DE335819C - Verfahren zur Herstellung von Kali- und Magnesiasalpeter - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Kali- und Magnesiasalpeter

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DE335819C
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D9/00Nitrates of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D9/08Preparation by double decomposition
    • C01D9/12Preparation by double decomposition with nitrates or magnesium, calcium, strontium, or barium

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Description

  • Verfahren zur Herstellung von Kali- und Magnesiasalpeter nach Anspruch 4 des Patents 32i030: In der Patentschrift jaio3o wurde als Sonderfall eines allgemeinen Verfahrens zur Umwandlung löslicher Salze eine Arbeitsweise beschrieben, mit -deren Hilfe aus Alkalisulfaten bzw. schwefelsaurer Magnesia die entsprechenden Nitrate hergestellt werden können.
  • An gleicher Stelle war auch eine für die wirtschaftliche Durchführung des Kreislaufverfahrens geeignete Apparatur in, Vorschlag gebracht worden..
  • Der Grundgedanke derselben bestand darin, daß die Auflösung und Ausfällung des Calciumcarbonates in zwei abwechselnd arbeitenden Reaktionsgefäßen vorgenommen wird. Es war dabei als naheliegend bezeichnet worden, mit der Auflösung und Ausfällung des Carbonates gleichzeitig auch die Ausfällung und Auflösung des Calciumsulfates vorzunehmen.
  • Arbeitet man in dieser Weise, so läßt sich beispielsweise die Herstellung von Magnesiumnitrat durch folgende, in jedem Gefäß einander abwechselnde Umsetzungsgleichungen darstellen: Das. Verfahren läuft somit betriebstechnisch in zwei Phasen ab, die etwa als »Sulfat-« (I.) und »Cärbonat-« (II.) Periode bezeichnet werden können; je nach den Fällungen, die in ihnen zustande kommen.
  • Das lösliche Ausgangssulfat wird jeweils in das Gefäß eingetragen, in dem die »Sulfatperiode« ablaufen soll. Die verwendeten Gefäße werden dabei - zweckmäßig unter Zwischenschaltung -eines . Ausgleichbehälters mit Hilfe einer Rohrleitung verbunden, welche zur Überleitung der im zweiten Prozeß benötigten und im ersten wieder zurückgewonnenen Kohlensäure dient.
  • Die Patentschrift 32io3o faßt nur die Verwendung reiner Sulfate ins Auge.
  • Es wurde gefunden, daß bei der Anwendung sulfathaltiger Kali- und Magnesiarohsalze - die an sich vielleicht als nahtliegend hätte bezeichnet werden können -. neue überraschende Wirkungen auftreten. Diese äußern sich vor allen Dingen in einer gleichzeitig einsetzenden Kalikonzentration und Umwandlung des primär entstehenden Magnesiasalpeters in Kalisalpeter.
  • Die neue Wirkung liegt einerseits begründet in der konstanten Löslichkeit des in den Rohsalzen in mehr oder weniger grollen Mengen enthaltenen Na C1, anderseits findet sie ihre Ursache in dem j e nach den Ausgangsbedingungen mit wechselnder Vollständigkeit verlaufenden Konv8rsionsvorgang: 2 K Cl + Mg (N 03) 2 .@ _____- > z K N 03 + Mg Cl,. Die onstante Löslichkeit des Chlornatriums- allein kommt zur Wirkung, wenn man die Mutterlauge der Salpeterausscheidung ohne Eindampfung dauernd wieder benutzt. Am besten verwendet man dabei ein Rohsalz vom Typus, des Hartsalzes (Kaihit). Dieses kann direkt eingesetzt werden, wäh= rend bei der Verarbeitung von rohem Carnallit das vorhandene MgCl, vorher zweckmäßig durch Ausrühren mit kalter Lauge soweit wie möglich entfernt wird.
  • Die Rohsalze werden in die Gefäße der »Sulfatperiode« eingetragen. Hier kommen sie mit der salpetersauren Löselauge und Calciumcarbonatschlamm in Berührung. Das im Rohmaterial ' enthaltene Mg S04 geht nach und nach völlig in Lösung, wandelt sich dabei in Magnesiumnitrat um und gibt zum Ausfall . von Calciumsulfat Veranlassung. Nach Beendigung der Ausfällung befindet sich im Gefäß eine heiße Lösung, welche K Cl, Na Cl und Mg (NO3)2» bis zum gegenseitigen Gleichgewicht enthält. Sie -wird heiß abgezogen und nach entsprechender Klärung der Abkühlung überlassen. . . Es scheiden sich dabei vorwiegend nur-Kalium-,und Magnesiumverbindungen- .aus, während das gatriumehlorid zum größten Teil in Lösung bleibt. -Die nach der Abkühlung verbleibende Lauge nimmt wieder Salpetersäure auf und kehrt in Idas- Verfahren zurück. Sie ist nunmehr an Na Cl gesättigt, so , dal3 bei ihrer weiteren Verwendung das im Rohsalz enthaltene Chlornatrium so gut wie völlig ungelöst bleibt.
  • Wieviel Salpetersäure jedesmal in der Mutterlauge neu aufzulösen: ist, das hängt daran ab, wieviel Teile Rohsalz auf ein Teil Lauge zur Verarbeitung kommen!. Die vorhandene freie Säure muß dein: im Rohmaterial enthaltenen Magnesiumsulfat mindestens äquivalent sein, Um- das Ausfallen von hchwerlöslichen Knli-Calcium-Doppel- und Tripel V erbindungen (Syngenit, Polyhalit um); zu. -,!#erhindezn, beläßt man in .der Löselauge zweckmäßig einen dauernden überschuß von Calciumnitrat, in dessen Gegenwart die Komplexverbindungen nicht beständig sind.
  • Aus stark chlornatriumhaltigen Rohsalzen werden auf diese Weise-Endprodukte erzielt, welche diese Komponente in erheblich geringerem Maße enthalten. Das ausgeschiedene Salzgemenge besteht in der Hauptsache aus Chlorkalium und Magnesiumnitrat und kann als »Kalimagnesiasalpeter« direkt zu Düngezweckenu Verwendung finden.
  • Aus einem Hartsalz, welches aus etwa 2o Prozent K Cl (i2,6 Prozent K, O), 2o Prozent Mg S04, 5o Prozent Na Cl und ro Prozent anderen Bestandteilen besteht, läßt sich auf die beschriebene Weise ein »Kalimagnesiasalpeter« gewinnen, der trokken gedacht annähernd 38 Prozent K Cl (23,9 Prozent K, O), 47 Prozent Mg (N03)2 und 15 Prozent andere Bestandteile enthält.
  • Durch den Fortfall des Chlornatriums steint, wie man erkennt, der relative Gehalt an Kaliumchlorid. Dies ist. von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung, da die Gewichtseinheit desselben nach Maßgabe des mehr oder weniger hohen K,0-Gehaltes bewertet zu werden pflegt.
  • In gleicher Weise steigt, wenn man zur Herstellung von Magnesiasalpeter einen stark mit Na Cl verunreinigten Kieserit verwendet, .der relative Gehalt än Magnesiumverbindung.
  • Verwendet man nun zu jedem Arbeitsrang der »Sulfatperiode« stets wieder frische Säure, oder erteilt man der sauren Löselauge eine entsprechende Einstellung; so läßt sich neben der konstanten Löslichkeit des Na Cl auch die oben angeführte Konversion des Magnesiasalpeters in Kalisalpeter ausnutzen.
  • Diese Wirkung liegt begründet in den-Löslichkeitsverhältnissen der in Frage kommenden Salze. Während nämlich- bei der _»&bkühlung der heißen Lösung von dem reziproken Salzpaar (K., Mg)- (Cl@, (NO,),) das salpetersaure Kalium auskristallisiert, bleibt dieselbe auch in der Kälte für das durch die Umwandlung entstehende Magnesumchlorid aufnahmefähig. Im Vergleich- zu der sonst ganz analogen K CI[MM SO,-Umwandlung, die - sich bekanntlich nicht mit Rohsalzen direkt durchführen läßt, liegen die Verhältnisse hier insofern bedeutend günstiger, als die Nitrate zu Komplexbildungen nicht befähigt sind. Auch. die Gegenwart beliebiger Na Cl-Ivlengen wirkt nicht störend, weil -die Löslichkeitskurve für Na N0" durchweg über der . des- Mg (NO"), liegt.
  • Praktisch stellt sieh :bei etwa 25° zwischen den Chloriden. und Nitraten des- Natriums, Kaliums und, I,iagnesiums -ein. Gleichgewicht eirot das - wenn man Basen und Säuren einander lokalisiert - ausgedrückt werden kann durch eine Lösung, welche im Liter annähernd enthält: 2849 M9 C1" i96 g Mg (N03)2, 93 g K N03, 8 g Na Cl-Aus diesen Angaben ist ersichtlich, daß, falls man die »Sulfatausfällung« mit einer reinen Salpetersäure genügender Stärke durchführt, sich bei der Kristallisation zunächst das Kaliumnitrat abscheiden ruul. Dasselbe ist erreichbar reit sauren Lösungen, welche neben einer mehr 'oder weniger weitgehenden Sättigung an Mg (N03), und K NO" kein oder doch weniger als 284,g Mg Cl; pro Liter Lauge enthalten.
  • Man kann in diesem Fall das Verfahren durch folgendes Schema zum Ausdruck bringen: Trägt man das Mg SO, und K Cl reit dem Rohsalz in stöchiometrischem Verhältnis in die »Sulfatperiode« ein und drückt dabei den Mg CIZ Gehalt der Ausgangslösung so weit herab, daß dieselbe für das. gesamte bei der Umwandlung entstehende bzw. sonst noch vorhandene Chlormagnesium (Carnallit) aufnahmefähig bleibt, so kristallisiert ein fast reiner Kalisalpeter. In anderen Fällen erhält man je nach den eingehaltenen Fabrikationsbedingungen einen »Kalim.agnesiasalpeter« wechselnder Zusammensetzung.
  • In an sich bekannter Weise kann man den ausgeschiedenen Kalisalpeter durch einen anschließenden Deckprozeß mit kaltem Wasser oder kalter Salpeterlauge auf einen noch höheren Reinheitsgrad bringen.
  • Der Rückstand der' »Sulfatperiode« besteht bei der direkten Verwendung von Rohsalzen aus einem Gemenge von Na Cl und Ca S04. Hieraus muß das Calciumsulfat isoliert werden, um in der »Carbonatperiode« wieder in Caleiumcarbonat übergeführt zu werden. Die Abtrennung des Sulfates geschieht durch eine Löseoperation, welche das Na Cl entfernt. Die !entstehende Chlornatriumlösung kann noch zu anderen Zwecken, etwa zur Solaherstellung, verwendet werden.
  • Die im Rahmen des vorliegenden Verfahrens auftretenden Fällungen zeigen ein' gutes Absetzvermögen. Dies kommt dadurch zustande, daß durch die Wirkung der freien Säure die im Rohsalz enthaltenen kolloidalen Ton- und Eisenoxyd-Beimengungen neutralisiert werden. Bei der sonstigen Rohsalz-Verarbeitung und der Herstellung von Ammoniumsulfat aus unreinem Gips pflegen sich diese Verunreinigungen störend bemerkbar zu machen- Hier vermeidet man diesen Übelstand. Aus demselben Grunde zeigen auch die gewonnenen Salze eine gute Kristallisationsfähigkeit.
  • Die im Verfahren als Zwischenprodukte auftretenden Calciumverbindungen-CaS04 und Ca C03 - zeigen eine überaus gute Reaktionsfähigkeit, die von den natürlich gefundenen Mineralien - Gips und Kalkstein - bei weitem nicht erreicht wird. Man braucht, worauf sinngemäß schon in der Patentschrift 32roso hingewiesen wurde, infolge des »Kreislaufcharakters« der Umsetzungen die Umwandlung des Ca SO" in der »Carbonatp,eriode« bei weitem nicht vollständig durchzuführen, ohne durch eine solche Unvollständigkeit Verluste befürchten zu müssen. Dies ist einigermaßen von Bedeutung, da man weiß, daß jede chemische Umsetzung bei Annäherung an den Gleichgewichtszustand sich mehr und mehr zu verlangsamen pflegt.
  • Will man bei der Herstellung von Kalisalpeter aus Rohsalzen, die Mutterlauge wieder in den Betrieb zurückführen, so muß durch eine entsprechende Eindampfung zunächst für eine Abscheidung des überschüssigen Chlormagnesiums gesorgt werden, um die Anfangseinstellung wieder zu erreichen. Die Abscheidung des Chlors kann, je nachdem bei welcher Temperatur die Salzausscheidung vorgenommen wird, in Form von künstlichem Carnallit (K Mg C13 6 H=O) oder von Mg Cl@ 6 H,0 erfolgen.
  • Bei der Verwendung von Rohsalzen hat man noch, durch die Kristallwass-eraufnähme einen . Vorteil hinsichtlich der Verdampfarbeit. - . -- Das - zur Umsetzung= -kommende Magnesiumsulfät wird in den Rohsalzen (Carnallit und Hartsälz)'"iri Form von Monoby Brat (Kieserit) bzw. seltener (Kainit) als Trihydrat eingebracht. Das entstehende Magnesiumnitrat, ebenso wie das durch dessen Umwandlung entstehende Chlormagnesium treten aber als Hexahydrat aus dem Verfahren heraus und führen dadurch in der Mutterlauge eine nicht unbeträchtliche Wasserentnahme herbei. Diese erspart eine entsprechende Einengung und gibt Gelegenheit zur Unterbringung von Decklaugen usw.
  • Es bedeutet keine wesentliche Änderung des Verfahrens, wenn man die eigentliche Rohsälzbehandlung von der Magnesiumnitrat-bzw. auch Calciumnitratbildung trennt oder diese Salze anderen Quellen und Verfahren entnimmt. Durch deren Anwendung können in gleicher Weise die hier beschriebenen Wirkungen .der Kalikonzentration und Umwandlung des Magnesiumnitrates erreicht werden.
  • Zum Schluü sei bemerkt,. daß als »Rohsalz« im Sinne der vorliegenden Erfindung alle kali- und ma-gnesiahaltigen Salzgemische anzusehen sind, die bei der Einsetzung in -das vorliegende Verfahren entweder eine Steigerung des Kaligehaltes (bzw. Mg-Gehaltes) erfahren oder bei Einhaltung entsprechender Bedingungen bei der Kristallisation einen mehr oder weniger reinen Kalisalpeter liefern.

Claims (3)

  1. PATENT-AN SPRilcHE: i. Verfahren zur Herstellung von Kali- und Magnesiasalpeter nach Anspruch 4 des Patents 321030, gekennzeichnet durch die Verwendung von Kali-und Magnesiarohsalzen. .
  2. 2. Verfahren zur Herstellung von Kali- und Magnesiasalpeter, darin bestehend, daß man sulfathaltige Kali- und Magnesiarohsalze mit Calciumnitrat behandelt.
  3. 3. Verfahren zur Herstellung von Kalisalpeter, darin bestehend, daB man geeignete Kalirohsalze mit einer (konzentrierten) Lösung von Magnesiümniträt behandelt. '
DE1919335819D 1919-04-01 1919-04-01 Verfahren zur Herstellung von Kali- und Magnesiasalpeter Expired DE335819C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE966806C (de) * 1952-06-19 1957-09-12 Dr Otto Kippe Verfahren zur Herstellung von stickstoffhaltigen Duengemitteln unter gleichzeitiger Gewinnung von Magnesia bzw. Magnesiumhydroxyd

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE966806C (de) * 1952-06-19 1957-09-12 Dr Otto Kippe Verfahren zur Herstellung von stickstoffhaltigen Duengemitteln unter gleichzeitiger Gewinnung von Magnesia bzw. Magnesiumhydroxyd

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