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Verfahren zur Herstellung von Alkalinitraten unter Benutzung von Alkalichloriden.
Es ist bereits mehrfach versucht worden, Alkalinitrate durch Einwirkung von Alkalichlorid
auf Salpetersäure zu gewinnen. Es wurde nun gefunden, daß sich- dieses Ziel, insbesondere
im Falle des Natriumsalzes, besonders zweckmäßig in der Weise erreichen läßt, daß
man das feste Chlorid, auf eine gemischte Lösung von Salpetersäure und deren Ammonsalz
einwirken läßt, und zwar vorteilhaft unter derartiger Beschränkung der Alkalichlorid-
und Ammonnitratmenge, daß zwar die erhebliche Löslichkeitserhöhung ausgenutzt wird,
welche Alkalichlorid in Gegenwart von Ammoniumnitrat im Vergleich mit den rein sauren
Lösungen erfährt, jedoch ohne daß die Sättigungsgrenze für Ammoniumchlorid überschritten
wird und dieses in fester Form mit ausfällt. Zweckmäßig wird bei nicht zu hoher
Temperatur gearbeitet. Aus der von Alkalinitrat befreiten Lösung kann man durch
mehr oder minder weitgehende Absättigung der Säure durch Ammoniak auch reines Chlorammonium
gewinnen, dessen Menge noch durch Einiühren von festem Alkalichlorid erhöht werden
kann, und ferner gewünschtenfalls aus der zurückbleibenden Lösung durch Eindampfen
ein für Düngezwecke geeignetes Mischsalz herstellen. Ferner kann das Verfahren zu
einem.Kreisprozeß gemacht werden, dadurch, daß die Endlauge von der Salmiakgewinnung
oder Mischsalzgewinnung wieder für die erste Phase des Verfahrens verwendet wird,
indem man durch Zusatz der nötigen Mengen Salpetersäure und Ammoniak bzw. Ammonnitrat
die Ausgangslauge, und zwar hier mit einem Gehalt an Chlorid und Alkalisalz, wiederherstellt
und von neuem Alkalichlorid zufügt. Auch die anfallenden Waschwässer können dabei
mitverwendet werden. Statt Salpetersäure können auch nitrose Gase benutzt werden.
Man hat bei dem Verfahren unter anderem auch noch den Vorteil, daß das Gefäßmaterial
nicht in dem Maße angegriffen wird wie bei dem Umsatz von Alkalichloriden mit Salpetersäure
allein. Beispiel x. 1 350 kg festes Ammonnitrat werden in iooo kg 20prozentiger
Salpetersäure unter Rühren gelöst- und dann bei Zimmertemperatur ungefähr 30o kg
fein gemahlenes Kochsalz eingetragen. Unter dauerndem Rühren vollzieht sich die
Umsetzung, wobei sich, insbesondere bei nachfolgendem Kühlen, etwa Zoo kg praktisch
reiner Natronsalpeter ausscheiden, die geschleudert, mit einer gesättigten Natriumnitratlösung
gedeckt und sodann getrocknet werden. Die Mutterlauge wird mit Ammoniak neutralisiert;
aus der so gewonnenen Salzlösung kann man ohne weiteres durch Kühlen Ammoniumchlorid
gewinnen, doch ist es zweckmäßig, die Lösung zunächst auf etwa die Hälfte einzuengen
und sodann erst auf ungefähr io° zu kühlen, wobei etwa ioo bis i50 kg reines Chlorammonium
erhalten werden. Die zurückbleibende Mutterlauge kann zur Trockene eingedampft
«erden,
wobei ein Mischsalz mit etwa 60;> t'rozent Natronsalpeter und 40 Prozent Salmiak
entsteht.
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Die in diesem Beispiel beschriebene Arbeitsweise kann mehrfach abgeändert
«-erden. Man kann z. B., statt von 2o prozentiger Salpet(rs iiure i auszugehen und
in diese festcs Ammonnitrat einzutragen, so arl;eiten, daß man von vornherein eine
konzentriertere Säure teilwcize mit Ammoniak neutralisiert. Bei Benutzung einer
40prozentigen Ausgangssäure werden beispielsweise iooo kg zur Hälfte durch Einleitung
von gasförmigem Ammoniak abgesättigt, bei Zimmertemperatur etwa 25o kg Kochsalz
eingetragen usw. Im allgemeinen ist noch zu beachten, da(3 Temperaturerhöhungen
während der Umsetzung des Chlornatriums eine größere Reinheit des Natronsalpeters
zur Folge haben, doch sind zu hohe Temperaturen, etwa über 40°, zweckmäßig zu vermeiden,
weil sie leicht zu Stickstoffverlusten führen. Ferner bedingt ein Erhöhen der Konzentration
der Ausgangssäure über 3o Prozent außer der Gefahr einer Bildung von Chlor im allgemeinen
eine ungünstige Zusammensetzung des etwa herzustellenden :Mischsalzes, indem dieses
leicht ammonnitrathaltig wird; andererseits führt ein Heruntergehen mit der Konzentration
unter io Prozent leicht zu einem chlornatriumhaltigen Mischsalz.
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Beispiel 2.
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1--ine besonders weitgehende Umsetzung der angewandten Salpetersäure
zu reinem Salpeter wird erzielt, wenn das Verfahren, wie erwähnt, zum Kreisprozeß
ausgestaltet wird. In eine Lösung, welche i2oo kg Ammonnitrat, 41o kg Kochsalz und
32o kg Natriumnitrat in i cbm Wasser gelöst enthält, werden bei etwa 35° 125o bis
1350 kg 40- bis 45 prozentige Salpetersäure und 18o bis igo kg Kochsalz eingetragen,
worauf unter Rühren auf etwa 2o° gekühlt wird. , Hierbei scheiden sich 40o bis 45o
kg Natronsalpeter ab, der abfiltriert und in der üblichen Weise von anhängenden
geringen Verunreinigungen befreit wird. Die Nitratmutterlauge wird mit gasförmigem
Ammoniak neutralisiert, wozu etwa iSo bis 17o kg erforderlich sind. Gegen Ende der
Neutralisation läßt 'man die Temperatur auf 7o bis 8o° ansteigen, um hierauf (am
besten im Vakuum) 60o bis 70o kg Wasser abzudampfen. Die heiße Lösung wird nach
Eintragen von 18o kg Kochsalz unter lebhaftem Umrühren auf etwa 40° gekühlt, wobei
28o bis 300 kg Ammonchlorid zur Abscheidung gelangen, die ebenfalls abgetrennt
und in bekannter Weise gewaschen werden. Die Mutterlauge von der Ammonchloridabscheidung
wird mit einer weiteren Kochsalzmc-ngc von 18o kg zur Umsetzung gebracht, wobei
man zuletzt die Temperatur von 35° fe.,thä!t. Hierbei scheiden sich 5oo b*s 5@o
kg eines zu etwa zu aus Natriumnitrat und zu aus Ammonchlorid bestehenden '.Mischsalzes
aus, nach dessen Abfiltrieren eine nach Menge und Zusammensetzung mit der Ausgangslösung
übereinstimmende Lauge erhalten wird, die unmittelbar für einen neuen Arbeitsgang
«eiterverwendet werden kann. Die Ausbeute an reinem Nitrat entspricht bei dieser
Arbeitsweise, berechnet auf die hinzugefügte Salpetersäure, etwa 55 bis 6o Prozent.
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Auch dieses Beispiel läßt sich mehrfach abändern. Man kann z. B. zur
Gewinnung eines vollkommen kochsalzfreien Ammonchlorides auf den Zusatz von Kochsalz
vor der Ammonchloridabscheidung verzichten und diese durch entsprechend tiefere
Kühlung (2o bis 25 `) vervollständigen.
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In analoger Weise ist das Verfahren auch für die Herstellung von Kalisalpeter
durch Einwirkung von Chlorkalium auf Salliettrsäure-Aminonnitratlösungen anwendbar.