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KAISERLICHES PATENTAMT.IMPERIAL PATENT OFFICE.

KLASSE 12*/^:GRUPPECLASS 12 * / ^: GROUP

Ä^himoniumperchlorat, das bei der Herstellung von Sprengstoffen sowohl für militärische als auch für friedliche Zwecke ■ eine sehr umfangreiche Verwendung gefunden hat, wird wohl heute ausschließlich nach der Methode des Erfinders hergestellt, nach welcher Natriumperchlorat mit Ammoniumsulfat umgesetzt wird (Schwedisches Patent 29193)..
Sucht man nun nach jener Methode dasAmmonium perchlorate, which has found extensive use in the manufacture of explosives for both military and peaceful purposes, is nowadays produced exclusively by the inventor's method, according to which sodium perchlorate is reacted with ammonium sulfate (Swedish patent 29193). .
If one looks for that according to that method

ίο Ammoniumperchlorat mittels Kristallisation aus der mit Ammoniumsulfat hergestellten Umsetzungsflüssigkeit zu scheiden, so fällt allerdings bei der Abkühlung das Salz aus, aber bei eineF gewissen Temperatur kristallisiert auch das entstandene Nebenprodukt, Natriumsulfat, und nimmt zehn Moleküle Kristallwasser mit. Infolgedessen fällt eine neue Menge des Ammoniumperchlorates aus, die in das Natriumsulfat eingeschlossen wird. Es ist also schwierig und noch dazu nur mit bedeutenden Unkosten durchführbar, das Ammoniumperchlorat in dieser Weise von dem Nebenprodukt, dem Natriumsulfat, zu scheiden. Diese in den schon längst bekannten Kristallisationsverhältnissen des Natriumsulfats begründete Erscheinung läßt sich schon von vornherein voraussehen.ίο ammonium perchlorate by means of crystallization to separate from the reaction liquid prepared with ammonium sulfate, so falls However, when the salt cools down, it crystallizes at a certain temperature also the resulting by-product, sodium sulfate, and takes ten molecules of crystal water with. As a result, a new amount of ammonium perchlorate precipitates and is included in the sodium sulfate. It is so difficult and, moreover, only feasible at considerable expense, ammonium perchlorate in this way to separate from the by-product, sodium sulfate. These in the long known The appearance based on the crystallization conditions of sodium sulphate can already be seen from anticipate in advance.

Der größte Teil des Ammoniumperchlorats kristallisiert schon vor Eintritt der Ausscheidung des Natriümsulfats aus, und diese Ausscheidung beginnt bei Gegenwart des Ammoniumperchlorats wegen Übersättigungserscheinungen erst bei etwa + 26° C; anstatt schon bei +33° C. Es; begegnet daher keinen Schwierigkeiten; bei der Umsetzung Ammoniumsulfat zu benutzen, wenn man nur darauf achtgibt, die Mutterlauge bei einer etwas. höheren Temperatur als 26 ° C von dem äuskristallisierten Ammoniumperchlorat zu scheiden. Um das in der Mutterlauge zurückgebliebene Ammoniumperchlorat zu gewinnen, hat man die Lauge mittels Kochens konzentriert, wobei in der Wärme wasserfreies Na- triumsulfat abfällt und ausscheidet, ehe noch die Mutterlauge sich wiederum abkühlt. Das so gewonnene Ammoniumperchlorat.' enthält' eine nur geringe Menge Natriumsulfat; da bekanntlich die Löslichkeit des wasserfreien Natriumsulfats mit der fallenden Temperatur steigt. In der hier geschilderten Weise läßt sich das Ammoniumperchlorat quantitativ ausnutzen, während zugleich 'das Natriumsulfat in wasserfreiem und von Ammoniak reinem Zustande gewonnen wird.Most of the ammonium perchlorate crystallizes before it is excreted of the sodium sulfate, and this excretion begins in the presence of the ammonium perchlorate due to symptoms of oversaturation only at about + 26 ° C; instead of already at + 33 ° C. It; therefore does not meet any Trouble; to use ammonium sulfate in the implementation, if only one on it be careful, the mother liquor with a something. higher temperature than 26 ° C of the uncrystallized To separate ammonium perchlorate. About what was left in the mother liquor To obtain ammonium perchlorate, the lye was concentrated by means of boiling, with anhydrous sodium sulphate in the warmth falls off and separates out before the mother liquor cools down again. That ammonium perchlorate thus obtained. ' contains' only a small amount of sodium sulfate; as is well known the solubility of anhydrous sodium sulfate increases with falling temperature. In the manner described here, the ammonium perchlorate can be used quantitatively, while at the same time the sodium sulphate is obtained in an anhydrous state and pure from ammonia.

Wegen der Löslichkeitsverhältnisse kann man bei der praktischen Verwertung der Umsetzung zwei Wege gehen. Entweder mischt man warme Ammoniumsulfat- und Natriumperchloratlösungen — eine davon läßt sich jedoch auch durch das. entsprechende Salz in fester Form ersetzen ■—, worauf^bei der Abkühlung Ammoniumperchlorat auskristallisiert. Oder man arbeitet mit kalten Lösungen, von denen eine ebenfalls durch festes Salz ersetztBecause of the solubility ratios one can in the practical utilization of the implementation go two ways. Either warm ammonium sulfate and sodium perchlorate solutions are mixed - One of them can, however, also be replaced by the corresponding salt in replace solid form, whereupon ammonium perchlorate crystallizes out on cooling. Or you work with cold solutions, one of which is also replaced by solid salt

werden kann. Dabei steigt wegen der bei der Umsetzung erzeugten Wärme die Temperatur auf 35 bis 40⁰C, und der größte Teil des Salzes fällt bei der Mischung direkt aus.can be. Because of the heat generated during the reaction, the temperature rises to 35 to 40 ^° C., and most of the salt precipitates directly during the mixture.

Die Temperatur darf dann bis in die Nähe von 26° C fallen, und das Ammoniumperchlorat trennt sich von der Mutterlauge, ehe noch das Natriumsulfat mit zehn Molekülen Kristallwasser auszukristallisieren beginnt. In beiden Fällen erhält man eine Mutterlauge, die sich ■·. , durch Einkochen weiter bearbeiten läßt.The temperature can then drop to around 26 ° C, and the ammonium perchlorate separates from the mother liquor before the sodium sulfate with ten molecules of crystal water begins to crystallize out. In both cases, a mother liquor is obtained that is ■ ·. , can be further processed by boiling.

Indessen stößt man bei der HandhabungMeanwhile, one bumps in handling

_f dieser Methode auf unerwartete Schwierig- _f this method for unexpected difficulties

y keiten, besonders beim Einkochen der Mutterlauge. So ist das Perchlorat beim Kochen nicht völlig beständig, sondern gibt etwas Ammoniak ab, während die dabei freigewordene Überchlorsäure die Wände des Kochgefäßes stark angreift, sofern es aus Metall besteht.especially when boiling down the mother liquor. So is the perchlorate in cooking not completely permanent, but gives off some ammonia while the ammonia is released Overchloric acid strongly attacks the walls of the cooking vessel if it is made of metal.

Fast alle Metalle bilden dabei leichtlösliche Perchlorate, welche die Lösung verunreinigen und häufig schwer zu entfernen sind. Die Folge ist das schnelle Abnutzen des Apparates und ein unreines Produkt. Was aber in praktischer Hinsicht eine noch größere Rolle spielt, das sind die großen durch die Löslichkeitsverhältnisse des Natriumsulfats verursachten Schwierigkeiten beim Kochen selbst. Bei stei-Almost all metals form easily soluble perchlorates, which contaminate the solution and are often difficult to remove. The consequence is the rapid wear and tear of the device and an unclean product. But what plays an even greater role in practical terms, these are the large ones caused by the solubility ratios of sodium sulphate Difficulty cooking yourself.

. gender Temperatur nimmt ja die Löslichkeit des Salzes ab. In einem Verdunstungsapparat wird nun die Flüssigkeit an der Berührungsfläche des Wärmekörpers stärker als an anderen Stellen erhitzt. Gerade hier ist demnach . die Löslichkeit des Natriumsulfats am geringsten, weshalb es sich an der Fläche des Wärmekörpers in wasserfreier Form als harte Kruste absetzt. Da nun gerade dieses wasserfreie Salz die Wärme sehr schlecht leitet, ' nimmt die Wärmeübertragung sehr wesentlich ab. Diese Erscheinung tritt nun bei ammoniumperchlorathaltigen Natriumsulfatlösungen in noch höherem Grade hervor. Will man daher z. B. in einem gewöhnlichen offenen Gefäße eine Natriumsulfat-Ammoniumperchloratlösung mittels eines Dampfschlauches zum Verdunsten bringen, so nimmt das anfangs recht lebhafte Kochen bald ab, so daß nach einiger Zeit die Verdunstung nur sehr langsam von statten geht. Dies ist ein sehr bedeutender Übelstand bei der Herstellung in großen Massen, da es den Verbrauch des teuren Heizmaterials steigert und einen kostspieligen und umfangreichen, Verdunstungsapparat erheischt. Die hier vorliegende Erfindung bezweckt nun ein Verfahren zur Beseitigung dieser Übelstände. Untersucht man die Eigenschaften der bei der Ammoniumperchloratherstellung gewonnenen Natriumsulfat-Ammoniumperchloratlösung näher, so findet man die überraschende Tatsache, daß sich die Löslichkeits- Verhältnisse bei Temperaturen unter 100 ° C günstiger stellen. Es fällt z. B. bei 80⁰C wesentlich weniger Natriumsulfat aus als bei iio° C. Dabei fällt das Salz bei Temperaturen unter ioo° C als körnige, kristallinische Masse aus, die sich leicht ablöst und abfällt, zumal wenn man zugleich die Flüssigkeit in Bewegung hält. Bei 110° C bildet sich dagegen, wie erwähnt, eine harte, glatte Kruste. Außerdem hat es sich gezeigt, daß das Perchlorat bei Temperaturen unter 100° C, praktisch genommen, nicht zerfällt, weshalb Salzverlust, Apparatabnutzung und Unreinheit der Produkte ausbleiben. Zur Verhütung der oben erwähnten Übelstände, welche einen regelrechten Betrieb fast unmöglich machen, findet daher nach dieser Erfindung das Eindunsten bei Temperaturen unter ioo° C statt, wobei gewöhnlich mit Vakuum arbeitende Apparate zu benutzen sind; doch sind auch andere Methoden denkbar.· In diesem Falle lassen sich erstaunlicherweise sogar Verdunstungsapparate z. B. aus Eisen benutzen, während bei höheren Temperaturen nicht einmal Blei auf die D auer beständig ist. In der Praxis ist es nun zweckmäßig, die Verdunstung der Flüssigkeit bei etwa 60° C beginnen zu lassen, und mit zunehmender Konzentration des Ammoniumperchlorats die Temperatur der Flüssigkeit zu steigern, so daß das Auszapfen ζ. B. bei etwa 80 bis 85⁰ C erfolgen kann, und zwar alles zu dem Zweck, die Verdunstung möglichst wirtschaftlich zu betreiben, damit sich soviel Natriumsulfat wie möglich in wasserfreier Form in einer einzigen Operation ausscheide, und zugleich die Ammoniumperchloratlösung die größtmögliche Stärke gewinne. Der bei Vakuümein-dunsten erzeugte starke Kreislauf der Flüssigkeit trägt ebenfalls zur Verhütung der Krustenbildung bei. Arbeitet man hiernach, dann geht der ganze Verdunstungsprozeß glatt und ohne Schwierigkeit vonstatten.. As the temperature increases, the solubility of the salt decreases. In an evaporation device, the liquid on the contact surface of the heat body is heated more strongly than in other places. Right here is accordingly. the solubility of sodium sulphate is lowest, which is why it is deposited on the surface of the heat body in an anhydrous form as a hard crust. Since it is precisely this anhydrous salt that conducts heat very poorly, the heat transfer decreases very significantly. This phenomenon appears to an even greater extent in sodium sulphate solutions containing ammonium perchlorate. If you want z. B. in an ordinary open vessel a sodium sulfate-ammonium perchlorate solution to evaporate by means of a steam hose, the initially quite lively boiling soon decreases, so that after a while the evaporation takes place very slowly. This is a very significant inconvenience in large-scale manufacture, since it increases the consumption of expensive heating material and requires an expensive and bulky evaporative apparatus. The present invention now aims at a method for eliminating these drawbacks. If the properties of the sodium sulfate-ammonium perchlorate solution obtained during the production of ammonium perchlorate are examined more closely, one finds the surprising fact that the solubility ratios are more favorable at temperatures below 100.degree. It falls z. B. at 80 ⁰ C from much less sodium sulfate than at 100 ° C. The salt falls at temperatures below 100 ° C as a granular, crystalline mass, which is easily detached and falls off, especially if you keep the liquid in motion at the same time. At 110 ° C, on the other hand, as mentioned, a hard, smooth crust forms. In addition, it has been shown that the perchlorate does not disintegrate at temperatures below 100.degree. C., which is why there is no loss of salt, wear and tear of the apparatus and impurity of the products. In order to prevent the abovementioned inconveniences, which make proper operation almost impossible, according to this invention, evaporation takes place at temperatures below 100 ° C., apparatus usually operating with a vacuum having to be used; but other methods are also conceivable. B. made of iron, while at higher temperatures not even lead is durable. In practice it is advisable to let the evaporation of the liquid begin at about 60 ° C and to increase the temperature of the liquid as the concentration of the ammonium perchlorate increases, so that the tapping ζ. B. at about 80 to 85 ⁰ C, all for the purpose of operating the evaporation as economically as possible so that as much sodium sulfate as possible in anhydrous form in a single operation, and at the same time the ammonium perchlorate solution gain the greatest possible strength. The strong circulation of the liquid generated by vacuum steaming also helps prevent crust formation. If you work according to this, the whole process of evaporation proceeds smoothly and without difficulty.

Claims

Patent claim:

A process for the production of ammonium perchlorate by the reaction of ammonium sulfate and sodium perchlorate, characterized in that, the mother liquors obtained in this case at temperatures below 100 ⁰ C, preferably at 80 to 85 ° C eingedunstet. . . ' .