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Herstellung von Kaliumnitrat aus Kaliumchlorid und Salpetersäure bzw.
Gemischen von nitrosen und freien, Sauerstoff enthaltenden Gasen Für die Herstellung
von Kalisalpeter aus Chlorkalium und Salpetersäure sind bereits c ine Reihe von
Vorschlägen geinacllt worden. Die Schwierigkeiten bei dein Verfahren liegen in der
Ausscheidung des mit dem Chlorkalium eingeführten Chlors, ohne daß Verluste an den
wertvollen Stickoxyden auftreten, die das Verfahren unwirtschaftlich machen würden.
Verwendet man zur Umsetzung mit Chlorkalium Salpetersäure, so kommt weiter die -Notwendigkeit
hinzu, das mit dieser eingeführte Wasser durch Verdampfen wieder zu entfernen.
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Es ist ein Verfahren bekannt, gemäß welchem statt Salpetersäure nitrose
Gase allein oder gemischt mit Luft oder Sauerstoff auf die Alkalichloride in wäßriger
Lösung einwirken sollen. Über die Art der dabei auftretenden Gase und ihre weitere
Aufarbeitung zweck: Vermeidung von Stickstoffverlusten sind jedoch keine Angaben
gemacht. Es sind weiter eine Reihe von Verfahren bekamitgeworden, nach denen die
bei der Verarbeitung von Gemischen von Chlorid mit Salpetersäure oder nitrosen Gasen
auftretenden Gasgemische, bestehend aus Nitrosy lchlorid und Chlor, verarbeitet
werden, z. B. mittels konzentrierter Schwefelsäure unter Bildung von Nitrosylschwefelsäure,
die dann wieder unter Rückgewinnung von Stickoxyd zersetzt wird, oder mittels Wassers,
das unter vollständiger Absorption des Gasgemisches ein Gemenge von Salz- und Salpetersäure
liefern soll. Ein weiteres Verfahren bezweckt die Gewinnung eines trockenen C1-
und NOCI-Gasgemisches, aus dem dann nach bekannten Verfahren reines Chlor ausgeschieden
werden soll. Alle bisher gemachten Vorschläge haben zu keinen befriedigenden Erfolgen
geführt. Es bat sich nun ergeben, daß die Trennung des Chlors von den Stickstoffverbindungen
keine Schwierigkeiten macht, wenn unter Bedingungen gearbeitet wird, uhter denen
kein freies Chlor, sondern nur ein Gemisch von Stickoxyden und Nitrosvlchlorid auftritt.
Dies wird erreicht durch Einleiten überschüssiger Stickoxyde und Luft in die Umsetzungsflüssigkeit.
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Nach dem vorliegenden Verfahren wird eine an Salpetersäure reiche.
Lösung bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur mit Chlorkalium in solcher Menge
versetzt, daß bei gewöhnlicher Temperatur lediglich Kaliumnitrat als abgeschiedenes
Salz auftritt und annähernde Sättigung an Chlorkalium besteht. Die bei der Konversion
erhaltene saure Lösung wird nun durch Einwirkung von nitrosen Gasen und Luft in
einer Absorptionsanlage wieder auf die zur Bildung
von Kalisalpeter
aus Chlorkalium geeignete erste Konzentration gebracht; dabei entweicht ausschließlich
Nitrosylchlorid. Die bei der Salpeterbildung, besonders beim Arbeiten bei erhöhter
Temperatur, evtl. auftretenden Gase werden zu den nitrosen Gasen geleitet.
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Das Nitrosylchlorid wird nunmehr in Stickoxyd und Chlor aufgespalten,
das Chlor entfernt und das Stickoxyd den nitrosen Gasen, z. B. aus der Ammoniakv
erbrennung, wieder zugeführt, die dadurch angereichert werden. Es kann zweckmäßig
sein, das N itrosylchlorid zuvor von den inerten Gasen zu trennen. Man benutzt dafür
Absorptionsmittel, wie Silica-Gel, aktive Kohle usw., oder auch Eisenchlorid, wobei
eine Additionsverbindung FeC13 # NOCI entsteht. In jedem Falle wird eine vollkommene
Trennung von den für das Verfahren wertlosen und das wertvolle Nitrosylchlorid verdünnenden
Gasen, im wesentlichen Stickstoff, erreicht; das absorbierte Nitrosylchlorid wird
durch Erhitzung des Absorptionsmittels wieder in Freiheit gesetzt. Es wird hierauf
in geeigneter Weise, z.B. durch Kalk, Eisen oder Eisenchlorür, in Stickoxyd und
Chlor gespalten. Das gebildete FeC13 oder CaCl. wird aus dem Betriebe entfernt,
und das Stickoxyd kehrt quantitativ in den Betrieb zurück und reichert die nitrosen
Gase an.
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Das Verfahren kann in mannigfacher Weise durchgeführt ",-erden. Z.
B. kann man die nitrosen Gase bereits während der Umsetzung zwischen Chlorkalium
und Salpetersäure einleiten, so daß die Konzentration an H N 03 in der Umsetzungslösung
mit geringen Schwankungen konstant bleibt und die Umsetzung wesentlich beschleunigt
wird.
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Ferner kann man das Verfahren kontinuierlich durchführen, indem man
die Umsetzungslösung kontinuierlich mit neuem Chlorkalium beschickt und durch gleichzeitiges
Einleiten von nitrosen Gasen und Luft die Konzentration der Salpetersäure dauernd
auf der für eine rasche Umsetzung nötigen Konzentration hält und dabei gleichzeitig
den gebildeten Salpeter entfernt.
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Das Verfahren weist gegenüber den bisher bekanntgewordenen eine Reihe
wertvoller Vorzüge auf.
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Es benötigt in keiner Phase einer Einführung von Wasser, da lediglich
nitrose Gase und Chlorkalium in den Betrieb eingeführt werden. Es ist daher auch
nicht nötig, Wasser abzudampfen oder irgendwelche Lösungen abzustoßen. Aus diesem
Grunde arbeitet das Verfahren auch ohne jeden Verlust an Stickstoff und Kali.
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Ein weiterer Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß auch die bei
der Herstellung von Salpetersäure durch unvollkommene Absorption entstehenden Verluste
an wertvollen Stickoxv den vermieden werden, da die Absorption des Nitrosylchlorids
praktisch quantitativ verläuft.
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Der bei dem Verfahren anfallende Salpeter ist fast chlorfrei. Die
anhaftende saure Lösung kann durch Filtrieren oder Zentrifugieren und nachfolgendes
Decken leicht entfernt werden. Man kann jedoch auch mit Vorteil die anhaftende saure
Lösung durch Pottasche oder Ammoniak absättigen und so leicht einen neutralen Kalisalpeter
erhalten. Diese Arbeitsweise bringt noch den* Vorteil mit sich, daß ein Teil des
Wassers dadurch aus dem Betriebe entfernt wird, welches man dann durch die dünne
Salpetersäure, die bei der Abkühlung der aus der Ammoniakverbrennung kommenden nitrosen
Gase anfällt, wieder ergänzen -kann.
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Die für das Austreiben des NTitrosvlchlorids aus den Absorptionsmitteln
bzw. für die Abspaltung des Stickoxyds notwendige Wärme kann man den heißen, bei
der Ammoniakverbrennung entstehenden nitrosen Gasen entnehmen, die Übertragung kann
direkt oder indirekt erfolgen. Einen guten Erfolg hat man, wenn man z. B. die heißen
nitrosen Gase, oder einen Teil davon, zunächst über das an Nitrosylchlorid gesättigte
Absorptionsmittel leitet und dann über Ätzkalk; er wird hierdurch auf die für die
zur Zersetzung des Nitrosylchlorids erforderliche Temperatur gebracht. Ausführungsbeispiel
i i 1 einer Lösung, welche auf ioo g H20, 126 g H N 03 und etwa 26
g K N 03 enthält, wird mit so viel KC1 bei gewöhnlicherTemperatur verrührt, daß
eine Lösung entsteht, die auf ioo g H20 etwa 2.4 g HCl, 85 g H N03 bei Sättigung
an KN03 enthält. Es scheiden sich bei dieser Temperatur 555 g KNO3 aus. Die von
dem Kalisalpeter abgetrennte Flüssigkeit wird in einer Absorptionsanlage mit 3401
nitroser Gase, enthaltend etwa 8o°/0 N02 (Rest Luft oder Sauerstoff), behandelt,
wobei das gesamte Chlor als Nitrosylchlorid entweicht und eine Lösung von der Zusammensetzung
der Ausgangslösung erhalten wird und für einen neuen Ansatz Verwendung findet. Die
Verwertung des entweichenden Nitrosylchlorids unter Rückgewinnung reiner nitroser
Gase geschieht nach bekannten Verfahren. Ausführungsbeispiel i 1 einer Lösung obiger
Zusammensetzung wird unter gleichzeitigem Durchleiten von etwa 340 1 nitroser Gase,
enthaltend etwa 8o °1o N 02, mit so viel K Cl verrührt, daß nach Absorption der
nitrosen Gase die ursprüngliehe
Ausgangslösung in :Menge und Zusaminensetzung
wieder erhalten wird. Das mit dein IL C1 eingeführte Chlor entweicht quantitativ
als Nitrosylchlorid, das nach bekannten Verfahren auf reine nitrose Gase verarbeitet
wird. Der abgeschiedene Kalisalpeter wird von der Mutterlauge getrennt und letztere
zu einem neuen Ansatz verwendet.