenn man das Doppelsalz in der Wärme löst und einen Teil beim Erkalten der Lösung wieder auskristallisieren läßt, so erkennt man, daß die Kristallisation nicht mehr aus dem Doppelsalze, sondern aus Ammoniumchlorid be- 6g steht. Man kann durch einmalige Kristallisation etwa 30 bis 40 Prozent NH₄Cl von dem im Doppelsalz vorhandenen Ammoniumchlorid gewinnen. Um diese Ausbeute zu erreichen, löst man bei Siedetemperatur 100 Teile Doppelsalz

in etwa 55 Teilen Wasser. Man hat dann unter Anrechnung von 42 Prozent Kristallwasser eine Lösung, in welcher 97 Teile Wasser und 57,87 Teile Salze enthalten sind. 100 Gewichtsteile dieser Lösung enthalten 37,3 Prozent Salze. Beim Abkühlen kristallisiert wie vorstehend angegeben, 30 bis 40 Prozent Chlorammonium mit etwas Doppelsalz je nach der Temperatur, bei welcher die Kristalle von der Lösung getrennt werden. Die Lösung von 100 Teilen Doppelsalz und 55 Teilen Wasser ist bei Siedetemperatur nicht gesättigt. Eine annähernde Sättigung erzielt man bei Auflösen von 100 Teilen Salz in 44 Teilen Wasser. Diese Lösung läßt beim Erkalten bis auf 55 ° C vorzugsweise Chlorammonium ausscheiden, bei weiterer Abkühlung erkennt man die Kristalle des Doppelsalzes. Die erste Kristallisation bis 55 ° C abgekühlt beträgt etwa 20 Prozent vom Gewichte des angewandten Salzes, sie enthält neben Chlorammonium auch bereits Doppelsalz eingeschlossen. Reines Chlorammonium kristallisiert aus einer Lösung von 100 Teilen Doppelsalz in 60 bis 70 Teilen Wasser. Aus der übrigbleibenden Mutterlauge kann man nach dem Eindampfen eine zweite Kristallisation von der Zusammensetzung des ursprünglich angewendeten Doppelsalzes erhalten. Wenn nach der zweiten Kristallisation die Mutterlauge noch weiter eingedampft wird, so bleibt nach der dritten Kristallisation eine Mutterlauge übrig, die fast aus reinem Magnesiumchlorid besteht, in welchem nur Spuren von Ammoniumchlorid vorhanden sind. Wenn man die zweite Kristallisation in geringen Mengen Wasser nochmais auflöst und von neuem kristallisieren läßt, so erhält man wieder Ammoniumchlorid. Durch wiederholte Kristallisation kann man das Doppelsalz vollständig trennen in Ammoniumchlorid und in eine Mutterlauge von Magnesiumchlorid.

Die Kristallisation des Ammoniummagnesiumchlorids verläuft daher ganz anders als man nach dem Verhältnis der Zusammensetzung und der Löslichkeit beider Salze annehmen konnte. Auch die vorhandenen Literaturangaben ließen ein anderes Ergebnis erwarten; z. B. heißt es in Gmelin-Krauts Handbuch der anorganischen Chemie, 6. umgearbeitete Auflage, II. Band, 1. Abteilung, Seite 481, wie folgt: »Chlormagnesium-Chlorammonium kristallisiert aus den gemischten Lösungen der einfachen Salze (Fourcroy) und läßt sich durch Umkristallisieren reinigen (v. Hauer).« — Aus der Angabe, das Doppelsalz ließe sich durch Umkristallisieren reinigen, mußte man schließen, daß eine Zersetzung beim Umlösen nicht eintritt. — Die gleiche Zersetzung wie durch Kristallisation aus warmer Lösung kann man auch durch Behandlung des Doppelsalzes mit einer zum Lösen ungenügenden Menge Wasser erzielen. Wenn man 100 Teile Doppelsalz mit etwa 60 Teilen Wasser ¹Z₂ bis 1 Stunde intensiv zusammenrührt, so ist ein großer Teil des Doppelsalzes in fein verteiltes Ammoniumchlorid und lösliches Magnesiumchlorid zerlegt. Ersteres wird nach der Trennung von der Lösung mit wenig Wasser gereinigt und die dabei entstehende Waschlauge zur weiteren Doppelsalzzersetzung verwendet. Das durch Rühren gewonnene Ammoniumchlorid hat nicht das grobkörnige Gefüge wie das aus warmer Lösung dargestellte Produkt und ist daher zum Ausstreuen als Düngemittel weniger angenehm.

Von den beiden im Doppelsalze vorhandenen Salzen ist Ammoniumchlorid in Alkohol unlöslich, Magnesiumchlorid dagegen löslich. Man kann daher das Doppelsalz auch mit einem Gemisch von Alkohol und Wasser in ähnlicher Weise zersetzen wie mit Wasser allein, sei es durch Kristallisation aus warmer Lösung oder durch Rühren bei gewöhnlicher Temperatur. Die dabei zur Anwendung kommenden Gewichtsverhältnisse unterliegen großen Schwankungen je nach dem Mischungsverhältnisse von Alkohol und Wasser. Wasser mit 20 Prozent Alkohol verwendet man in ähnlichen Gewichtsverhältnissen wie reines Wasser. Vom 5oprozentigen Alkohol muß man selbstverständlich größere Mengen Flüssigkeit verwenden, da darin die Löslichkeit des Chlormagnesiums geringer ist als im Wasser.

Das dargestellte Produkt dient im wesentliehen in der Landwirtschaft als Stickstoffdünger. Man kann es für sich allein oder als Mischdünger mit Kalisalzen oder anderen Pflanzennährstoffen ausstreuen. Für diese Verwendung ist es nicht notwendig, reines Chlorammonium mit 25Y₂ Prozent Stickstoff darzustellen. Wenn die gewonnenen Produkte 22 bis 24 Prozent Stickstoff enthalten, so genügt dieser Reinheitsgrad vollständig; man kann sich auch wie beim Ammoniumsulfat mit 20 Prozent Stickstoff begnügen und dementsprechend eine geringere Reinigung von Magnesiumchlorid vornehmen.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Darstellung von ammoniumchloridhaltigen Düngemitteln bzw. reinem Ammoniumchlorid, dadurch gekennzeichnet, daß man Ammoniummagnesiumchlorid in soviel warmem Wasser auflöst, daß eine Zersetzung in beim Erkalten sich ausscheidendes Ammoniumchlorid und neben unzersetztem Doppelsalz in der Mutterlauge gelöst bleibendes Magnesiumchlorid eintritt.

2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man die vom ausgeschiedenen Ammoniumchlorid abgetrennte Mutterlauge zwecks Abscheidung des unzersetzten Ammonium-

magnesiumchlorids eindampft und das Doppelsalz durch warmes Wasser zersetzt.

3. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man Ammoniummagnesiumchlorid durch Behandlung mit zur vollständigen Lösung unzureichenden Mengen Wasser von gewöhnlicher Temperatur verrührt.

4. Ausführungsform der Verfahren gemäß Anspruch 1 . bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle von Wasser stark verdünnter Alkohol verwendet wird.