DE342342C

DE342342C - Process for the production of potassium sulfate and hydrochloric acid from potassium chloride and sulfuric acid

Info

Publication number: DE342342C
Application number: DE1919342342D
Authority: DE
Original assignee: THANN FAB PROD CHEM
Current assignee: THANN FAB PROD CHEM
Priority date: 1918-12-30
Filing date: 1919-12-05
Publication date: 1921-10-15
Also published as: CH92399A; GB137519A; FR501566A

Description

Verfahren zur Herstellung von Kallumsulfat und Salzsäure aus Kaliumchlorid und Schwefelsäure. Der Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung von hochgradigem Kaliumsulfat mittels Schwefelsäure und Kaliumchlorid nach der Gleichung S04 H2+ 2 KCl = S04 K2-[- 2HC1.Process for the production of potassium sulfate and hydrochloric acid from potassium chloride and sulfuric acid. The object of the invention is the production of high grade Potassium sulphate using sulfuric acid and potassium chloride according to the equation S04 H2 + 2 KCl = SO4 K2 - [- 2HC1.

Die Herstellung des Kaliumsulfats wird bisher entsprechend der der Soda ausgeübt, d. h. man mischt die Schwefelsäure mit dem Alkalichlorid in gewöhnlichen Sulfatöfen, Dies ist eine schwierige Maßnahme und ergibt ein Erzeugnis, dessen Gehalt an Chlorid unregelmäßig ist und selten unterhalb einiger Prozente des erhaltenen Sulfats herabgeht.The production of potassium sulfate is so far according to that of Soda exercised, d. H. the sulfuric acid is mixed with the alkali metal chloride in the usual way Sulphate ovens, this is a difficult measure and gives a product whose content in chloride is irregular and seldom below a few percent of that obtained Sulphate goes down.

Es wurde gefunden, daß dies ganz anders wird, wenn man zuerst in einem Mischer, z. B. von der Art der Supeehosphatmischer aus Gug oder anderem säurebeständigem Stoff, das fein pulverisierte Kaliumchlorid mit einer Schwefelsäure von: solcher Konzentration nach der oben angegebenen Gleichung mischt, daß das erhaltene Gemisch soweit wie möglich pulvrige Beschaffenheit behält, und daß man dann das so erhaltene Gemisch einer seinen Schmelzpunkt nicht übersteigenden Temperatur unterwirft. Das nimmt man in einem Muffelofen vor, der eine Temperatur von ungefähr zoo-z2o° C erhält, entweder mittels direkter Heizung oder durch die Abhitze desjenigen Muffelofens, in welchem das Erzeugnis endgültig calciniert wird, wie in folgendem beschrieben: Während dieser Maßnahme wird die Masse von Zeit zu Zeit umgerührt, entweder von Hand mit besonderen Rührwerkzeugen (Rührstange usw.) oder durch mechanische Umrührung. Ungefähr die Hälfte der Salzsäuremenge, welche der Gleichung S04 H2 + 2 KCI = S04 K2 -f- 2 HCL entspricht, entweicht in einem Zustand großer Reinheit. Diese Säure wird abgesaugt und kondensiert, ebenso wie diejenige, welche aus dem Mischer kommt, in welchem das Gemisch hergestellt wird. Der Mischer wird oberhalb und an dem einen Ende des Trockenofens angeordnet. Sobald die Entwicklung saurer Dämpfe aufgehört hat, steigert man die Temperatur auf ungefähr 3oo° C, und zwar in dem Ofen selbst, in dem die Trocknung stattfindet, oder zweckmäßiger, und um einen ununterbrochenen Betrieb zu eriöglichen, in dem Sulfatbehälter des gewöhnlichen Sulfatofens. Eine weitere Menge Salzsäure wird frei und nach Ablauf von ungefähr 3 Stunden kann das Erzeugnis, welches in, diesem Augenblick nicht mehr als einige Prozent Chlorid enthält, in einem Muffelofen bei einer Temperatur von 7oo bis 8oo ° C calciniert werden, um das restliche Kaliumchlorid vollständig abzutreiben. Das Erzeugnis behält seine poröse oder pulvrige Anf angsbeschaffenheit ohne Unterbrechung bis zu dem Ende der Herstellung. Diese Eigenschaft ermöglicht eine leichte und schnelle Calcinierung.It has been found that this becomes quite different when you first look at one Mixer, e.g. B. of the type of super phosphate mixer made of Gug or other acid-resistant Substance containing finely powdered potassium chloride with a sulfuric acid of: such Concentration according to the above equation that mixes the resulting mixture retains powdery consistency as much as possible, and then what is obtained in this way The mixture is subjected to a temperature not exceeding its melting point. That is carried out in a muffle furnace which has a temperature of around zoo-z2o ° C, either by means of direct heating or by the waste heat from that muffle furnace, in which the product is finally calcined, as described in the following: During this process, the mass is stirred from time to time, either by Hand with special stirring tools (stirring rod, etc.) or by mechanical stirring. About half the amount of hydrochloric acid that corresponds to the equation S04 H2 + 2 KCI = S04 K2 -f- 2 HCL, escapes in a state of great purity. This acid is sucked off and condensed, just like that which comes out of the mixer, in which the mixture is made. The mixer is above and on one Arranged at the end of the drying oven. As soon as the development of acidic fumes has stopped the temperature is raised to about 300 ° C in the furnace itself, in which the drying takes place, or more conveniently, and around an uninterrupted one Operation possible in the sulphate tank of the ordinary sulphate furnace. One further amounts of hydrochloric acid are released and this can happen after about 3 hours Product which, at this moment, does not contain more than a few percent chloride, are calcined in a muffle furnace at a temperature of 700 to 8oo ° C, to completely drive off the remaining potassium chloride. The product retains its porous or powdery Initial quality without interruption until the end of manufacture. This property makes it easy and quick Calcination.

Es ist weiter festgestellt worden, daß die Entfernung der letzten Chloridspuren durch Calcination bei hoher Temperatur desto schneller und vollständiger vor.sich geht, je weniger Eisensalze in dem Arbeitsgemisch enthalten sind. Dieses Ziel kann durch den Ersatz des Bußeisernen Herds des gewöhnlichen Sulfatofens durch einen solchen aus feuerfesten Ziegeln erreicht werden. Die Einwirkung des Bußeisernen Mischers, der nur das pulvrig gebliebene Gemisch bearbeitet, ist fast gleich Null. Die Entfernung des Kaliumchlorids aus dem Erzeugnis kann durch Anwendung eines Überschusses von einigen Prozent Schwefelsäure über die theoretische Menge erreicht werden und ist dann oft vollständig. Die Schwefelsäure findet sich mit der Salzsäure in der aus dem Calcinierungsofen entweichenden Säure. Aber da die Menge der in dem Calcinierungsofen entstandenen sauren Dämpfe sehr gering im Vergleich zu dem Rest ist, können diese Dämpfe getrennt kondensiert werden. Hierbei wird die überschüssige Schwefelsäure wieder gewonnen, indem man die Dämpfe durch einen mit Schwefelsäure von passender Konzentration betriebenen Waschturm saugt.It has also been found that the removal of the last Traces of chloride due to calcination at high temperature the faster and more completely vor.sich works, the fewer iron salts are contained in the working mixture. This Aim can be achieved by replacing the iron stove of the ordinary sulphate oven such can be achieved from refractory bricks. The influence of the penitent Mixer, who only processes the mixture that has remained powdery, is almost nil. Potassium chloride can be removed from the product by using an excess of a few percent sulfuric acid above the theoretical amount can be achieved and is then often complete. The sulfuric acid is found with the hydrochloric acid in the acid escaping from the calcining furnace. But there the amount of in the calcining furnace The resulting acid fumes are very low compared to the rest, this can Vapors are condensed separately. This will remove the excess sulfuric acid recovered by passing the vapors through a suitably containing sulfuric acid Concentration operated washing tower sucks.

Man gelangt zu einem ununterbrochenen Betrieb und zu einer vollständigen Ausnutzung der unter dem Calcinierungsofen erzeugten Wärme, indem man den mit seinem Mischer versehenen Trockenofen hinter oder an die Seite des gewöhnlichen Sulfatofens stellt, so daß die zu behandelnden Stoffe nacheinnander durch den Mischer, den Trockenofen, die Mulde des Sulfatofens und den Calcinierungsofen gehen können. Das hier in drei Stufen vorgenommene Verfahren der Trocknung und Calcinierung bis gegen 300' C und dann auf 7oo und 8oo° C kann ebenso in einem einzigen Muffelofen vorgenommen werden, der mehrere Abteilungen mit steigenden Temperaturen besitzt.Uninterrupted operation and full utilization of the heat generated under the calcining furnace can be achieved by placing the drying furnace with its mixer behind or on the side of the usual sulphate furnace, so that the substances to be treated are successively passed through the mixer, the drying furnace, the pit of the sulphate furnace and the calcining furnace can go. The process of drying and calcination carried out here in three stages up to about 300 ° C. and then to 700 and 800 ° C. can also be carried out in a single muffle furnace which has several departments with increasing temperatures.

Beispielsweise kann man zur Herstellung des beschriebenen Kaliumsulfats eine wässerige Schwefelsäure von 7o bis 72 Prozent Gehalt an Schwefelsäureanhydrid verwenden. Man kann bis zu einer gewissen Grenze auch weniger konzentrierte Schwefelsäure verwenden, wenn das fein pulverisierte Kaliumchlorid zunächst mit einer in gleicher Weise fein gepulverten Menge Kaliumsulfat so gemischt wird, daß immer ein feuchtes, aber dennoch pulvriges Gemisch erhalten wird. Diese Menge des Sulfats ist natürlich verschieden, je nach der Konzentration der verwendeten Schwefelsäure und stellt einen Teil des hergestellten Sulfats dar, der immer wieder in den Betrieb zurückkehrt.For example, you can for the preparation of the potassium sulfate described an aqueous sulfuric acid with a content of 70 to 72 percent sulfuric anhydride use. Up to a certain limit, less concentrated sulfuric acid can also be used use when the finely powdered potassium chloride first with one in the same Way, finely powdered amount of potassium sulfate is mixed so that there is always a moist, but still a powdery mixture is obtained. This amount of sulfate is natural different, depending on the concentration of sulfuric acid used and represents part of the sulphate produced, which is always returned to the company.

Ein Teil der an der Reaktion teilnehmenden Schwefelsäure kann durch Kaliumbisulfat ersetzt werden, insoweit das letztere in der angewendeten Schwefelsäure in Lösung gebracht werden kann.Some of the sulfuric acid participating in the reaction can pass through Potassium bisulfate can be replaced, insofar as the latter in the sulfuric acid used can be brought into solution.

Es ist bekannt, Natriumchlorid mit Bilsulfat zur Herstellung von Natriumsulfat so zu behandeln, daß das Gemisch pulverförmig bleibt (Patent 136998).It is known to use sodium chloride with bisulfate to produce sodium sulfate to be treated in such a way that the mixture remains powdery (patent 136998).

Dieses Verfahren läßt sich jedoch nicht ohne weiteres auf Kaliumchlorid für einen wirtschaftlichen Großbetrieb überfragen, im besonderen ist die vollständige Zerkleinerung des Kaliümbisulfats schwierig. Es bedürfte daher mehrfacher Untersuchungen in großem Maßstabe, um festzustellen, daß man durch Anwendung von Schwefelsäure diese Zerkleinerung vermeiden könne und daß sich auch hier Temperaturen auffinden lassen, bei welchen der pulverartige Charakter der Masse erhalten bleibt und dennoch die sämtliche Salzsäure allmählich ausgetrieben wird.However, this method does not apply readily to potassium chloride for an economical large-scale enterprise, in particular the complete Comminution of the potassium bisulfate difficult. It would therefore require multiple investigations on a large scale to find out that one can use sulfuric acid could avoid this comminution and that temperatures can also be found here let, in which the powdery character of the mass is retained and yet all of the hydrochloric acid is gradually expelled.

Man kann in gleicher Weise Kaliumbisul fatlösungen benutzen, wobei jedoch immer eine weniger konzentrierte Salzsäure entsteht.You can use potassium bisul fat solutions in the same way, with however, a less concentrated hydrochloric acid is always produced.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of chloride-free potassium sulfate and hydrochloric acid from a mixture of finely ground potassium chloride and concentrated Sulfuric acid, characterized in that sulfuric acid only to the extent in the mixer is added that the powdery nature of the mixture is retained and that then the drying and calcination at two different temperatures below Preservation of this state takes place until the acid vapors are completely expelled.

2. Execution of the method according to claim 1, characterized in that the drying at 100 ° -12o ° C, the first calcination at about 300 ° C and the second between 7oo ° and 8oo ° C takes place.

3. Execution of the method according to claim 1 and 2, characterized characterized that part of the sulfuric acid by one in sulfuric acid or Equivalent amount of potassium bisulfate dissolved in water is replaced.