DE449285C - Umwandlung von Alkalisulfiden in Alkalisulfite - Google Patents

Description

• Umwandlung von Alkalisulfiden in Alkalisulfite. Die Erfindung betrifft die Umwandlung von Alkalisulfid in Alkalisulfit. Das Verfahren eignet sich besonders zur Wiedergewinnung verbrauchter Alkalisulfitlaugen bei der Herstellung von Papiermasse, kann aber auch in anderem Zusammenhang benutzt werden, wo eine derartige Umsetzung in Frage kommt.
• Wenn man Natriumsulfid (Na, S) mit kohlensäurehaltiger Luft zusammenbringt, zerfällt es allmählich in Natriumthiosulfat und Natriumkarbonat. In Gegenwart von kohlensäurefreier Luft wird es aber allmählich in Natriumthiosulfat und Natriumhydroxyd umgewandelt, entsprechend der Gleichung: I. 2-Na., S -f- 4o + H,0 - Nag SZ O$ -r- 2 NaOH Es ist beobachtet worden, daß diese Reaktion schnell vor sich geht, wenn man dem Natriumsulfid dadurch eine große Angriffsfläche erteilt, daß man es in Gegenwart kohlensäurefreier Luft mit porösen Feststoffen, wie Holzkohle, Koks, Bimssteinpulver usw., vermischt. Man kann auch die Oberfläche dadurch vergrößern, daß man das Natriumsulfid in Anwesenheit von Luft mit kristallinischen oder amorphen Körpern, z. B. Asche, wasserfreiem Natriumsulfit, Ton, Calciumkarbonat oder Magnesiumkarbonat, mischt, was gleichfalls einen schnellen Verlauf der Reaktion veranlaßt. Die Reaktion ist exothermisch, die Temperatur sucht zu steigen und beschleunigt die Reaktionsgeschwindigkeit; wenn man jedoch die Temperatur auf 12o0 C oder tiefer hält, kann man die Reaktion so führen, daß das Sulfid innerhalb einer praktisch in Frage kommenden Zeit verschwunden und in Thiosulfat verwandelt worden ist. Wenn die Temperatur der Mischung dann auf 1400 C gesteigert wird, reagieren das Natriumthiosulfat und das Natriumhydroxyd miteinander nach der folgenden Gleichung: 1I. 3 Nag S20., -I- 6 NaOH - 4 Nag SO, + 2 Na2S + 3 Hz O Es ist zu beachten, daß zwei Drittel des Natriums als Monosulfit und ein Drittel als Sulfid vorhanden sind. Durch Zugabe einer kleinen Menge Wasser geht das Natriumsulfid in Lösung, während das Natrittmsttlfit in der Lösung von Natriumsulfid unlöslich bleibt und als wasserfreies Nag SOg abfiltriert werden kann. Durch einfaches Filtrieren werden g3 Prozent .der theoretischen Menge von Natriumsulfit gewonnen, und zwar praktisch frei von Natriumsulfid. Die Mutterlauge des Natriumsulfids kann durch Eindampfen konzentriert und in dem Verfahren nach Gleichung I erneut verwendet werden.
• Es ist jedoch weiterhin festgestellt worden, daß man auch bei ungefähr roo° C und durch Luftzuführung in Gegenwart eines die Oberfläche vergrößernden Stoffes das Gemisch von Thiosulfat und Natriumhydroxyd direkt in Monosulfit verwandeln kann entsprechend folgender Gleichung: III. Nag SZ 0s + z NaOH -f- 0z z Na@ S03 + Hz O Bei der praktischen Anwendung des Verfahrens hat sich als möglich und zweckmäßig herausgestellt, die Reaktionen oder Gleichungen I, 1I und III gleichzeitig durchzuführen, obgleich man sie gegebenenfalls für bestimmte Zwecke einzeln durchführen kann, indem man die Temperatur entsprechend überwacht und lüftet. So z. B. beginnt im allgemeinen, wenn man Natriumsulfid mit einem Stoff der genannten Art mischt und beide unter mäßiger Erwärmung in Gegenwart von kohlensäurefreier Luft umrührt, die Reaktion nach Gleichung I. Sie verläuft dann weiterhin nach den Gleichungen II und III, bis zuletzt das ganze Natriumsulfid in Nartiumsulfit umgesetzt ist. Es bildet sich praktisch kein Sulfat, besonders wenn die Temperatur so überwacht, wird, $aß sie nicht, zu hoch steigt. Die angewandten Temperatren könu nen erheblich schwanken,. in der Praxis hat sich aber gezeigt, daß gute Resultate dadurch erreicht werden, daß man die Temperatur während der ganzen Reaktion auf etwa 1400 C hält.
• Bei Bisulfitablaugen wird die Flüssigkeit zuerst neutralisiert, im Falle von Monosulfitablaugen ist eine Neutralisierung nicht erforderlich. Die Flüssigkeit wird dann eingedampft und der Rückstand in reduzierender Flamme gebrannt. Eine Tröcknungszwischenstufe zur Gewinnung der Nebenprodukte kann gegebenenfalls vorgesehen oder die organischen Stoffe können direkt verbrannt werden. Die durch die Verbrennung der Ablaugen gewonnene Hitze ist groß und kann verwendet werden, um Brennstoffkosten zu sparen. Der Verbrennungsrückstand ist in der Hauptsache geschmolzenes Natriumsulfid. Dieser Rückstand wird stetig von dem Ofen in einen Wasserbehälter abgezogen und gerührt, -so daß sich eine heiße Natriumsulfidlösung bildet. Diese kann so stark oder noch stärker sein als das handelsübliche kristallisierte Natrium (Na2S, 9 H20), das bei etwa 5o0 C flüssig ist und bei den im vorliegenden- Ver= fahren angewandten Temperaturen bequem gepumpt werden kann.
• Die heiße Natriumsulfidlösung wird in eine geschlossene Mischmaschine eingeführt, welche zum Mischen pulverförmiger Stoffe geeignet ist (z. B. Werner & Pfleiderer Mis-hmaschine). In der Mischmaschine gelangt das geschmolzene Natriumsulfid in Berührung mit einer Masse von pulverisiertem, festem Natriummonosulfit und wird einem Luftzug ausgesetzt. Die Temperatur des Mischbehälters wird auf etwa 14o° C gehalten. Die heiße Natriumsulfidlösung wird schnell getrocknet und fest, wenn sie unter diesen Umständen mit dem Natrsummonosulfit und dem Luftstrom in Berührung kommt, wobei das Wasser als Dampf. entweicht. Wird dann weiterhin gerührt und gelüftet, so tritt eine Oberflächenwirkung ein, infolge deren die Luft das Sulfid oxydiert und allmählich in Natriummonosulfit überführt. Das Verfahren wird mit Vorteil stetig durchgeführt und die heiße Lösung stetig in die Mischmaschine gepumpt; das behandelte Produkt läßt man aus der Maschine überlaufen. Es empfiehlt sich, eine Reihe von Mischmaschinen zu verwenden. Hierbei wird die heiße Lösung stetig in die erste Maschine der Reihe gepumpt, und das teilweise behandelte feste, pulverförmige Produkt strömt in die folgenden Behälter der Reihe über, bis die Reaktion beendigt ist-----Die Anwesenheit von Verunreinigungen, wie Kohle, Calciumkarbonat, Natriumkarbonat üsw:;- in- der uräpnmglicheü-beißen'NatriÜrnsul$dlösung' stört nicht,' da: deraxüge Verunreinigungen- lediglich die _Olferfldoheriwirkung und- die Oxydierung des-. Natriumsulfides fördern. Es- ist. sogaz -nicht notwendig, die in dem Verfahren zur -Lüftung -ver. wendete Luft von- Kohlenstoffdioxyd -zu befreien. Diese Luft enthält gewöhnlich 4, Liter G02 auf to-ood Liter Luft, und diese Menge ist so klein, daß sie die Reaktion nicht beeinträchtigen kann, wenn die Luftzufuhr geregelt wird. -Wünscht man reines Nafriummönösulfit, so wird das erhaltene Rohsulfit in Wasser gelöst und filtriert oder zuni Absetzen gebracht und die klare Lösung konzentriert. Beim Fortschreiten der Konzentration - fällt reine Natriummönosulfit -als wasserfreies Salz aus.
• Das aus dem Verfahren erhaltene roheNa-. triummonosulfit ist indessen mit den abfiltrierten oder abgesetzten unlöslichen Verunreinigungen in Wasser gelöst zur Verwendung als Kochflüssigkeit geeignet, ohne daß es besonders konzentriert und gereinigt werden muß.
• Wünscht man Bisulfit, so behandelt man die Monosulfitlösung mit gasförmigem Schwefeldioxyd, bis das Biosülfit entsteht.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜC1'1E: 1. Verfahren zur Überführung von Alkalisulfid in Alkalisulfit, dadurch gekennzeichnet, daß man wässeriges Alkalisulfid bei erhöhter Temperatur in Gegenwart eines festen, feinverteilten, oberflächegebenden Materials rührt und belüftet.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rühren und die Belüftung des wässerigen Alkalisulfides hei 12o° bis 16o° C durchgeführt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wässerige Natriumsulfid in Gegenwart von festem, wasserfreiem Natriumsulfit gerührt und belüftet wird.
4. 4. Die Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3 zur Gewinnung von Natriumsulfit aus Natriumsulfitablaugen, ;dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst daraus eine Schmelze von Natriumsulfid herstellt, in die festes, feinverteiltes, die Oberfläche vergrößerndes Material, z. B. Natriumsulfit, eingebracht wird, und die Mischung, vorzugsweise bei 12o° bis 16o° C, z. B. i4o° C, rührt und belüftet.