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Verfahren zur Herstellung von Chlorkalium aus Carnallit. . Das auf
dem größten Teil der Kaliwerke übliche Löseverfahren fürCarnallit ist das nach Pfeif
f er, Handbuch d. Kaliindustrie i887, S.132 ; I und 134 und folgende (siehe auch
Michels-Przibylla zgr6). Bei einer Überprüfung der für die Fabrikation aufzuwendenden
Wärme stellt sich heraus, daß der Wärmeverbrauch, für die zwecks Gewinnung des größten
Teiles der in den Mutterlaugen noch vorhandenen Kalisalze vollzogene Verdampfung
bei diesem Verfahren ungefähr mit % des Gesamtverbrauchs an Wärme in Rechnung zu
setzen ist.
Die Zusammensetzung der -Löselaugen wird im allgemeinen
so gehalten, daß Mutterlaugen von etwa 27o g Mg C12 2i,i Gewichtsprozent (Michels-Przibylla
S. 176) nach der Kristallisation des Rohchlorkaliums erhalten werden, während dem
Chlormagnesiumgehalt des Rohcarnallits entsprechende Mengen von Chlormagnesium in
Form von verdampften und unter Abscheidung von künstlichem Cärnallit gekühlten Laugen
als Endlaugen den Betrieb verlassen müssen. je konzentrierter die fallenden Mutterlaugen
aber gewählt werden, desto weniger Wasser wird zu verdampfen sein, desto geringer
also mit den Verdampfkosten infolge des gegen den Löseprozeß überwiegenden Einflusses
derselben die Gesamtkosten für Wärmeaufwand. Die geringere Lösekapazität der konzentrierten
Laugen tritt demgegenüber in den Hintergrund. In der Zeitschrift »Kali« 1920, S.
214 unter I ist eine Bilanz für diesen ganzen Löseprozeß unter Zugrundelegung einer
Mutterlauge von 2o,o Gewichtsprozent Mg Cl, -255 g im Liter gegeben und der Wärmeaufwand
unter den dort für alle Löseprozesse gleichmäßig festgelegten Bedingungen zu 66,4
kg/Kal. für ioo g den Betrieb verlassende Endlauge berechnet. Bei einer kleinen
Abänderung läßt sich der Wärmeverbrauch auf 63,1 Kalorien ermäßigen.
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Um die Verdampfungskosten zu verringern, ist es also zweckmäßig, die
Chlormagnesiumkonzentration der zu verdampfenden Laugen (Mutterlaugen) von vornherein
möglichst hoch zu halten. Die Grenze ist gegeben in Mutterlaugen von derjenigen
Konzentration, deren geringste Überschreitung die Abscheidung von Carnallit neben
Chlorkalium zur Folge hat. Wird dieseGrenzlösung für 25 °, nach v an t H o f f mit
Q" bezeichnet, reit 24,6 Gewichtsprozent Mg Clz 315 g im Liter in Rechnung gesetzt,
so ergibt sich bei der gleichen Arbeitsweise durch die Decklaugen ein Zuviel an
Wasser, das in irgendeiner Weise verdampft werden muß, um ein Weiterarbeiten bei
derselben Konzentration zu ermöglichen und ein Wärmeverbrauch, welcher in gleicher
Weise wie 1. c. berechnet 65,4 Kalorien entspricht.
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Hieraus ist zu entnehmen, daß mit der Erkenntnis des überwiegenden
Wärmeverbrauchs für den Verdampfprozeß und der dieser Tatsache Rechnung tragenden
Wahl einer höheren Laugenkonzentration allein noch nicht die Vorbedingungen für
eine günstige Wärmeökonomie geschaffen sind. Es ist die Aufstellung einer vollständigen
Bilanz des fraglichen Löseprozesses hierfür erforderlich, die auch einen Überblick
über die Möglichkeiten gibt, den Wärmeverbrauch möglichst zu beschränken. Ebenso
ergibt eine Berechnung, daß die Verwendung von Endlaugen mit ihrer hohen 1-ösekapazit:t
für Chlorkalium die hohen Verdampfkosten des beim Deckprozeß zugeführten Wassers
im günstigsten Falle, wie oben berechnet, auf 59 Kalorien herabsetzen. Es ist demnach
eine weitere Ersparnis an Verdampfkosten nur zu erzielen, wenn es gelingt, die im
Deckprozeß zugeführten Wassermengen herabzudrücken oder ganz dem Betriebe fernzuhalten:
Das erste Produkt, dessen Gehalt an KCL durch die geringe Lösekapazität der schwereren
Laugenfür KCL gegenüber denLaugen von früher allgemein üblicher Konzentration ungünstig
beeinflußt wird, enthält der Berechnung zufolge 4z,1 Prozent Na Cl auf 58,9 KCL,
wird also bei einem größeren Verbrauch an Wasser für den Deckprozeß auch eine geringere
Ausbeute an reinem Chlorkalium geben. Anders wenn dieses Salz mit Wasser heiß behandelt
wird und die Lösung durch Abkühlung zur Kristallisation kommt. Die dann gewonnene
Mutterlauge löst neue Mengen des im ersten Produkt enthaltenen Chlorkaliums auf,-
das bei der Kristallisation als reines Chlorkalium erhalten wird, während Na Cl
ungelöst bleibt. Da die Mutterlaugen immer wieder zum Lösen von neuen Mengen des
ersten Produkts verwandt werden können, wird auf diesem Wege den Löselaugen kein
Wasser zugeführt. Es gelingt dann, den Wärmeaufwand trotz des für den zweiten Löseprozeß
notwendigen Verbrauchs auf 44,9 Cal. 76 Prozent gegenüber dem die günstigsten Bedingungen
darstellenden Fall der Mitverwendung von Endlaugen im Löseprozeß herabzudrücken.
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Das Verfahren bietet aber auch noch die folgenden Vorteile. Die wegen
des hohen spezifischen Gewichts der Laugen schwierige Klärung der Rohsalzlösungen
braucht keine vollständige zu sein. Die Anwendung von Kühlapparaten oder Kühltürmen,
welcher bisher vielfach wegen des feinen Korns des zur Ab= scheidung gelangten Chlorkaliums
Schwierigkeiten im Wege standen, ist ohne weiteres möglich. Eine vollständige Klärung
und die Erzielung groben Korns ist bei dem zweiten Löseprozeß ohne -weiteres möglich.
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Die Anwendung des Verfahrens ist natürlich auch auf andere Lösemethoden
ausdehnbar, da die durch den Löseprozeß zugeführten Wassermengen in jedem Falle
in irgendeiner Weise verdampft werden müssen.
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Es wurde oben erwähnt, daß eine Mutterlauge vom Lösen des ersten Produkts
immer wieder zum Umlösen weiterer Mengen desselben verwandt werden kann, ohne daß
das auskristallisierende Chlorkalium mit Na Cl verunreinigt ist. Dies ist aber in
der Praxis nur möglich, wenn die dem ersten Produkt anhaftenden Mutterlaugen so
vollständig wie möglich vor dem Umlösen entfernt werden. Es kann dies dadurch erreicht
werden, daß auf die sonst übliche besondere Aufarbeitung des künstlichen
Carnallits
verzichtet wird. (Chlorkalium der sonst auf diesem Wege gewonnenen feinen Verteilung
zu erhalten, gelingt nach dem vorliegenden Verfahren ohne weiteres, falls entsprechende
Maßnahmen getroffen werden, während die Reinheit des erhaltenen Produkts die des
auf dem üblichen Wege erhaltenen übertrifft.) Die Verarbeitung kann dem Anspruch
2 entsprechend in einer in der Zeichnung beispielsweise dargestellten Deckvorrichtung
vorgenommen «=erden.
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Einer möglichst langsam rotierenden Deckschnecke wird am Laugenaustrittsorte,
welcher zweckmäßig als Filtertrog ausgebildet ist, der künstliche Carnallit und
inmitten der Schnecke an nach den Mengenverhältnissen des erhaltenen ersten Produktes
und künstlichen Carnallits entsprechend gewähltem Ort das erste Produkt zugeführt.
An der .Austrittsstelle des gedeckten Salzes fließt diesem so viel Wasser entgegen,
als notwendig ist, um an Chlormagnesium gesättigte Lösung an der Austrittsstelle
der Lauge zu erhalten. Hierdurch wird erreicht, daß, ohne eine Überschreiten der
Wassermenge, welche zur Aufnahme des Chlormagnesiums des künstlichen Carnallits
in jedem Falle erforderlich ist, eine vollständige Verdrängung der Mutterlauge aus
dem die Deckschnecke verlassenden Salze erfolgt, wodurch auch praktisch die dauernde
Wiederverwendung der Mutterlauge des umgelösten Salzes gewährleistet ist.
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Es wird in diesem Falle der Behandlung der Salze in einer Deckschnecke
öder ähnlichen Vorrichtung ein weiterer Vorteil erzielt. Bisher hat man aus dem
Grunde Bedenken gehabt, an die Höchstkonzentration der Lauge Qzs als Mutterlauge
heranzugehen, weil -die im Betriebe unvermeidlichen Schwankungen in den. Mengen-
und Konzentrationsverhältnissen bei Salz und Lauge eine Überschreitung der Carnallitgrenze
und damit eine Verunreinigung .des ersten Produktes mit Carnallit befürchten ließen.
Bei der Behandlung in der Declz-Schnecke - wird dieser kleine Carnallitgehalt durch
Umsetzung zu Chlorkalium schnell und vollständig. beseitigt, ohne sich in- der Folge
in unangenehmer Weise bemerkbar zu machen, während die hierdurch bedingte etwas
erhöhte Wasserzufuhr automatisch für den folgenden Löseprozeß die Konzentration
etwas herabdrückt. Endlich soll die neue Arbeitsweise nochmals kurz zusammengefaßt
werden. Der in der Kaliindustrie eine sehr allgemeine Anwendung findende Löseprozeß
für Carnallit nach der sog. alten Staßfurter Alethode wird derart abgeändert, daß
die fallenden kalten Mutterlaugen einen Chlormagnesiumgehalt aufweisen, der an der
Grenze liegt, bei deren Überschreitung Carnallit in dem gewonnenen ersten Produkt
aufzutreten beginnt. Dieses erste Produkt wird durch zweckmäßige Maßnahmen von der
anhaftenden Mutterlauge möglichst vollständig befreit und aus einer immer wieder
verwandten Lauge das Chlorkalium durch Umkristallisieren in reiner Form erhalten.
Dadurch, daß die Zufuhr des sonst zum Decken erforderlichen Wassers vermieden wird,
werden erhebliche Verdampfkosten gespart.