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Verfahren zur Herstellung von Kaliumsulfat. Kaliumsulfat wurde im
Anfang der K.aliindustrie aus natürlichem Kainit gewonnen, indem, abgesehen vom
Prechtschen Verfahren, aus ihm in der Wärme durch Nasser oder Laugen Chlorkalium
und '-lagnesiumsulfat herausgelöst wurden, die sich beim Abkühlen zu Schönit umsetzten,
der dann auf verschiedene «'eise weiterverarbeitet wurde. Später, nachdem die Kainitlager
erschöpft waren oder aus bergtechnischen Gründen nicht abgebaut werden konnten,
ging man fast allgemein zur Herstellung aus Chlorkalium und Kieserit durch Umsetzung
bei konstanter Temperatur über. Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die Fabrikation
durch Auskristallisieren wieder aufzunehmen oder zu verbessern, indem zuerst heiße
gesättigt Lösungen von Chlorkalium und Bittersalziösung vermischt wurden, wobei
während des Erkaltens Schönit auskristallisierte. Statt der Chlorkaliumlösung wurde
schließlich eine ('arnallitrohsalzlösung angewandt; aber dabei mußte, um den schädlichen
Chlonnagnvsiumgehalt, der die Umsetzung verhindert, zu verringern, eine verdünnte
Bittersalzlösung zugesetzt werden, so daß die Ausbeute schlecht war. Auch ist vorgeschlagen,
aus dem Hartsalz in langer Lösezeit neben dem Chlorkalium den Kieserit mit aufzulösen.
Aber die dazu nötige hohe Temperatur und die lange Lösezeit haben Langbeinitbildurg
und damit große Kaliumverluste zur Folge.
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Nach diesem neuen Verfahren werden die geschilderten Nachteile vermiede-.
Als Chlorkaliumrohstoff wird nicht ein veredeltes Chlorkaliumprodukt, sondern werden
die heute fast allgemein geförderten Bergprodukte, Splvinit oder Hartsalz, benutzt.
Das zur Umsetzung nötige gelöste Magnesiumsulfat kann auf verschiedene Weise hergestellt
werden: a) durch Anwendung von verwittertem, sulfathaltigem Rückstand, b) durch
Umsetzung von Natriumsulfat oder Doppelsalzen von Natriumsulfat und Magnesiumsulfat
(z. B. Vanthoffit, Astrakanit) mit dem Chlormagnesium der Chlorkaliumlösung Na#S04+
MgCh, '' MgSO#-, + - z NaCl, c) durch Erhitzen von Hartsalz, wobei der schwer
lösliche Kieserit in an sich bekannter Weise leicht löslich wird.
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Die leicht löslichen Sulfate können zusammen mit dem Rohsalz gelöst
werden. Es entsteht eine an Magnesiumsulfat übersättigte Lösung, die ,als stabilen
Bodenkörper Langbeinit hat. Dieser scheidet sich jedoch infolge von Verzögerungserscheinungen
nicht aus, wenn die Temperatur nicht über 85° steigt und die Lösezeit nicht übermäßig
ausgedehnt wird. Weil das Chlorkalium jedoch bei 8o bis 85° schlecht aus dem Rohsalz
ausgelöst wird, so daß hochprozentige Rückstände entstehen, so ist es zweckmäßiger,
das Rohsalz normal auszulösen und erst dann die heiße Chlorkaliumlösung mit Magnesiumsulfat
zu übersättigen. Die Temperatur der Lösung ist .durch das Klären und Hinzufügen
des
sulfathaltigen Materials auf 8o bis 85° gesunken. Als heiße Lösung kann jede benutzt
werden, die nicht unter etwa 709 M9C12 i..1. enthält, weil sonst Glasiritbildung
,eintreten könnte, und anderseits nicht über aoo g MgCh i. 1., weil dann nur noch
geringe oder gar keine Umsetzung zwischen Chlorkalium und Magnesiumsulfat erfolgt.
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Die Verwendung verwitterter Rückstände ist von den angegebenen Methoden
die billigste. Deshalb sei der Gang der Fabrikation an Hand dieses Falles näher
beschrieben;.
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Die heiße Lösung von der Chlorkaliumfabrikation wird bei 8o bis 85°
mit ver4vittertem, sulfathaltigem Rückstand im Rührwerk oder Löseapparat behandelt.
Die Lösezeit ist nicht über 15 Minuten auszudehnen, da sonst Kaliumverluste
durch Langbeinitschlamm eintreten können. Die an Magnesiumsulfat übersättigte Lösung
wird wie die normale Chlorkaliumlösung geklärt und gekühlt. Kühlen durch Zerstäuben
ist ungeeignet, weil bei kurzer Kühlzeit die Mutterlauge übersättigt bleibt und
erst den Rest der Salze beim Aufbewahren im Bassin ausscheidet. Außerdem bildet
sich beim schnellen Abkühlen nicht reine Kalimagnesia, sondern zum Teil ein Gemenge
von Bittersalz .und Chlorkalium. Die Kristallisation erfolgt also am einfachsten
in den üblichen Kristallisierkästen. Das ausgeschiedene Salz besteht aus Kalimagnesia,
Chlorkalium und Chlornatrium. Früher, bei der Kainitvararbeitung, drückte -man den
Chlorgehalt durch Decken bis .auf den für Kalimagnesia. üblichen herunter. Wegen
der dabei eintretenden Verluste ist es jedoch besser, auf die Herstellung einer
chlorarmen Kalimagnesia zu verzichten und nur das Chlornatrium so weit herauszudecken,
als es die weitere Sulfatumsetzung erfordert. Das Gemisch von Kalimagnesia und Chlorkalium
wird dazu mit Wasser in der üblichen Weise zu Kaliumsulfat umgesetzt. Die Sülfatmutterlauge
ist eine vorzügliche Decklauge für die Kalimagnesia. Will man die Deckarbeit ganz
vermeiden, so wird die -heiße Kalimagnesiälösung nur mit der Sulfatmutterlauge verdünnt;
dann scheidet sich beim Abkühlen neben der Kalimagnesia ein hochprozentiges Chlorkalium
aus. Die Mutterlauge ist wie die Chlorkaliummutterlauge zusammengesetzt und geht
in den Betrieb zurück. Ihr Magnesiumsulfatgehalt ist bei geeignetem Arbeiten nur
unbedeutend höher. Da für die weitere Sulfatumsetzung ein bestimmtes Verhältnis
von Kalimagnesia und Chlorkalium am günstigsten ist, so muß die Kristallisation
evtl. durch Hinzufügen von Chlorkalium nach diesem Verhältnis verbessert werden.
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Einfacher ist es jedoch, die heiße Lösung nur so weit an Magnesiumsulfat
zu übersättigen, daß das geeignete Verhältnis primär auskristallisiert. Das grobkörnige
Gemisch beider Salze wird zweckmäßig zerkleinert,, um die Sulfatumsetzung zu erleichtern.
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Die wirtschaftlichen Vorteile des neuen Verfahrens gegenüber dem bisherigen
aus Kieserit und Chlorkalium sind. groß. Man spart bei Verwendung von Rückstand
die Herstellung des Kieserits, die dabei entfallenden Abwässer (wichtig für die
Konzession), die Weiterverarbeitung auf Buttersalzlösung oder Bittersalz, die Herstellung
von hochprozentigem Chlorkalium und schränkt die entstehenden Umsetzungslaugen über
die Hälfte ein, weil die Kalimagnesia-Ansatzlauge durch die Chlorkaliummutterlauge
ersetzt wird. _ Damit sinken bei Hartsalz- und Sylvinitwerken die Kaliumverluste,
die durch das -Wegleiter von überflüssigen Laugenmengen entstehen.