DE44508C - Neuerung bei dem Verfahren zur Darstellung von Chlor aus Chlormagnesium - Google Patents

Description

KAISERLICHES Μϊ

PATENTAMT.

Es ist bekannt, dafs Chlormagnesium, wenn es in Gegenwart von Luft auf Rothgluthitze gebracht wird, durch den Sauerstoff in Magnesia ■ und freies Chlor zersetzt wird. Diese Reaction, auf welche ein neues Chlorfabrikationsverfahren basirt werden kann, geht aber nur dann in vollständiger Weise vor sich, wenn das Chlormagnesium wasserfrei ist. Enthalt es Wasser, so wirkt dasselbe gleichzeitig durch seinen Sauerstoff und seinen Wasserstoff auf die Elemente des Chlormagnesiums ein, um Magnesia und Chlorwasserstoffgas zu bilden.

Es empfiehlt sich daher, um Chlor aus Chlormagnesium zu gewinnen, dieses Salz zunächst im wasserfreien Zustande darzustellen. Die hauptsächlichsten Fundquellen liefern dasselbe jedoch in gelöstem Zustande, und hat die Erfahrung gezeigt, dafs diejenigen Mittel, welche gewöhnlich zur Gewinnung der Salze aus ihren Lösungen angewendet werden, bei Chlormagnesium wegen seiner Geneigtheit, sich vor Eintritt des wasserfreien Zustandes zu zersetzen, nicht zu gebrauchen sind. Es handelt sich also darum, ein neues, gewerblich verwerthbares Mittel zu finden, um wasserfreies Chlormagnesium aus seinen Lösungen zu gewinnen.

Erfinder hat diese Aufgabe in nachstehender Weise gelöst:

Zur vollständigen Austreibung des Wassers aus der Lösung und zur Gewinnung einer wasserfreien Chlorverbindung benutzt Erfinder Hitze, deren Anwendung er in drei Phasen zerlegt.

Erste Phase. Die Lösung wird einfach in einer Abdampfpfanne erhitzt,- wie sie z. B. in den Salinenwerken in Verwendung stehen.

Hierbei wird die Lösung concentrirt, bis sie auf 165 bis 170⁰ C. kommt. Die fremden Salze setzen sich wahrend dieser Concentration ab und werden entfernt. Erfinder breitet sich Über diese elementare, allen Chemikern wohlbekannte Verfahrungsweise nicht weiter aus.

Zweite Phase. Sobald die Temperatur 170⁰C. überschreitet, wird die Lösung breiartig und treibt sehr auf; das weitere Heizen von unten durch die Pfannenwa'nde könnte nur aufserordentlich langsam vor sich gehen. Erfinder zieht daher vor, die weitere Eindampfung des Materials von oben vorzunehmen, indem es über die Sohle eines Flammenofcns geleitet wird, der den Oefen ähnlich ist, welche zum Trocknen des Natriumcarbonates dienen. Hierbei findet ein Auftreiben nicht mehr statt. Bei wiederholtem Umrühren verwandelt man schliefslich die Masse in poröse, feste Körner, welche trocken erscheinen, aber immer noch ungefähr 30 pCt. Wasser enthalten. Die zweite Phase wird nunmehr unterbrochen. Zur Vereinfachung nennen wir das Product körnige Chlorverbindung.

Erfinder legt dieser Darstellung der körnigen Chlorverbindung grofse Wichtigkeit bei. Diese Körner sind porös und fest; die Hitze, mit der sie schliefslich behandelt werden, schmilzt sie nicht, erweicht sie nicht einmal. In diesem Zustande bietet die Masse wesentliche Vortheile für die nachfolgenden Manipulationen dar; sie bleibt besonders für das Eindringen der Gase zugänglich, eine Eigenschaft, deren Nutzen man sehr bald erkennen wird.

Gegen Ende dieses Vorbereitungsverfahrens zur Erreichung der körnigen Beschaffenheit der

Chlorverbindung beginnt die Einwirkung des \ Wassers auf die Chlorverbindung sich gehend j zu machen; es entwickeln sich als Chlorwasser- j stoffes 3 bis j pCt. des in der Masse enthaltenen Chlors. Man condensirt dieses Gas durch die in chemischen Fabriken üblichen Mittel; sodann neutralisirt man es durch Magnesia und führt es als Chlorverbindung in die spater zn behandelnden Lösungen zurück.

Dritte Phase. Die in körnige Masse umgewandelte Chlorverbindung wird in ein mit j einem Ableitungsrohr versehenes geschlossenes Gefäfs eingebracht, wie beispielsweise in eine in einen Ofen eingesetzte Retorte für Lcuchtgasproduetion, damit sie bis auf Rothgluthitze gebracht werden kann. Die Anwendung der Hitze bewirkt die Entwickelung von Wasserdampf und Chlorwasserstoffgas, welche in einem mit dem Ableitungsrohr der Retorte verbundenen Condensationsapparat gesammelt werden. Sobald die Entwickelung aufgehört hat und die Temperatur auf Rothglut angekommen ist, ist das Verfahren beendet. Der Retortenrückstand ist ein Gemisch von Magnesia und wasserfreiem Chlormagnesium, das 40 bis 50 pCt. Chlor enthält und zu sofortiger Behandlung durch Luft und Hitze behufs Gewinnung des Chlors geeignet ist.

Wahrend dieser Calcination treten die Erscheinungen der Dissociation auf. Die körnige Chlorverbindung unterliegt in der Retorte der Dissociation in zwei Richtungen; als wasserhaltiges Salz entwickelt es Wasserdampf, als durch Wasser zersetzbares Salz entwickelt es Chlorwasserstoffgas.

Wenn die Chlorverbindung in einem hermetisch verschlossenen Gefäfs enthalten gewesen ware, so würde jeder Zunahme der Temperatur eine sehr wesentliche Spannungsentwickelung des Wasserdampfes und Chlorwasscrstoffgases entsprochen haben; die Dampfspannung würde eine fortwährende Neubildung des Dampfes verhindert haben, wie dies in einem unter Druck stehenden geschlossenen Dampfkessel der Fall ist; die Spannung des Chlor-, Wasserstoffgases dagegen würde eine fortwäh- . rende Zersetzung der Chlorverbindung durch Wasser verhindern. Ganz anders würde sich die Sache gestalten, wenn man die körnige Chlorverbindung gleichen Temperaturen, aber unter freiem Luftzutritte aussetzen wollte: der entwickelte Dampf und das Gas würden frei in die Luft entweichen, eine wechselseitige Dissociation, wie sie im geschlossenen Gefa'fse vorgeht, würde unmöglich gemacht und die Entwickelung des Dampfes und des Gases würde unter Einflufs der Hitze so lange vor sich gehen, bis eine vollständige Trockenlegung des Productes erzielt wäre, das in der Hauptsache dann nur noch aus Magnesia bestände. . . . ^:

Beim Arbeiten in einem geschlossenen, mit Ableitung versehenen Gefiifse ist der Mittelweg eingeschlagen zwischen einem ganz geschlossenen Gelälse, das alle und jede Entwässerung und Zersetzung der Chlorverbindung verhindern würde, und dem Arbeiten an freier Luft, wodurch nichts zurückbehalten wird. Dampf und Gas können in der vom Erfinder verwendeten Retorte die Spannung nicht erreichen, welche die Entwässerung und Zersetzung der Chlorverbindung verhindert, weil die Retorte einen Abzug hat und sich nach Mafsgabe der Dampfund Gasentwickelung durch die Hitze aufs Neue Dampf und Gas entwickelt, die abziehen. Nichtsdestoweniger befindet sich die Masse in der Retorte unter Spannung von Chlorwasserstoffgas, wodurch die Zersetzung der Chlorverbindung abgeschwächt wird; je gröfser diese Spannung, desto mehr wird die Zersetzung des Salzes zurückgehalten. Beim Arbeiten in dieser Retorte hat sich herausgestellt, dafs die Zersetzung bis zu dem Punkte zurückgehalten wird, dafs noch 40 bis 50 pCt. Chlor im Product verbleiben.

Hat man in der die Chlorverbindung umgebenden gashaltigen Atmosphäre den gröfst-. möglichen Spannungszustand des Chlorwasserstoffgases erreicht, welcher die Zersetzung der Chlorverbindung möglichst hindert, so ist die wesentliche Vorbedingung zur Erzielung der gröfstmöglichen Ausbeute an wasserfreier Chlorverbindung gegeben.

Von diesem Princip ausgehend, ist der Erfinder dazu gelangt, eine viel reichere Chlorverbindung zu erzielen, und zwar durch ein sehr einfaches Mittel. Das aus der Retorte hervorgegangene Wasser kann aus dem Condensator nach Mafsgabe seines Zutrittes abgelassen werden; das Chlorwasserstoffgas, welches gegen das Ende der Operation viel reich-licher sich entwickelt als wie zu Anfang, findet kein Wasser mehr vor, um sich zu condensiren, und bleibt demnach in seinem gasförmigen Zustande. Es wird in die Retorte zurückgeleitet, welche zu diesem Zwecke mit einem Rohrstutzen an ihrem vorderen Ende versehen ist, durch welchen mittelst eines geeigneten Kanals der Ausgang des Condensators mit dem Anfang der Retorte verbunden ist; in dem Kanal ist ein Gasvcntilator von beliebiger Construction angebracht, welcher das Gas aus dem Condensator anzieht und in die Retorte eintreibt. Auf diese Weise ist ein Kreislauf von Chlorwasserstoffgas geschaffen, der die Retorte durchstreicht und dort den Spannungszustand des Chlorwasserstoffgases in dem Mafse erhöht, dafs das erzielte Product, Dank diesem Verfahren, bis zu 60 pCt. Chlor oder 80 pCt. wasserfreie Chlorverbindung enthält.

Anstatt des aus der Chlorverbindung entwickelten Chlorwasserstoffgases sich zu be-

dienen, kann man dasselbe auch aus irgend einer anderen Quelle herleiten. Die Vermehrung der Spannung dieses Gases in der Retorte wird hierbei immer die nämliche bleiben.

Man sieht nunmehr, aus welchem Grunde die körnige Beschaffenheit der Chlorverbindung so vorteilhaft ist. Wenn das in der Retorte zu erhitzende Material schmelzbar oder durch Hitze nur weich würde, so fehlte die Porosität der Körner sowohl als die Zwischenräume zwischen den Körnern, um das gesammte Material mit dem circulirenden Chlorwasserstoffgas in innigen Contact zu bringen.

Diese Porosität und diese Zwischenräume sind nicht weniger nothwendig, wenn es sich darum handelt, den Sauerstoff der Luft mit dem Material in innige Berührung zu bringen, um das Chlor herauszuziehen.

Wenn es sich bei der Extraction des Chlors empfehlen sollte, auf eine nicht zu reiche Chlorverbindung zu operiren, so kann man deren Gehalt dadurch verringern, dafs man der körnigen Chlorverbindung vor der Calcination wasserfreie Magnesia beimischt.

Erfinder hat die Anwendung einer Retorte erwähnt, um die körnige Chlorverbindung in wasserfreie Chlorverbindung umzuwandeln, womit aber die Anwendung aller anderen Apparate, die denselben Bedingungen hinsichtlich der Anwendung der Hitze, der Behandlung des festen Materials und der Circulation des ChlorwasserstofTgases entsprechen, nicht ausgeschlossen ist.

Um das Chlor aus der so erhaltenen wasserfreien Chlorverbindung zu gewinnen, heizt man bis zur Rothglut in geeigneten Apparaten, in denen ein geregelter Luftstrom circuliren kann.

Erfinder kann sich zu dieser Behandlung verschiedener Einrichtungen bedienen, z. B. der Retorten aus einem dem Chlor Widerstand leistenden Material, welche in einem Ofen erhitzt werden und für den Ein- und Ausgang des Gases mit Rohrstutzen versehen sind; man kann aber auch diese Retorten gruppenweise oder hinter einander anordnen, die methodisch

j von dem Gase durchströmt werden. Ebenso kann man auswendig geheizte Muffeln verwenden, die hinter einander dergestalt verbunden sind, dafs das feste Material dieselben von einem Ende nach dem anderen Ende durchläuft, während das Gas in entgegengesetzter Richtung strömt. Man kann aber auch zu solchen Oefen seine Zuflucht nehmen, die etagenweise mit gegen einander versetzten Steinplatten ausgerüstet sind und durch Kanüle geheizt werden, die von Herdgasen durchstrichen werden. Es kann für die Behandlung jede Einrichtung Verwendung finden, welche den Anforderungen in

, dreifacher Beziehung, und zwar hinsichtlich der Heizung, der Bewegung des festen Materials und der Circulation der Gase entspricht.

Die durch dieses Verfahren erzielte wasserfreie Chlorverbindung bietet durch ihre Porosität die werthvolle Eigenschaft dar, dafs sie durch Luft bei dunkler Rothglühhitze vollständig zersetzt wird und ein gasförmiges Gemenge liefert, das am Austritt des Apparates bis zu 30 Volumen Chlor auf 100 Volumen Gasgemenge liefert.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Bei dem Verfahren zur Darstellung von Chlor aus Chlormagnesium das Erhitzen eines durch Eindampfen von Chlormagnesiumlauge erhaltenen körnigen Chlormagnesiums in einer Atmosphäre von Chlorwasserstoffgas in der Weise, dafs entweder das sich bei diesem Erhitzen entwickelnde und dann vom Wasserdampf befreite Chlorwasserstoffgas oder ein solches beliebiger Quelle in das Erhitzungsgefäfs beständig eingeleitet wird, zwecks Darstellung eines möglichst wasserfreien Productes und zur Vermeidung weiterer Chlorabspaltung bei. diesem Entwässerungsverfahren.