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Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung des Natriumsalzes der Fluorwasserstoffsäure
und Kaliumcarbonat, -bicarbonat oder Kaliumhydroxyd Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur gleichzeitigen Herstellung des Natriumsalzes der Fluorwasserstoffsäure und Kaliumcarbonat,
-bicarbonat oder Kaliumhydroxyd unter Benutzung von Kieselfluorwasserstoffsäure
oder deren Salzen als Ausgangsmaterial. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
daß das Kalisalz der Kieselfluorwasserstoffsäure mit Pottasche (Kaliumbicarbonat,
Ätzkali) zersetzt, das gebildete Fluorkali von der Kieselsäure getrennt und mit
Soda (Natriumbicarbonat, Ätznatron) zu kieselsäurefreiem Fluornatrium und Pottasche
(Kaliumbicarbonat, Ätzkali) umgesetzt wird, wobei ein Teil der letzteren zur Zersetzung
von neuem Kieselfluorkali in den Betrieb zurückgeht.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung ist bezüglich eines Teils der Pottasche
(bzw. des Kaliumcarbonats bzw. des Ätzkalis) ein Kreislaufverfahren, indem mit diesem
Teil der Pottasche neue Mengen von Kaliumsilicofluorid zersetzt werden, während
der hierzu nicht erforderliche Teil der entstehenden Pottasche (Kaliumbicarbonat,
Ätzkali) als Produkt des Verfahrens neben dem Natriumfluorid zum Zwecke des Verkaufs
o. dgl. zur Verfügung steht.
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Die dem Verfahren zugrunde liegenden Reaktionen sind seit langem bekannt,
insbesondere sind in der umfangreichen Veröffentlichung des französischen Patents
ao 840 vom 14. Juni 1858 von K e ß 1 e r eine große Anzahlvon Möglichkeiten der
Einwirkungen auf *die verschiedenen Fluorwasserstoff- und Kieselfluorwasserstoffverbindungen
erörtert. Das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Kreislaufverfahren
ist jedoch nicht bekannt geworden. Auch verlaufen im Rahmen dieses Kreisprozesses
die Umsetzungen, insbesondere was die Zusammensetzung der Lösungen betrifft, unter
anderen Bedingungen, als sie für die Ausführung der Einzelreaktion .bekannt sind
oder zweckentsprechend wären.
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Die Schwierigkeiten des Verfahrens bestehen hauptsächlich darin, die
Zersetzung des Kieselfluorkaliums mit Pottasche rasch und vollständig durchzuführen,
wobei es wichtig ist, daß die ,dabei entstehende Kieselsäure nicht; wie es häufig
der Fall ist, zum Teil kolloidal in Lösung bleibt, da sonst bei der nachfolgenden
Umsetzung mit Soda das ausfallende Fluornatrium die Kieselsäure mitreißen und dadurch
verunreinigt werden würde. Die Kieselsäure muß ferner, wenn das Verfahren brauchbar
sein soll, leicht und vollständig auswaschbar sein. Es war nicht vorauszusehen,
daß alle Bedingungen für die Brauchbarkeit des Verfahrens erfüllt werden könnten,
um so weniger als man bei einem Kreisprozeß, dessen Einzeloperationen aufeinander
abgestimmt sein müssen, nicht so frei in der Wahl der Mittel ist, wie wenn man die
Operationen einzeln in möglichst vorteilhafter Form durchzuführen hätte.
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Man erreicht bedeutende technische und wirtschaftliche Vorteile, wenn
man den scheinbaren Umweg wählt, das Kalisalz der Kieselfluorwasserstoffsäure intermediär
herzustellen, um zu dem Natriumsalz der Fluorwasserstoffsäure
zu
gelangen. Außer dem Vorteil des billigeren Preises von Kieselflußsäure- oder ihren
Verbindungen gegenüber Flußsäüre als Ausgangsmateriel besteht der Vorzug des vorliegenden
Verfahrens in der leichteren Durchführbarkeit, in der Gewinnung eines wertvollen
Nebenprodukts und in der großen Reinheit des Fluornatriums, das insbesondere praktisch
frei von Kieselsäure ist.
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Die Herstellung des Kalisalzes der Kieselfluorwasserstoffsäure erfolgt
entweder direkt aus der Kieselfluorwasserstoffsäure oder beispielsweise aus einem
käuflichen anderen Salz der Kieselfluorwasserstoffsäure durch Zusatz geeigneter
Kaliverbindungen, vorzugsweise solcher von niedrigem Händelswert. Das gewonnene
Kieselfluorkali wird nun mit Hilfe von Pottasche (Kaliumbicarbonat, Ätzkali) zersetzt.
Obwohl diese Zersetzung auch durch trockenes Erhitzen der Reaktionsteilnehmer bewirkt
werden kann, wird die Zersetzung am besten so vorgenommen, daß eine Suspension des
Kieselfluorkaliums in Wasser bzw. in einer aus dem Betriebe stammenden Lauge erhitzt
und dann allmählich durch Zugabe der in Lösung befindlichen Pottasche zersetzt wird.
Man kann auch umgekehrt so verfahren, daß man in eine erhitzte Lösung von Pottasche
festes oder suspendiertes Kieselfluorkali allmählich zugibt.
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Wenn man, wie oben beschrieben, Kieselfluorkali mit der aus dem Betriebe
stammenden Pottasche zersetzt, scheidet sich nur Kieselsäure aus. Sämtliches Fluor
bleibt als Fluorkali in Lösung, wird von der Kieselsäure getrennt und mit Soda zu
Fluornatrium und Pottasche umgesetzt. Von der Pottasche, die durch die Umsetzung
entsteht, gehen zwei Drittel in den Betrieb zurück zwecks Ausführung der ersten
Operation, während ein Drittel dem Prozeß als Nebenprodukt entnommen und weiterverkauft
werden kann. Im Interesse einer schnellen und vollständigen Umsetzung des Kieselfluorkalis
arbeitet man mit einem Überschuß von Pottasche.
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Man hat dann also nach Abtrennung der Kieselsäure eine Lösung, die
außer dem durch die Umsetzung entstandenen Fluorkali auch die im Überschuß angewandte
Pottasche enthält. In der Tat spielen sich, nachdem das Verfahren einmal in Gang
gekommen ist, bei dem beschriebenen Kreisprozeß infolge der dauernden Zirkulation
der Lösungen alle Umsetzungen in Gegenwart von Pottasche und von Fluorkali ab, wobeijeweils
das eine bzw. das andere Salz an der betreffenden Umsetzung nicht beteiligt ist.
Es war nicht vorauszusehen, daß unter diesen Umständen, die bei der Eigenart eines
solchen Kreisprozesses nicht zu vermeiden sind, das Verfahren den Anforderungen
genügen würde, die in bezug auf Ausbeute und die erforderliche Reinheit der Produkte
gestellt werden müssen.
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Die vorstehend beschriebenen Vorgänge verlaufen in durchaus analoger
Weise, wenn an Stelle der kohlensauren Alkalien die doppeltkohlensauren oder die
Ätzalkalien zur Anwendung gelangen.