DE563552C

DE563552C - Verfahren zur Herstellung von Ammonsulfat im Kokereibetrieb

Info

Publication number: DE563552C
Application number: DE1930563552D
Authority: DE
Inventors: Dr Wilhelm Glund; Dr Walter Klempt; Dr Herbert Ritter
Original assignee: Gesellschaft fuer Kohlentechnik mbH
Current assignee: Gesellschaft fuer Kohlentechnik mbH
Priority date: 1930-07-20
Filing date: 1930-07-20
Publication date: 1932-11-19

Description

Verfahren zur Herstellung von Ammonsulfat im Kokereibetrieb -Es ist bekannt, bei der Herstellung von Ammonsulfat aus Ammoniumcarbonat und Gips in mehreren Stufen zu arbeiten und durch Rückleitung der Mutterlauge an eine Stelle des Flüssigkeitsumlaufes, die alkalisch ist, den Eisengehalt des Ammonsulfats so weit herabzusetzen, daß eine Verfärbung des Salzes durch Einwirkung der Luft nicht mehr eintritt. Bei diesem bekannten Verfahren wird das Salz durch Eindampfen in einer Vakuumverdampferanlage zur Abscheidung gebracht.
Es ist ferner bekannt, daß bei der Herstellung von Ammonsulfat im Kokereibetrieb die in- der anfallenden Ammonsulfatlauge vorhandenen Eisensalze, die das Eisen in dreiwertiger Form enthalten, die Bildung großer Ammonsulfatkristalle verhindern, während die Anwesenheit geringer Mengen von Salzendes zweiwertigen Eisens die Bildung großer Kristalle-fördern soll. Man hat daher bereits vorgeschlagen, in Ammonsulfatlösungen - vorhandene Salze des dreiwertigen Eisens zu solchen des zweiwertigen Eisens zu reduzieren und, falls von vornherein nicht genügend Eisen vorhanden, der Lösung absichtlich solches in geeigneter Form zuzusetzen. Allein diese Maßnahme bewirkt lediglich das eine, daß zwar an sich große Ammonsulfatkristalle entstehen; diese sind indessen nach wie vor dünn und langspießig, was ihre Verwendung als Düngemittel (infolge ihrer großen Zerbrechlichkeit und- der dadurch bedingten Bildung feinen Kristallstaubes) stark beeinträchtigt.
Es erscheint daher zweckmäßig, die Amrnonsulfatlauge vor der Kristallisation von etwa vorhandenem Eisen tunlichst ganz zu befreien. Man hat zu diesem Zwecke schon vorgeschlagen, die Lauge bis zur alkalischen Reaktion abzusättigen, die so ausgefällten Ver#inreinigungen (darunter das Eisen) abzuscheiden und dann die Lauge unter Bewegung abzukühlen und zum Kristallisieren zu bringen. Man erhält so ein rein weißes Salz, doch kann in diesem Falle der Ammonsulfatgewinnungsvorgang nicht kontinuierlich durchgeführt werden, da der Inhalt des Sättigers schließlich ammoniakalisch wird und somit die ihn verlassenden Gase ammoniakhaltig sind, was ja gerade vermieden werden soll. Es handelt sich also darum, mit dauernd saurem Sättigerinhalt zu arbeiten.
Dies gelingt nun beim Arbeiten gemäß der vorliegenden Erfindung, die ein Verfahren zur Herstellung von Ammonsulfat im Kokereibetrieb zum Gegenstand hat, bei dein, wie bisher, ohne Anwendung eines Vakuumverdampfers das Salz bereits im sauer betriebenen Sättiger zur Abscheidung gelangt. Um hierbei ein weißes, von Verunreinigungen möglichst freies Salz zu erhalten, ist es erforderlich, die Lauge im Sättiger auf einem Reinheitsgrad zu halten, der dem im ammoniakalischen Betrieb sich einstellenden Reinheitsgrad praktisch gleichwertig ist. Wird darüber hinaus noch für eine geeignete Bewegung der Lauge im Sättiger gesorgt, was an sich bekannt ist, so erhält man ein körniges Arnmonsulfat.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt. Die gebräuchliche Ammonsulfatgewinnungsanlage im Zechenbetrieb besteht aus dem Sättiger a mit Ejektor b, Salzpfanne c und Zentrifuge d, aus der im bisherigen Betrieb das fertige Ammonsulfat abgezogen wurde, während die Mutterlauge durch die gestrichelt dargestellte Leitung ein den Sättiger zurückgelangt.
Gemäß der Erfindung wird die aus der Zentrifuge ablaufende Mutterlauge oder ein Teil derselben nicht unmittelbar in den Sättiger zurückgeleitet, sie gelangt vielmehr in einen Zwischenbehälter f, in dem die Lösung beispielsweise durch Einleiten von Rohgas oder ammoniakhaltiger Schwaden oder auch durch Zusatz von Ammoniakwasser ammoniakalisch gemacht wird. Die an dieser Stelle anfallenden Verunreinigungen werden beispielsweise in einer Filtervorrichtung g o. dgl. von der Mutterlauge getrennt, und die hier anfallende nun von Verunreinigungen freie Mutterlauge gelangt durch die Leitung h in den Sättiger zurück.
In den Weg der Flüssigkeit kann zwischen f und g erforderlichenfalls eine besondere Vorrichtung eingeschaltet werden, in welcher die Flüssigkeit mit Luft behandelt wird. Die Zusatzapparatur kann im Verhältnis zum Sättiger sehr klein bemessen sein. Es genügt nämlich, nur einen Teil der Flüssigkeit in Umlauf zu halten, um den Gehalt der Sättigerlauge an Verunreinigungen innerhalb längerer Betriebszeit auf ein Minimum zu reduzieren. Die den Zwischenbehälter f verlassenden ammoniakhaltigen Gase können selbstverständlich der Hauptmenge der in den Sättiger a eintretenden Gase wieder zugeführt werden.
Gemäß der Erfindung erhält man ein besonders griffiges und körniges Salz, das rein weiß und wegen seiner guten Streubarkeit als besonders zu Düngezwecken geeignet, somit als Düngemittel mit ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften anzusprechen ist.
Gemäß der Erfindung gelingt es, den noch zulässigen Eisengehalt von etwa o,5 g je Liter leicht zu erhalten, wie aus folgender Überschlagsrechnung hervorgeht. Zugrunde liegt ein Sättiger mit einem Laugeninhalt von 3,4 cbm. Der Eisengehalt der Lauge, der von der Gelegenheit, Eisen aus der benutzten Vorrichtung aufzunehmen, und vom Eisengehalt der verwendeten Schwefelsäure abhängt und daher auch bei normalem Betrieb in verschiedenen Anlagen verschiedene Beträge erreicht, ist mit a,5 gil und der der Schwefelsäure (6o° Be) mit 0,o5 gfl angenommen. Die Tagesproduktion betrage 6 t Ammonsulfat. Zur Herstellung dieser Menge sind 4,5 t 100 °ioige.Schwefelsäure oder 5,7 t 78 °ioige Schwefelsäure bzw. 3,34 cbm 78 °faige Schwefelsäure erforderlich. Diese enthalten 3,34 - 0,05 ' looo -i67 g Eisen. Dazu mag annähernd ebensoviel Eisen aus den Leitungen und Antreibern in Form von Rost hinzukommen, so daß dem Sättiger täglich etwa 350 g Eisen zugeführt werden.
Vor Einschaltung der Reinigungsanlage sind im Sättiger enthalten: 3,4 # 2,5 # 1000 - 8 500 g Eisen. Werden stündlich 501 Lauge, je Tag also 1,2 cbm, d. h. 1f s des Gesamtinhaltes des Sättigers, gereinigt, so ergibt sich folgendes Bild: Vor Beginn des ersten Betriebstages: Eisengehalt - 2,5 gfl.

Nach dem ersten Betriebstag: 850o 9 -I- 35o 9 - - 885o - 313o - 572o g Eisengehalt, also 1,68 g Eisenil. Nach dem zweiten Betriebstag: 5720 9 -i- 350 9 - - 6070 - 2140 = 3930 g Eisengehalt, also 1,16 g Eisenil. Führt man die Berechnung in dieser Weise weiter, so erhält man die nachstehende tabellarische Übersicht, die zeigt, wie bei Reinigung von 5o I/Stunde zwischen dem vierten und fünften Betriebstag der zulässige Höchstgehalt von o,5 g Eisen f1 erreicht ist, der am Ende des zwölften Betriebstages auf o,2 gil sinkt, welcher Gehalt nunmehr nicht weiter unterschritten wird. Reinigt man nur 30 I/ Stunde, so vollzieht sich die Abnahme des Eisengehaltes langsamer: Man gelangt erst am Ende des zwölften Betriebstages zum zulässigen Höchstgehalt von o, 5 g Eisend.

Eisengehalt
Am Ende des bei 5o I/Std. bei 3o I/Std.
g g
x. Betriebstages 1,68 2,05
2. - z,16 1,7o
3.- - o,82 1,42
0,59 1,20
4- -
5. - 0,46 =,02
6. - o,36 o,89
7- - 0,30 o,78
8. - o,26 0,70
9. - 0,23 063
10. - 0,22 0,58
ix. - 0,21 0,54
12. - 0,20 0,50
13. - 0,20 0,48
14. - 0,20 0,46
15. - 0,20 0,44
16. - 0,20 0,42

Um das Wesen der Erfindung noch deutlicher hervorzuheben und insbesondere die Rolle, welche das Eisen bei der Bildung der Ammonsulfatkristalle spielt, aufzuzeigen, seien nachstehend drei Versuche beschrieben, die alle in der gleichen Apparatur ausgeführt wurden. Dieselbe bestand aus einem eisernen Topf von i 6o mm -0' und 25o mm Höhe, der mit einem dicht schließenden Deckel mit Rührer versehen und innen homogen verbleit war. Im Deckel befand sich ferner ein Einleitungsrohr für Luft und ein Thermometerrohr.

31 einer bei Zimmertemperatur mit Ammonsulfat gesättigten Lösung wurden mit 5o ccm konz. Schwefelsäure und einer bestimmten Menge Mohrschen Salzes versetzt und darauf unter Durchblasen von Luft (ioo 1 pro Stunde) in fünf Stunden etwa auf die Hälfte eingedampft. Die Kristalle wurden nach dem Abnutschen in der Wärme getrocknet.
Die Versuchsbedingungen waren dem Betriebe im Sättiger angepaßt, bei welchem das sich bildende Ammonsulfat ebenfalls aus einer 3 °/o schwefelsauren Lösung ausfällt. Das mit der Schwefelsäure eingebrachte Wasser wird ja im Sättiger durch den Gasstrom (beim direkten Verfahren) bzw. durch hohe Temperatur (beim indirekten Verfahren) verdampft.

Es wurden in der bereits angegebenen Weise drei Versuche mit verschiedenem Eisengehalt in der Lösung durchgeführt; die erhaltenen Kristalle zeigten nachstehende Abmessungen

Eisengehalt Abmessungen in mm Ver-

Durch- Länge Z hältnis

g/1 messer d d: d

i. (ohne Eisen) 0,5 o,6 1:1,2

2. (o,5 g Fisen/1;

Gesamtzugabe

io g Mohrsches

Salz) ....... 0,4 i,2 1:3

3. (2,4 g Eisen/1;

Gesamtzugabe

50 g Mohrsches

Salz) ........ 0,3 2,1 1:7

Man sieht also, daß bei einem Eisengehalt der Lauge von o,5 g/1 zwar schon eine Einwirkung des Eisens auf die Ausbildung der einzelnen Kristalle wahrnehmbar ist, aber die Körnigkeit und Griffigkeit des Ammonsulfats wird durch diesen Eisengehalt der Lauge noch nicht nachteilig beeinflußt.

Claims

-PATENTANSPRÜCHE-i. Verfahren zur. Herstellung von Ammonsulfat im Kokereibetrieb, bei dem ein Teil der Sättigerlauge sich im Kreislauf befindet, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem wie üblich sauer betriebenen Sättiger, dessen Inhalt in an sich bekannter Weise in Bewegung gehalten wird, jeweils ein Teil der Sättigerlauge mit dem Kristallbrei abgezogen, nach Abscheidung der Kristalle durch Einleiten von Rohgas, Abtreibeschwaden oder Ammoniakwasser ammoniakalisch gemacht und nach Abscheidung der hierbei gefällten Verunreinigungen wieder in den Sättiger zurückgeführt wird.
2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Sättigerlauge im ammoniakalischen Zustand mit Luft behandelt wird.