DE294991C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Bei den bisherigen Verfahren zur Gewinnung von Ammoniumnitrat aus Alkalinitrat und Ammoniumsulfat läßt man die beiden Salze entweder in äquivalenter Menge aufeinander einwirken, oder man wendet einen entsprechenden Überschuß von, Alkalinitrat, z.B. Natriumnitrat, an.In the previous process for the production of ammonium nitrate from alkali nitrate and Ammonium sulfate is allowed to mix the two salts either in an equivalent amount act, or apply a corresponding excess of, alkali nitrate, e.g. sodium nitrate, at.

In ersterem Falle setzen sich die beiden Komponenten nur teilweise um. Im zweitenIn the first case, the two components are only partially implemented. In the second

ίο Falle wird mit steigendem Überschuß von Natriumnitrat die Umsetzung des Ammoniumsulfats zu Ammoniumnitrat zwar erhöht, das Reaktionsprodukt enthält aber naturgemäß entsprechend große Mengen von überschüssigem Natriumnitrat; in beiden Fällen ist daher wegen der Anwesenheit des Natriumnitrats die Abscheidung des Ammoniumnitrats aus dem Reaktionsgemisch mit Schwierigkeiten verbunden, so daß zu deren Überwindung schon eine große Anzahl von Vorschlägen gemacht worden sind, jedoch ohne befriedigenden Erfolg. Die technische Herstellung von reinem Ammoniumnitrat hat sich bis jetzt auf diese Weise unmittelbar überhaupt nicht ermöglichen lassen, sondern das Produkt mußte stets noch nachträglicher Reinigung unterworfen werden.ίο trap becomes with increasing excess of Sodium nitrate increases the conversion of ammonium sulfate to ammonium nitrate However, reaction product naturally contains correspondingly large amounts of excess Sodium nitrate; in both cases it is because of the presence of the sodium nitrate the separation of the ammonium nitrate from the reaction mixture with difficulty connected, so that a large number of proposals have already been made to overcome them have been made, but without satisfactory results. The technical production of pure ammonium nitrate has so far not worked in this way directly at all allow, but the product always had to be subjected to subsequent cleaning will.

Der vorliegenden Erfindung liegt im Gegensatz zu den bisherigen Verfahren die An-In contrast to the previous methods, the present invention is based on the

wendung eines Überschusses von Ammoniumsulfat zugrunde. Es wurde nämlich gefunden, daß bei Anwendung eines Überschusses von Ammoniumsulfat nicht nur die Umsetzung des Alkalinitrats in Alkalisulfat in höherem Maße stattfindet, und damit die Ausbeute an Ammoniumnitrat erhöht wird, sondern auch, daß bei Anwendung eines genügend großen Überschusses von Ammoniumsulfat eine quantitative Bildung des Ammoniumnitrats erfolgt. Gleichzeitig wird, wenn man bei nicht zu hohen Temperaturen arbeitet, das gesamte Alkali in ein verhältnismäßig schwerlösliches Doppelsalz von Alkaliammoniumsulfat übergeführt, das eine leichte Abscheidung und Trennung des Ammoniumnitrats ermöglicht.using an excess of ammonium sulfate. It was found that when using an excess of ammonium sulfate not only the conversion of the alkali metal nitrate into alkali metal sulfate to a higher level Takes place, and thus the yield of ammonium nitrate is increased, but also, that when using a sufficiently large excess of ammonium sulfate a quantitative Formation of ammonium nitrate takes place. At the same time, if you work at temperatures that are not too high, the whole Alkali converted into a relatively poorly soluble double salt of alkali ammonium sulfate, which enables easy deposition and separation of the ammonium nitrate.

Die vollständige Überführung des Alkalinitrats in Ammoniumnitrat erfolgt jedoch erst bei großem Überschuß an Ammoniumsulfat, und zwar wurde festgestellt, daß die Umsetzung erst dann quantitativ verläuft, wenn auf ι Mol. Alkalinitrat mindestens 1 Mol. Ammoniumsulfat zur Anwendung gelangt, d. h. das Doppelte der für die Umsetzung theoretisch erforderlichen Menge. Dies hat seinen Grund nach den angestellten Beobachtungen darin, daß die Umsetzung bei Anwendung geringerer Mengen von Ammoniumsulfat nicht, wie früher angenommen, vollkommen nach der GleichungHowever, the complete conversion of the alkali nitrate into ammonium nitrate takes place first in the event of a large excess of ammonium sulfate, it was found that the reaction only then proceeds quantitatively when at least 1 mol. of alkali metal nitrate. Ammonium sulfate is used, d. H. twice the theoretical for implementation required amount. According to the observations made, this is due to the fact that that the implementation when using smaller amounts of ammonium sulfate does not, as before supposed to be perfectly according to the equation

2 NaNO₃+ (NH₄)₂ SO₄ = Na₂SO₄ + 2NH₄NO₃ 2 NaNO ₃ + (NH ₄ ) ₂ SO ₄ = Na ₂ SO ₄ + 2NH ₄ NO ₃

verläuft, sondern daß in diesem Falle ein Teil des Ammoniumsulfats zur Bildung von Doppelsalzen verbraucht wird, so daß ein Teil des Alkalinitrats unverändert bleiben muß.runs, but that in this case part of the ammonium sulfate to form double salts is consumed, so that part of the alkali nitrate must remain unchanged.

Zur Erzielung einer quantitativen Umsetzung ist es erforderlich, mindestens so viel Ammoniumsulfat anzuwenden, daß das gesamte Alkalinitrat in Alkaliammoniumdoppelsalz vonTo achieve a quantitative conversion, it is necessary to use at least as much ammonium sulfate that all of the alkali nitrate in alkali ammonium double salt of

der Zusammensetzung ι Mol. Alkalisulfat, ι Mol. Ammoniumsulfat übergeführt werden kann, also auf ι Mol. Alkalinitrat mindestens ι Mol. Ammoniumsulfat. Ein weiterer Überschuß von Ammoniumsulfat ist nicht schädlich.the composition ι mol. Alkali sulfate, ι mol. Ammonium sulfate can be converted, so to ι mol. Alkaline nitrate at least ι mol. Ammonium sulfate. A further excess of ammonium sulfate is not harmful.

Die vorerwähnten, nur bei Anwendung eines großen Überschusses von Ammoniumsulfat entstehenden Doppelsalze, die auf ι Mol. Alkalisulfat ι Mol. Ammoniumsulfat enthalten,The aforementioned, only when using a large excess of ammonium sulfate resulting double salts containing ι mol. Alkali sulfate ι mol. Ammonium sulfate,

ίο sind bisher nicht bekannt geworden. In der Patentschrift 149026 sind zwar ebenfalls doppelsalzförmige Verbindungen erwähnt, und zwar solche, die entstehen, wenn man zur Herstellung von Ammoniumnitrat äquivalente Mengen von Natriumnitrat und Ammoniumsulfat aufeinander einwirken läßt. Diese doppelsalzförmigen Verbindungen aus Natriumsulfat, Ammoniumsulfat und Natriumnitrat, deren Bildung nach den Angaben jener Patentschrift vermieden werden muß, sind nicht identisch mit dem Doppelsalz, das nach vorliegendem Verfahren erhalten werden kann, das sich besonders durch seine Schwerlöslichkeit auszeichnet und das deshalb mit Vorteil zur Abtrennung des Ammoniumnitrats verwandt werden kann.ίο have not yet become known. In the Patent 149026 are also double salt-shaped Connections mentioned, namely those that arise when one goes to manufacture of ammonium nitrate equivalent amounts of sodium nitrate and ammonium sulfate on top of each other can act. These double salt compounds of sodium sulfate, ammonium sulfate and sodium nitrate, their Education must be avoided according to the information in that patent specification are not identical with the double salt, which can be obtained by the present process, which particularly characterized by its poor solubility and therefore with advantage for Separation of the ammonium nitrate can be used.

Bei der Ausführung des vorliegenden Verfahrens kann man die Ausgangsstoffe entweder in heißer, entsprechend konzentrierter Lösung aufeinander einwirken lassen und dann nötigenfalls einengen, oder man kann sie nach inniger Mischung eventuell nur mit so viel Lösungsmitteln versetzen, daß das Gemisch bei erhöhter Temperatur einen innigen Brei bildet, welcher nach dem Erkalten eine harte, leicht zu zerkleinernde Masse abgibt, die dann einer geeigneten Trennung unterworfen werden kann.In carrying out the present process, one can either use the starting materials Let them act on each other in a hot, appropriately concentrated solution and then if necessary narrow, or after intimate mixing you can possibly only with so many solvents put that the mixture forms an intimate slurry at elevated temperature, which After cooling, it gives off a hard, easy-to-grind mass, which is then a suitable one Separation can be subjected.

Sollten bei der Ausführung des vorliegenden Verfahrens an Stelle von Alkalinitrat Gemische zur Verwendung gelangen, die außer Alkalinitrat noch andere Alkalisalze oder Ammoniumsalze enthalten, so wird sinngemäß verfahren, wobei jedoch stets zu beachten ist, daß der Überschuß an Ammoniumsulfat so groß bemessen werden muß, daß das gesamte Alkali in das erwähnte Doppelsalz, das auf 1 Mol. Alkalisulfat mindestens 1 Mol. Ammoniumsulfat enthält, übergeführt werden kann.Should be used in place of alkali nitrate mixtures when performing the present process are used which, in addition to alkali nitrate, also contain other alkali salts or ammonium salts are contained, the procedure is analogous, but it must always be noted that the Excess of ammonium sulfate must be dimensioned so large that all of the alkali in the double salt mentioned, which is 1 mol. Alkali sulfate contains at least 1 mol. Ammonium sulfate, can be converted.

Die quantitative Umsetzung des Alkalinitrats in Ammoniumnitrat und die dadurch bedingte wirtschaftliche Überlegenheit ist aber nicht der einzige Vorteil des vorliegenden Verfahrens. Ein weiterer, noch wichtigerer technischer Fortschritt des Verfahrens liegt darin, daß es im Gegensatz zu den früheren Verfahren eine alkalinitratfreie Reaktionsmasse liefert, die eine leichtere Gewinnung des Ammoniumnitrats gestattet. The quantitative conversion of the alkali nitrate into ammonium nitrate and the resulting However, economic superiority is not the only advantage of the present process. Another, even more important technical advance of the process is that it is in In contrast to the earlier process, an alkali nitrate-free reaction mass provides that a the ammonium nitrate can be obtained more easily.

Bei den bisherigen Verfahren zur Herstellung von Ammoniumnitrat aus Ammoniumsulfat und Alkalinitrat erfolgte die Gewinnung des Ammoniumnitrats nach der Umsetzung in der Weise, daß die Reaktionsmasse der fraktionierten Kristallisation aus wäßriger Lösung unterworfen wurde. Da die Löslichkeit des Alkalinitrats jedoch besonders bei höherer Temperatur recht groß ist, ist diese Art der Gewinnung aber ziemlich umständlich und vor allem zur technischen Darstellung von reinem Ammoniumnitrat nicht geeignet.In the previous processes for the production of ammonium nitrate from ammonium sulfate and alkali nitrate, the ammonium nitrate was obtained after the reaction in the Way that the reaction mass is subjected to fractional crystallization from aqueous solution became. Since the solubility of the alkali nitrate, however, especially at higher temperatures is quite large, but this type of extraction is rather cumbersome and especially for technical representation of pure ammonium nitrate not suitable.

Man hat auch versucht, dem Reaktionsgemisch das Ammoniumnitrat durch Alkohol zu entziehen. Da aber das bisher darin enthaltene Alkalinitrat hierin ebenfalls beträchtlich löslich ist, ist auf diese Weise ein reines Ammoniumnitrat gleichfalls nicht erhältlich. Der vor längerer Zeit (Patent 48705) gemachte Vorschlag, die Abtrennung des Ammoniumnitrats aus einem Gemisch von Ammoniumnitrat und Natriumsulfat mittels Alkohols vorzunehmen, hat ebenfalls keinen Erfolg, da auch das Natriumsulfat entgegen manchen Angaben in der Literatur schon in o,6prozentigem Alkohol beträchtlich löslich ist.Attempts have also been made to replace the ammonium nitrate in the reaction mixture with alcohol to withdraw. But since the alkali nitrate previously contained therein is also considerable is soluble, a pure ammonium nitrate is likewise not obtainable in this way. The proposal made some time ago (patent 48705), the separation of ammonium nitrate from a mixture of ammonium nitrate and sodium sulfate using alcohol, is also unsuccessful, as the sodium sulfate, contrary to some information in the literature, is already at 0.6 percent Alcohol is considerably soluble.

Nach dem vorliegenden Verfahren ist dagegen die Gewinnung des Ammoniumnitrats bedeutend erleichtert. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß die Reaktionsmasse nicht nur, wie bereits erwähnt, alkalinitratfrei ist, sondern auch, daß das bei der Ausführung des Verfahrens erhaltene Doppelsalz sich gegenüber Nitrat wie Sulfat durch seine Schwerlöslichkeit auszeichnet.According to the present process, on the other hand, is the recovery of ammonium nitrate significantly relieved. It has been found that the reaction mass does not only, as already mentioned, is alkali-nitrate-free, but also that this is during execution The double salt obtained in the process differs from nitrate and sulphate due to its poor solubility excels.

. Zur Gewinnung des Ammoniumnitrats kann man deshalb nach dem vorliegenden Verfahren z. B. so arbeiten, daß man die Komponenten entweder in derartig konzentrierter Lösung zusammenbringt, daß ein Teil des Doppelsalzes auskristallisiert, die Mutterlauge neuerdings mit den Komponenten in entsprechender Menge heiß sättigt, wodurch abermals nach Abkühlen das Doppelsalz ausfällt, und so fortfährt, bis die verbleibende Mutterlauge derart an Ammoniumnitrat gesättigt ist, daß dieses sich leicht abscheidet, oder aber man kann auch in eine heißgesättigte Lösung von Ammoniumsulfat unter Erwärmen die entsprechende Menge festes Natriumnitrat eintragen und dann, wie oben beschrieben, verfahren, in welchem Falle in Anbetracht der größeren Konzentration die Abscheidung des Ammoniumnitrats natürlich weit früher erfolgt.. To obtain the ammonium nitrate, you can therefore use the present process z. B. work so that the components either in such a concentrated solution brings together that part of the double salt crystallizes out, the mother liquor recently saturates with the components in the appropriate amount hot, which again after cooling the double salt precipitates, and so continues until the remaining mother liquor is so high in ammonium nitrate what is saturated is that this separates out easily, or one can also use one hot saturated solution of ammonium sulfate while heating the appropriate amount of solid Enter sodium nitrate and then proceed as described above, in which case in In view of the greater concentration, the separation of ammonium nitrate naturally occurs happened much earlier.

Weiter hat sich bei der Durcharbeitung des vorliegenden Verfahrens noch ergeben, daß die entstehenden Doppelsalze, z. B. das Doppelsalz Na₂ S O₄ (N H₄) ₂ S O₄, sich im Gegensatz zum Alkalinitrat und Alkalisulfat auch durch ihre Schwerlöslichkeit in Alkohol, Holzgeist und anderen Lösungsmitteln auszeichnen. Ja, es hat sich herausgestellt, daß dieses Doppelsalz ebenso wie etwa überschüssiges Ammoniumsulfat z. B. schon in einem Alkohol von ge-Furthermore, when working through the present process, it was found that the resulting double salts, e.g. B. the double salt Na ₂ SO ₄ (NH ₄ ) ₂ SO ₄ , in contrast to alkali nitrate and alkali sulfate, are also characterized by their poor solubility in alcohol, wood spirit and other solvents. Yes, it has been found that this double salt as well as any excess ammonium sulfate z. B. already in an alcohol of

ringerer Stärke praktisch unlöslich ist (Natriumsulfat hingegen ist in 90 prozentigem Alkohol noch namhaft löslich), so daß es nach dem vorliegenden Verfahren selbst bei Verwendung eines solchen Alkohols geringerer Stärke leicht und sicher gelingt, auf technisch einfache Weise ein sehr reines Ammoniumnitrat zu erzielen. Auch hierin liegt ein ganz besonderer, bedeutender technischer Fortschritt, der um so unerwarteter war, als die bisherigen Versuche zur Gewinnung des Ammoniumnitrats durch Auslaugen der Reaktionsmasse aus Alkalinitrat und Ammoniumsulfat ergebnislos geblieben sind.lower strength is practically insoluble (sodium sulfate, on the other hand, is in 90 percent alcohol still notably soluble), so that it can be used according to the present process Such an alcohol of lesser strength succeeds easily and safely, in a technically simple manner Way to get a very pure ammonium nitrate. Here too there is a very special Significant technical progress, which was all the more unexpected than the previous attempts to obtain the ammonium nitrate by leaching the reaction mass from alkali nitrate and ammonium sulfate have remained inconclusive.

Zur Ausführung des Verfahrens in dieser Form ist es zweckmäßig, die Komponenten gleichfalls, wie bereits beschrieben, entweder in wäßriger Lösung oder, noch besser, in konzentrierter Form aufeinander einwirken zu lassen und dann die Reaktionsmasse nach vorheriger ganzer oder teilweiser Entwässerung und Zerkleinerung, z. B. mit Alkohol größerer oder geringerer Stärke, je nach ihrem Wassergehalt, beispielsweise mit 90 prozentigem, in einer geeigneten Apparatur der Auslaugung zu unterwerfen. Es gelingt auf diese Weise nach dem vorliegenden Verfahren leicht, ein reines, fast iooprozentiges Ammoniumnitrat zu erhalten.To carry out the process in this form, it is expedient to use the components likewise, as already described, either in aqueous solution or, even better, in concentrated form to act on each other and then the reaction mass after previous complete or partial drainage and comminution, e.g. B. larger with alcohol or less strength, depending on their water content, for example 90 percent in to be subjected to leaching using a suitable apparatus. It works that way easy according to the present process, a pure, almost 100 percent ammonium nitrate to obtain.

Claims

Patent-to sayings:

ι. Process for the extraction of ammonium nitrate from ammonium sulfate and from Alkali nitrate or mixtures which, in addition to alkali nitrate, also contain other alkali or ammonium salts contain, characterized in that the ammonium sulfate is used in excess, which is expedient dimensioned so high that at least ι mol brings to action, whereupon the reaction product is subjected to a separation.

2. Execution of the method according to claim i, characterized in that one the action of the starting products in the presence of one to dissolve the whole Amount of salt insufficient amount of water to go, and that the separation so undertakes that by adding liquids, the solubility of the molecular amounts of Alkali sulfate and ammonium sulfate worsen the existing double salt, e.g. B. alcohol, separates this alkali ammonium double salt and separates the ammonium nitrate from the mother liquor.