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Verfahren zur Herstellung von Kalisalpeter nach Anspruch 1 bis 3 des
Patents 335819. Das Patent 335$i9 beschreibt gemäß Anspruch 3 ein Verfahren zur
Herstellung von Kalisalpeter aus Kalirohsalzen, demzufolge die Rohsalze mit Mg (N03)2-haltigen
Laugen zusammengebracht werden.
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Es wurde gefunden, daß man hierbei zweckmäßig die folgenden Arbeitsweisen-
einhält, je nachdem, ob man die nitrosen Gase in der Salpeterendlauge oder in Wasser
bzw. schwachen Betriebslaugen kondensieren will.
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Es sollen auf je iol Lauge iooog Kalisalpeter ausgeschieden werden.
Diese erfordern etwa 6oo g Mg S04, 750 g KCl und 63o g HN03, während bei
der Laugenverdampfung etwa 5oo g stickstofffrei gewaschenes Mg C12 auszuscheiden
sind. Die ersten drei Komponenten müssen dem Prozeß in Form von entsprechenden Lösungen
zugebracht werden, während das letztere bei der zweiten Kristallisation in Form
von künstlichem Carnallit (Doppelsalz) austritt.
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Man kann folgendermaßen arbeiten, um das KCl, Mg S04 und HN03 dem
Prozeß zuzuführen.
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Die Salpeterendlauge, welche nach der Carnallitausscheidung ihr Volumen
von i o 1 auf etwa 51 vermindert hat, wird um die Waschwässer des Doppelsalzes bis
auf etwa 6,51
vermehrt und dann durch die Kondensationseinrichtung für die
Gase der Ammoniakverbrennung geschickt. Hier zirkuliert sie so lange, bis im Liter
der entstehenden sauren Lösung 9o g HNO3 enthalten sind. Danach wird sie mit Calciumcarbonat
im überschuß gesättigt. Auf diese Weise entsteht die fällende Lauge.
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Inzwischen wird in bekannter Weise mit Hilfe eines unreinen Kieserits
eine stark chlorhaltige Bittersalzlösung gewonnen. Den zur Verwendung kommenden
Kieserit kann man entweder in der üblichen Weise aus dem Löserückstand abschlämmen
oder anderen Quellen entnehmen (Verarbeitung von Sylvinit).
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Da im Gegensatz zur Kaliumsulfatfabrikation das Na Cl bei der Umwandlung
des Magnesiumnitrates zu Kalisalpeter in keiner Weise störend wirken kann, darf
der benötigte Kieserit so viel Chlornatrium enthalten, als die beabsichtigte Mg
SO4-Konzentration der zur Verwendung kommenden Bittersatzlösung erlaubt. Man erreicht
in dieser etwa Konzentrationen von Zoo bis 25o g Magnesiumsulfat. Diese Lösungen
lassen sich aber noch gewinnen aus einem Material, das neben dem Wassergehalt auf
5o Prozent Mg S04
5o Prozent Na Cl bzw. auf 6o Prozent Mg SO, qo
Prozent Na Cl enthält. Einen derartigen unreinen Rohkieserit kann man ohne Mühe
aus dem Löserückstand erwaschen bzw. bergmännisch fördern (Sylvinitverarbeitung).
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Nach der Klärung der Bittersalzlösung erfolgt die Fällung der Schwefelsäure.
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Man läßt zu diesem Zweck in einem mit Rührwerk versehenen Mischgefäß
71 von der fällenden Lauge mit 31 der Bittersalzlösung (2oo g Mg SO, pro Liter)
zusammentreten. Es erfolgt eine momentane Fällung von C alciumsulfat, die sich sehr
schnell absetzt. Man führt die Fällung zweckmäßig derart durch, daß in der Lauge
noch ein kleiner Cbersehuß von Magnesiumsulfat zurückbleibt.
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Die nach Abtrennung des Calciumsulfates zurückbleibende klare Lösung
bildet die Löselauge für das Rohsalz. Mit ihr wird dasselbe (möglichst MgC12-frei)
in einer geeigneten Lösevorrichtung in der erforderlichen Menge bei etwa 5o bis
6o° zusammengebracht. Genau wie heute bei der KCl-Fabrikation ist auf eine möglichste
Abkürzung der Löseoperation hinzuarbeiten, um nur wenig Kieserit aufzunehmen.
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Die aus dem Löseapparat abfließende Lauge wird in der üblichen Weise
geklärt und scheidet dann in der ersten Kristallisation Kalisalpeter aus. Die verbleibende
Mutterlauge kommt in die Verdampfstation und beginnt ihren Kreislauf von neuem.
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Man kann im Gegensatz zu obigem die Löseoperation auch möglichst in
die Länge ziehen, um reichlich Kieserit mit in Lösung zu bringen. In diesem Fall
ist es aber nötig, nach derselben nochmals mit Calciumnitrat bzw. calciumnitrathaltiger
Lauge auszufällen.
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An Stelle von Bittersalzlösungen kann auch mit festem Magnesiumsulfat
gearbeitet werden, das man etwa in der fällenden Lauge direkt zur Auflösung bringt.
In diesem Fall erreicht man wohl eine Verringerung des Laugenquantums und damit
der Wasserverdampfung, hat aber den Nachteil, daß die Verunreinigungen des Kieserits
sich dem Calciumsulfat beimischen.
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Die Waschwässer der vorliegenden Ausführungsform werden zur Auflösung
des Kieserits benutzt. Zweckmäßig wäscht man mit den Waschlaugen des Löserückstandes
erst noch den Sulfatschlamm aus, um dann mit dessen Waschwässern die Bittersalzlösung
zu bereiten. Hierbei wird natürlich jedesmal von dem Quantum abgesehen, das zur
Verdrängung der anhaftenden Lauge dient, eine diesem entsprechende Menge der Waschwässer
fließt der heißen Salpeterlösung bzw. der ausgefällten Lauge zu.
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Da es nun gewisse Schwierigkeiten bereitet, die Gase der Ammoniakverbrennung
in der schweren Salpeterendlauge zu kondensieren, was unter anderem eine ziemlich
ausgedehnte Absorptionsanlage bedingt, so ist es, zuweilen zweckmäßiger, die nitrosen
Gase in den leichten Wasch- und Decklaugen des Betriebes bzw. in Wasser zu kondensieren.
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Man gewinnt etwa eine Säure von 3o` W (1,a6), die im Liter etwa 53o
g HNO;s enthält. Diese wird mit überschüssigem Calciumcarbonat neutralisiert und
liefert eine konzentrierte Calciumnitratlösung.
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Die Neutralisation kann beiläufig in verschiedener Weise vorgenommen
werden. Entweder stellt man die Säure gleich in der erforderlichen Stärke her und
neutralisiert dann, oder aber man kondensiert und neutralisiert die Säure absatzweise.
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Die Lösung des Rohsalzes wird mit den obenerwähnteri 6.5 1 Salpeterendlauge
durchgeführt. Es entstehen dabei etwa ; 1 Rohsalzlösung. Diese enthalten noch nebenbei
etwa 2o g Mg SO, pro Liter, bringen also schon i q o g Magnesiumsulfat in den Prozeß
hinein.
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Der Rest der benötigten 6oo g Mg SO, wird in Form von z,31 einer Bittersalzlösung
eingebracht, die neben anderen Salzen im Liter aoo g MgSO, enthält.
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Von der aus 3o grädiger Salpetersäure gewonnenen (='a (N 03 ); -Lösung
sind auf 1 ooo g Kalisalpeter etwa 1,2 1 erforderlich.
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Die drei Laugen, Rohsalzlösung, Bittersalzlösung und Calciumnitratlösung
werden in einem Mischgefäß gleichzeitig oder hintereinander in der erforderlichen
Menge zusammengebracht. ES erfolgt wieder eine momentane Fällung von Calciumsulfat.
Dieses wird abgetrennt und die geklärte Lösung zur Kristallisation gebracht.
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Der Vorteil der vorstehenden Arbeitsweise besteht darin, daß man mit
der in Wasser kondensierten Säure vor der Kristallisation eine NaCI-freie Verdünnung
der Salpeterlösung vornimmt, wie dieselbe in Patent 345866 vorgeschlagen
wird. Damit hält man die gleichzeitige Kristallisation des NaCI zurück.
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Will man möglichst verdünnte Säuren in Anwendung bringen, so ist es
zweckmäßig, die Bittersalzlösung etwas stärker einzustellen. Man mischt etwa miteinander
71 der Rohsalzlösung mit 21 einer Calciumnitratlösung, die aus Salpetersäure mit
2o' B6 gewonnen wurde, und 1,91 einer Bittersalzlösung, die 2509- Mg SO,
pro Liter enthält. In diesem Fall entstehen für iooo g KN03 7 +
a -f- 1,9 = 1o,91 Lauge, die kristallisiert und weiterbehandelt werden müssen.
Rechnet man nun damit, daß die Decklaugen des Kalisalpeters das Laugendefizit decken,
das
infolge der Verdunstung und der durch die Salzausscheidung hervorgerufenen
Kontraktion eintritt, so wäre bei Verwendung einer Säure mit 3iog HNO3 (2o° B6)
im Liter eine Laugeneinengung von io,9 bis 5,o, d.h. um 5,91 durchzuführen. Die
Laugen der vorliegenden Salpeterkonversion enthalten etwa 8o Prozent H.0. Es käme
also eine Wasserentnahme von rund 4,81 in Frage. Hiervon werden etwa o,81 von der
anhaftenden Lauge und etwa o,61 durch Kristallwasser entnommen, so daß durch Verdampfarbeit
in diesem Fall 3,41 Wasser pro Kilogramm Kalisalpeter zu entfernen sind.
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Die Kondensation der nitrosen Gase kann anstatt mit Wasser auch mit
geeigneten leichten Betriebslaugen durchgeführt werden.