DE300642C - - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN
AM 20. SEPTEMBER 1921

Es wurde gefunden, daß man gewisse kalihaltige Gesteine durch Kochen mit Lösungen von Natronsalzen, insbesondere Natronsalpeter, unter Druck und erhöhter Temperatur aufschließen kann, und gleichzeitig die wichtige Tatsache festgestellt, daß sich diese Reaktion unter geeigneten, Bedingungen so schnell und weitgehend durchführen läßt, daß sie technisch brauchbar ist zur Herstellung löslicher KaIidüngemittel und reiner Kalisalze einerseits und. zitronensäurelöslicher Doppelsilikate anderseits.. Erst diese überraschend weitgehende Umwandlung des Natronsalzes in das entsprechende Kalisalz, also die Möglichkeit, den Überschuß des Natronsalzes stark beschränken zu können, ohne daß dadurch die Kaliabspaltung beeinträchtigt würde, ermöglicht die technische Durchführung des Verfahrens mit Aussicht auf wirtschaftlichen Erfolg, denn es ist einleuchtend, daß ein weniger günstiges Verhältnis der in der umgesetzten Lösung, vorhandenen Kali- und Natronsalze das Verfahren unwirtschaftlich machen würde wegen der Kosten der Natronsalze bei gleichzeitiger starker Verminderung des Wertes der durch wertlosen Ballast verdünnten Kalisalze und die dadurch bedingten Fabrikations-, . Verpackungs- und Frachtspesen.

Mit Hilfe dieser Methode kann man also Natronsalpeter direkt in Kalisalpeter konvertieren. Der dabei erforderliche Überschuß von Natronsalpeter ist so gering, daß man leicht einen hochwertigen, insbesondere für Düngezwecke geeigneten Kalinatronsalpeter mit etwa 25 Prozent K₉O, entsprechend etwa 54 Prozent K N O₃, und 15 Prozent N herstellen kann, der durch Auslaugen sich leicht vom unlöslichen Rückstand trennen läßt. Die maximale Gleichgewichtskonzentration, bei der die Reaktion zum Stillstand .kommt, liegt sogar bei "einer Lösung, welche ²/₃ KNO₃ neben ¹J₃ NaN O₃ enthält. Auf diese günstige Lage des Gleichgewichts bezüglich der Kalikonzentration ist es nun möglich, ein Verfahren zu basieren, Natronsalze mittels löslicher Kali-Silikate direkt in reine Kalisalze zu konvertieren, indem man aus der erhaltenen Lösung bei geeigneten Konzentrations- und Temperaturverhältnissen das Kalisalz abscheidet, während die natronhaltige Mutterlauge in den Kreisprozeß zurückkehrt.

Bei der technischen Durchführung des Verfahrens kocht man z. B. einen Schlamm von feinem gemahlenen Gestein mit einer Lösung von Natronsalz unter Druck in mit Rührwerk versehenen Autoklaven. Man kann z. B. auch so verfahren, daß man in geeigneten Gefäßen, z. B. Mulden, das Gesteinpulver mit wenig Wasser anfeuchtet, so daß ein dicker Brei von Gestein und Salz, welches nur teilweise in Lösung zu gehen braucht, entsteht und , dann das Gefäß in einem Druckkessel der Wirkung gespannten Dampfes aussetzt. Die Tatsache, daß sich hier hohe Konzentrationen der Salzlösung anwenden lassen, ohne die Kaliabspaltung ungünstig zu beeinflussen, ist insofern wichtig, als dadurch die Eindampfungskosten niedrig gehalten werden.

In ähnlicher Weise wie mit dem Gestein für sich verläuft die Reaktion, wenn man durch Glühen natürlicher kalihaltiger Gesteine mit Kalk oder Kalk und Phosphaten (z..B.

nach Patent 274409 und 277705) oder durch Kochen mit Kalk unter Druck oder auf andere Weise hergestellte, stark basische Kalikalkdoppelsilikate der gleichen Behandlung unterwirft. Alle diese Modifikationen ändern nichts an dem Wesen des Verfahrens, welches auf der Erkenntnis beruht, daß in gewissen Kalidoppelsilikaten die Tendenz zur Bildung eines unlöslichen Natronaluminosilikates so stark ist, daß sie sich mit Natronsalzen unter Bildung hoch kalihaltiger Lösungen aufschließen lassen.

Die Anwendung des Natronsalpeters .zu vorliegendem Verfahren bietet ganz besondere Vorteile, welche darin bestehen, daß die Aufschließung ohne Vermischung mit pflanzen- oder bodenschädlichen Agentien (SO₃ oder Cl) erfolgt', daß das Aufschließungsmittel insofern nichts kostet, als es seinen Wert unverändert behält, daß endlich ein hoch kalihaltiger Stick-■ stoffmischdünger erzielt wird.

Der wasserunlösliche Rückstand, welcher neben dem aufgenommenen Natron unter Umständen noch einen Teil des Kalis zurückhält, ist durch die Behandlung aufgeschlossen und ist als Bodenverbesserungsmittel und gegebenenfalls durch seinen Gehalt an Phosphorsäure wertvoll. Es ist daher technisch vorteilhaft und dient wesentlich zur Vereinfachung der Fabrikation, wenn man in gegebenen Fällen ' auf die Trennung des löslichen und unlöslichen Teiles der Reaktionsprodukte verzichtet und den erhaltenen Schlamm direkt nach Trocknung und Mahlung als neuartigen Kalidünger bzw. Mischdünger in den Handel bringt.

Zur Herstellung des neuen Düngemittels eignet sich insbesondere der separierte Leucit, den man mit hohem Kaligehalt beschaffen kann. Andererseits kann das Verfahren jedoch auch dazu dienen, die bei der Separation des Leucits entfallende Kalimasse nutzbar zu machen.

Beispiel 1:

Leucitnephrit oder daraus separierter Leucit wird aufs feinste gemahlen und unter An-

! Wendung von Windseparatoren oder eines Schlämmverfahrens nochmals sorgfältig von allen im Mahlprodukt enthaltenen gröberen

So Teilchen getrennt. 1 000 kg separiertes Leucit (enthaltend 16 Prozent K₂O) werden mit 450 kg Chilesalpeter und etwa 1 200 1 Wasser in einem Autoklaven etwa 3 Stunden lang auf 12 Atm. gehalten. Nachdem der Druck entspannt ist,

wird der ganz locker gebliebene Schlamm abgelassen und systematisch ausgelaugt, wobei die Waschwässer, soweit sie genügend stark sind, zur Lauge gegeben werden, während die schwächeren zum Ansetzen der folgenden Charge benutzt werden. Das Auslaugen kann auch unter Zuhilfenahme von Filterpressen erfolgen. Die so erhaltene Lauge enthält 310 kg KNO₃ neben nur 190 kg NaNO₃. Nach erfolgter Klärung wird auf etwa 45 ° Be eingedampft. Die konzentrierte Lauge wird sodann in Kühlkasten mit oder ohne Bewegung abkühlen gelassen, wobei sich 80 Prozent des vorhandenen Kalisalpeters in kleinen oder (in der Ruhe) großen Kristallen ausscheiden. Die Kristalle werden auf der Zentrifuge abgeschleudert und sind nach leichtem Decken mit Kalisalpeterlauge chemisch rein. Die den Rest des Kalisalpeters enthaltende Lauge wird abermals konzentriert, auf mindestens 45° Be. Beim Abkühlen kristallisiert die Mutterlauge zu einer Kristallmasse von Kalinatronsalpeter mit 12 bis 13 Prozent K₂O-Gehalt, die abgeschleudert wird und als Düngemittel in den Handel gebracht wird. Man kann natürlich auch die von der ersten Kristallisation erhaltene Mutterlauge beim Ansetzen der folgenden Leucitcharge unter Zugabe weiteren Chilesalpeters wieder verwerten. Durch diesen Kreisprozeß läßt sich Natronsalpeter fast quantitativ in Kalisalpeter umsetzen, da nur von Zeit zu Zeit zwecks Entfernung der in der Mutterlauge sich anreichernden Verunreinigungen des Chilesalpeters die Mutterlauge entfernt zu werden braucht.

Beispiel 2:

Es werden 4000 kg Leucit mit 1650 kg Na₂ S O₄ und etwa 8 0001 Wasser etwa 2 Stünden bei 18 Atm. Druck im Autoklaven gekocht. Der erhaltene äußerlich gar nicht veränderte Schlamm liefert beim Auswaschen eine Lauge, welche 1080 kg K₂SO₄ neben noch 770 kg Na₂SO₄ enthält. Die am besten in einem Apparat mit kontinuierlicher Salzabscheidung eingedampfte Lauge läßt beim Eindampfen in der Hitze den größten Teil ihres Kalis als reines körniges K₂SO₄ fallen, das in einer Zentrifuge abgeschleudert wird. Die Mutterlauge liefert beim Abkühlen reinen Glaserit in schönen harten, 1 nicht hygroskopischen Kristallen, die unmittelbar als Düngemittel verwendet werden können. Natürlich kann man auch die Mutterlauge, anstatt mit Glaserit abzuscheiden, in den Kreislauf zurückkehren lassen und nach Zusatz weiteren Natriumsulfats mit Leucit umsetzen.

B e i s ρ i e 1 3:

Ein dicker Schlamm von 1000 kg Leucit, 500 kg Chilesalpeter und 500 1 Wasser wird in einem geeigneten Gefäß, z. B. Kippwagen, in einen Druckzylinder gebracht, ähnlich den bei der Kalksandsteinfabrikation üblichen, und dort etwa 6 Stunden lang unter 8 bis 10 Atm. Dampfdruck gehalten. Nach dem Ablassen des Druckes wird der nahezu trockene Schlammkuchen ausgekippt und völlig getrocknet. Er

Claims (5)

wird sodann im Desintegrator zu feinem Pulver zerschlagen und kann unmittelbar als Düngemittel mit io Prozent löslichem K2O und Prozent N-Gehalt in den Handel gebracht werden. Patent-A ν Sprüche:

1. Verfahren zur Nutzbarmachung kalihaltiger Silikatgesteine, insbesondere für

to Düngezwecke, dadurch gekennzeichnet, daß man Leucit oder ähnliche Gesteine, vorzugsweise separierten Leucit oder mit Kalk oder Kalk und Phosphaten o.dgl. gewonnene basische Kalium - Calcumdoppelsilikate, in feiner Mahlung mit Lösungen von Natronsalzen bei erhöhter Temperatur unter Druck behandelt, worauf dem Reaktionsgemisch entweder die wasselöslichen Be-" standteile entzogen und fü sich weiter verarbeitet werden oder das Gesamtgemisch zur Trockne gebracht wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Natronsalz Chilesalpeter verwendet wird.

3. Verfahren nach Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt des zur Aufschließung des Gesteins dienenden Natronsalzes so gering bemessen wird, daß ein vorwiegend aus KNO₃ bestehendes Reaktionsprodukt gewonnen wird, aus dessen Lösung das Kalisalz durch fraktionierte Kristallisation gewonnen werden kann.

4. Verfahren nach Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Natronsalz in möglichst hoher Konzentration angewendet wird, gegebenenfalls derart, daß es nur einen Teil gelöst und zum anderen Teil als festes Salz in der Schlammsuspension enthalten ist.

5. Die Verwendung des nach Patentansprüchen ι bis 4 entstehenden, die löslichen und unlöslichen Bestandteile enthaltenden Produktes als Düngemittel.