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Verfahren zur Herstellung von Magnesiumkarbonattrihydrat und Ammoniumsulfat
bzw. Ammoniumchlorid Setzt man eine Lösung von Magnesiumsulfat, wie sie durch Auflösen
von Kieserit gewonnen werden kann, direkt mit Ammoniumkarbonat um, so bildet sich
nach der Formel MgS04 -I- (NH4)2 C03 - M9C03 # 3 H20 + (NH4)2 SO,
Magnesiumkarbonattrihydrat
und Ammoniumsulfat. Will man bei dieser Umsetzung abweichende Reaktionen vermeiden,
so darf man die Ammoniumlcarbonatlösung der Lösung des Magnesiumsalzes nur langsam
und vorsichtig zufügen, kann auch die Konzentration des Ammoniumkarbonates nicht
beliebig steigern und muß die Anwendung eines Überschusses vermeiden; sonst bildet
sich Ammoniummagnesiumkarbonat, was die Reinheit des Magnesiumkarbonattrihydrates
beeinträchtigen und zu Ammoniakverlusten führen würde.
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Demzufolge entsteht bei dieser Umsetzung immer ein Filtrat, das nicht
mehr als zoo g Ammoniumsulfat im Liter enthält und außerdem neben Ammoniumkarbonat
Magnesiumsulfat in Mengen von mindestens io °'o des vorhandenen Ammoniumsulfates.
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Nach vorliegender Erfindung kann man ein ammoniumfreies Magnesiumkarbonattrihydrat
und ein magnesiumsalzfreies Ammoniumsulfat erhalten, wenn man in an sich bekannter
Weise zunächst gemäß der Gleichung Mg S0, + 2 (NHj2 C03--_ (N H4)2 S04 -I-
(NH4)2 C03 M9C03 # 4 H20 Ammoniummagnesiumkarbonat und eine magnesiumsalzfreie Ammoniumsulfatlösung
herstellt, dann das Ammoniummagnesiumkarbonat abtrennt und es in an sich bekannter
Weise durch Eintragen in eine Lösung von Magnesiumsulfat bei Temperaturen zwischen
50 und 6o° in ammoniumsalzfreies Magnesiumkarbonattrihydrat und Ammoniumsulfatlösung
zerlegt nach der Formel (NH4)2 C03 MgCO3 # 4 H20 -I- MgS04 -M9C03 # 3 H20 + (NH4)2
S04.
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Die bei dieser zweiten Umsetzung nach Abtrennung des Magnesiumkarbonattrihydrates
gewonnene Ammoniumsulfatlösung enthält gewisse Mengen Magnesiumsulfat. Sie wird
gemäß der Erfindung dazu benutzt, Magnesiumsulfat für die zuerst angeführte Bildung
des Ammoniummagnesiumkarbonat-Doppelsalzes zu lösen.
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Es vollzieht sich dann also die Bildung des Doppelsalzes schon in
Gegenwart von Ammoniumsulfat, und es wird dabei ein magnesiumsulfatfreies Filtrat
gewonnen, das mehr als 300 g Ammoniumsulfat im Liter
enthält
und beim eindampfen ein 99 % iges Ammoniumsulfat liefert. Man kann das Ammoniumsulfat
auch durch Einleiten von Ammoniak zur Ausscheidung bringen. Für die Bildung des
Doppelsalzes benutzt man zweckmäßig eine Ammoniumkarbonatlösung, deren Kohlensäuregehalt
zwischen dem des neutralen und des sauren Karbonates liegt.
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Beim Eintragen des Magnesiumsulfates in die Ammoniumsulfat enthaltende
Mutterlauge von der Doppelsalzzersetzung scheidet sich etwas Ammoniumschönit (N
H4) , SO, # Mg S 0,
aus, der aber im Verlaufe der Bildung des Ammoniummagnesiumkarbonates
wieder verschwindet.
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Statt des Magnesiumsulfates kann auch für das Verfahren nach vorliegender
Erfindung Magnesiumchlorid Verwendung finden. Bei der Hygroskopizität des Magnesiumchlorides
ist es besonders wichtig, vollkommen magnesiumchloridfreieiFiltrate zu erhalten,
wenn man durch Eindampfen das ammoniumsalzhaltige Düngemittel gewinnen will. Dies
ist aber gerade bei dem Verfahren nach vorliegender Erfindung möglich, während,
wie erwähnt, bei der direkten. Umsetzung der Magnesiumsalze mit Ammoniumkarbonat
unter Vermeidung der Doppelsalzstufe immer magnesiumsalzhaltige Filtrate erhalten
werden.
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Führt man die Zersetzung des Doppelsalzes bei Temperaturen, die wesentlich
höher als 6o° liegen, durch, so bildet sich aus dem zunächst entstehenden Magnesiumkarbonattrihydrat
ein basisches Magnesiumkarbonat.
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Beispiel In 285 1 einer Mutterlauge, die von einer früheren Zersetzung
von Ammoniummagnesiumkarbonat mit Magnesiumsulfat herrührt und 28o g Ammoniumsulfat
und 65 g Magnesiumsulfat im Liter enthält, werden 16o kg Bittersalz suspendiert
- zur völligen Lösung des Bittersalzes reicht die vorhandene Wassermenge nicht aus
- und dann 3q.01_ einer Ammoniumkarbonatlösung zugefügt, welche 515
g Ammoniumkarbonat im Liter enthält.
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Man gewinnt alsdann 275 kg feuchtes Ammoniummagnesiumkarbonat und
58o 1 einer Mutterlauge, die im Liter 324 g Ammoniurnsulfat, 30 g Ammoniumkarbonat
und nur eine kleine Spur Magnesiumsulfat enthält. Wird diese Lauge eingedampft,
wobei das Ammoniumcarbonat abgetrieben wird, so resultiert ein 99 0;o iges Ammoniumsulfat
mit 2 1 % N.
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Das feuchteAmmoniummagnesiumkarbonat wird portionsweise in 4001 Waschwasser
eingetragen, das von der Auswaschung des Magnesiumkarbonattrihydrats einer früheren
Zersetzung stammt und iri dem i So kg Bittersalz bei 53' gelöst sind.
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In dieser Suspension vollzieht sich die Zerlegung des Doppelsalzes,
und es resultieren 365 kg Magnesiumkarbonattrihydrat und 285 1 der Mutterlauge von
der im Anfang des Beispiels erwähnten Zusammensetzung (28o g Ammoniumsulfat und
65 g Magnesiumsulfat im Liter).
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, Magnesiumkarbonattrihydrat in
der Weise herzustellen, daB das Doppelsalz Ammoniummagnesiumkarbonat mit Magnesiumoxyd
zersetzt wurde, wobei sich Magnesiumkarbonattrihydrat und Ammoniak bildete.
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Bei diesem Verfahren erhält man keine ammonsalzhaltigen Mutterlaugen,
in denen Magnesiumsalze zwecks Gewinnung des Doppelsalzes gelöst werden könnten,
also auch bei der Fabrikation des Doppelsalzes nicht die an Ammonsulfat bzw. Ammonchlorid
stark angereicherten Filtrate, deren Verarbeitung auf die neutralen Ammonsalze sich
lohnte.