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Verfahren zur Überführung von Alkalimonochromaten in Alkalibichromate.
In der Patentschrift 355851 ist gezeigt, .daß .man durch die Einwirkung von Kohlensäure
auf die Alkalimonochromateden größten Teil dieser Salze unter gleichzeitiger Bildung
von Alkalibikarbonaten lin Bichromate überführen, kann. Mit anderen Worten, anstatt
das in das Verfahren eingeführte Natrium oder Kalium in Forni von Sulfat oder Chlorid
zu gewinnen, erhält man es zum größten Teil in Form von Bikarbonaten, die, leicht
in Alkalikarbonate übergeführt werden können, d. h. in einen der wichtigsten Stoffe,
die zur Zerlegung von Chrömerzen nötig sind-.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt nun eine noch vollständigere Gewinnung
-des Natriums oder Kaliums in Gestalt von Bikarbonaten. Das Verfahren besteht darin,
daß mit der Verwendung von Kohlensäure diejenige von -Ammoniak verbunden wird; es
handelt sich um die Anwendung der Grundlage des Solväp-Prozesses -auf Alkalimonochromate.
Um das so gebildete chromsaure Ammoniak beispielsweise in, Natriumbichromat umzuwandeln,
behandelt man es reit Natriumbisulfat, nachdem man es vorher in chromsauren Kalk
umgesetzt hat.
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Es ist bereits bekannt, chromsauren Kalk durch Umsetzung :mit Alkalibisulfat
in das entsprechende Alkalibichromat überzuführen. Es ist auch die Einwirkung von
Ammoniak und Kohlensäure auf Alkalimonochromat nicht mehr neu.
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Während die bisher bekannten Verfahren auf folgenden Reaktionen beruhen:
' Na, Cr04+COz+ N H3+ H20 .@ Na NH"Cr04+NaHC03 und Na N H4 Cr 0, + Wärme
-Na, Cr207+aNHs+H20 und also die Hälfte des Natriums als Natriumbikarbonat zurückgewonnen,
wird, be= ruht das vorliegende Verfahren auf folgenden Reaktionen: Na., Cr04,-j-aC02+aNH3+H20
-(NHjZCr04+aNaHC03 und (N H4)2 Cr 0, -f- Ca (O H)2 @aNHg+aH20+CaCr04
und 2,CaCr04+aNaHS04 -aCaS04+H20+Na2Cr20,
Man sieht also, daß nach
dem vorliegenden Verfahren nicht die Hälfte, sondern nahezu die ganze Menge des
Natriums als Natriurnbikarbonat zurückgewonnen wird.
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Außerdem hat dieses Verfahren dem vorhergenannten gegenüber den Vorteil,
technisch ausführbar zu sein, während die vorhin beschriebene Reaktion 2 Na N H4
Cr 04 -i- Wärme - Na. Cr. 0T -E- a N H3 -f- a HZ O durchaus nicht vollständig verläuft,
indem das Natriumbiehromat stets Ammoniaksalz zurückbehält und, demgemäß technisch
wertlos ist.
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Läßt man die Kohlensäure auf eine Lösung von Alkalimonochromat, das
eine genügende Menge freies Ammoniak enthält, einwirken, so verläuft die Reaktion
Na. Cr04+2C0"+2NH3+2H20 -(NHj,CrÖ4+2NaHC0g nicht absolut vollständig, aber sie ergi'lyt
doch eine Zersetzung von weit mehr als .der Hälfte des Natriummonochromates.
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Fügt man einen Übersohuß von Ammoniumkarbonat hinzu, -den man durch
die Einführung von Kohlensäure im Überschuß in Ammonnumbikarbonat verwandelt, so
wird das Natriumbikarbonat so unlöslich, d'aß fast die gesamte Menge des ursrünglich
in dem Natriumchromat enthaltenen Natriums sich in Form von Natriumhikarbonat abscheidet.
Durch Filtrierung und. Waschung wird letzteres aus der Ammoniumchromatlösung abgeschieden,
die noch eine verhältnismäßig kleine Menge Natriumchromat enthält.
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Die zuletzt erwähnte Lösung wird zunächst der Destillation unterworfen,
um die darin vorhandenen Karbonate oder Bikarbonate des Ammoniums auszutreiben.
Hierauf fügt man gelöschten Kalk in einer Menge -zu, die der noch in Form eines
Monochromates oder Bichromates anwesenden Menge Ammoniak äquivalent ist, so daß
Calciummonochromat entsteht. Durch eine neue Destillation treibt man dann das gesamte
Ammoniak aus der Lösung aus.
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Der Rückstand dieser Destillation bildet einen Brei, der im wesentlichen
aus ehromsaurem Kalk besteht, der in einer Lösung suspendiert ist, die nur wenig
,durch die erste Reaktion nicht zersetztes Natriumchromat enthält. Diesem Brei fügt
man eine Menge Natriumbisulfat hinzu, die in ihrer Stärke und ihrem Gehalt an neutralen
Sulfaten den Mengen an Chrom und Natrium entspricht, welche zur Bildung von schwefelsaurem
Kalk und Natriumbichromat zugegen sind. Der schwefelsaure Kalk ist unlöslich und
wird durch Filtration abgeschieden, während das Natrium#bichromat durch Konzentration
des Filtrates und Kristallisation erhalten wird.
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Auf diese Weise kann fast das gesamte Ätzalkali oder Karbonat, das
zur Zersetzung eines Chromerzes oder einer Chromverbindung_ behufs . Bildung des
Alkalimonochromates eingeführt wird, in Gestalt von Alkalibikarbonat wiedergewonnen
werden, während schließlich das. zur Bildung des Bichromates nötige Alkali i@n Form
von Bisulfat zugefügt wird. Der Vorteil des Verfahrens ergibt sich aus der Tatsache,
daß die Alkalibisulfate und besonders das Natriumbisulfat von wesentlich geringerem
Werte sind als die Karbonate.
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Beispiel: 81o g ' Natriummonochromat werden in 2,6 1 Wasser gelöst.
Hiezauf führt man 340 g Ammoniak ein. Nach Abkühlung auf gewöhnliche Temperatur
wird das Gemisch mit Kohlensäure gesättigt, von der im ganzen 86o g absorbiert werd
.en. Die Temperatur wird während des ganzen Vorganges auf 30 bis 35' C gehalten.
Kurz nach (Einführung der Kohlensäure bildet sich ein Niederschlag von Natriumbikarbonat,
dessen Menge sich in dem Maße vermehrt, wie die. Kohlensäure absorbiert wird.
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Nach Sättigung durch die Kohlensäure wird das Natriumbikarbonat abfiltriert
und ausgewaschen. Man erhält im ganzen i 710 g eines Produktes, das aus Natriumbikarbon.at
besteht :und mit einer ammoniakalischen Lösung von Ammoniumchromat getränkt ist.
Wäscht . man dieses Gemisch mit einer gesättigten Lösung von -Natriumbikarbonat
bis zur vollständigen Entfernung des Ammoniumchromates, so erhält man nach der Calcinierung
46o g reines Natriumkarbonat, was 86,8 Prozent der theoretisch erhältlichen Menge
ausmacht, d. h., wenn das ganze in den 81o g Natriumchromat enthaltene Natrium in
Natriumbikarhbnat übergeführt wäre. Die entstehende Lösung, die Ammoniumbikarbonat
im Überschuß, etwas Natriummonochromat und zur Hauptsache Ammoniummonochromat enthält,
wird in ,der oben beschriebenen Weise ' in Natriumbi'chromat übergeführt.