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Verfahren zur Herstellung eines Mischdüngers aus Ammonsulfat, Ammonnitrat
und Natriumnitrat Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung eines
Mischdüngers, der aus Ammonsulfat, Ammonnitrat und Natriumnitrat besteht.
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Es sind bereits Mischdünger bekannt, deren Hauptbestandteile Calciumnitrat,
Ammonsalpeter oder Kaliumchlorid sind. Nach der Erfindung bestehen die Hauptbestandteile
aus Ammonsulfat und Ammonnitrat.
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Ferner ist bereits die Behandlung von Alkalisulfat mit Salpetersäure
vorgeschlagen, wobei ein Bisulfat anfällt, das entsprechend weiterbehandelt wird.
Der Kern dieses Verfahrens besteht in der Freimachung der Schwefelsäure durch die
Salpetersäure.
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Bei der Durchführung des Solvay-Prozesses mit Natriumsulfat anstatt
mit Natriumchlorid erhält man eine Endlauge, die aus Ammonsulfat, Natriumsulfat
und Ammoüiumcarbonat bzw. Ammoniumbicarbonat besteht. Erfindungsgemäß erhält man
durch Neutralisation dieser Lauge mit Salpetersäure an Stelle der Carbonate in der
Lauge Ammonnitrat. Bei entsprechender Wahl der Ammonnitratkonzentration erhält man
beim Eindampfen bis zu einer bestimmten Konzentration ein Salz, das aus 85 bis 87
°/o Ammonsulfat, q. bis 5 °/o Natriumsulfat und 8 bis 11 °%. Ammonnitrat besteht.
In der verbleibenden Restlauge hat sich beim Eindampfen durch die Umsetzung Nag
S 04 + 2 h H@N03 = (i` H4)2S04 i- 2 N'aN 03 Na-
triumnitrat gebildet.
Man kann nun aus der verbleibenden Lauge fast das gesamte noch darin enthaltene
Natriumsulfat und Ammonsulfat dadurch entfernen, daß man in diese bei etwa 3o bis
35'C Ammoniak einleitet. Es bleibt dann eine Lauge bestehen, die neben 6oo bis 7oo
g Ammonnitrat noch etwa ioo bis 150 g neu gebildetes Natriumnitrat neben geringen
Mengen Natriumsulfat und Ammonsulfat enthält.
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Es kann nun ein gutes Düngemittel hergestellt werden, wenn man diese
Endlauge zu einer Schmelze eindampft, wobei es sich herausstellt, daß bei der betreffenden
Konzentration keine Salze aus der Schmelze ausfallen und bis zu den höchsten Konzentrationen
eine homogene Schmelze bestehen bleibt. Das aus dieser Schmelze gewonnene Salz;
mit dem hochprozentigen Ammonsulfat-Bodenkörper des Eindampfprozesses gemischt,
ergibt nun ein Düngesalz, das z. B. 55°/o Ammonsulfat, 35 °/o Ammonnitrat und 7
°/o Natriumnitrat neben geringen Verunreinigungen enthält.
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Beispiel Ausgangslauge z. B. iio g/1 Na. S04, 230 g/1 (NH4)2S04,
ioog/1 NH4HC03.
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Diese Lauge, mit Salpertesäure abgesättigt, ergibt z. B. io3 g/1 Na,
S 04, 220 g/1 (N H4)2 S 04, 95 g/1 N H4N 03, dann, auf etwa gleiche Ammonsulfat-undAmmonnitratkonzentration
gebracht, erhält man z. B. in der Lauge: ioo g/1 Na, S04, 218 g/1 (hl H4)
2 S 04, 223 g/1 N H4 N 03.
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Die Lauge wird eingedampft, bis sie enthält
z. B.
205 g11 Na2S04, r8o g11 (N H4)2 S04, 62o g11 NH4N03.
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Dadurch ist ein Salz ausgefallen von z. B. folgender Zusammensetzung
: 87 °/, (N H4)2 S 04 , 5 °/o Na. S04, 8 °/, NH4N03.
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In die Endlauge wird Ammoniak eingeleitet. Dadurch erhält man eine
Restlauge von z. B. 5 g11 (NH4)2S04, 2o g11 Na2S04, 615 g11 NH4N03, r5o g11 NaN03,
8o g11 NH3.
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Diese Restlauge, zur Schmelze eingedampft, ergibt zusammen mit der
87°/,igen (NH4)2S04-Fraktion ein Mischsalz von etwa 55 % (@'TH4)2 SO4, 350/0 N H,N03,
6,50/, NaN03, 3,5'0/, Nag S 04.
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Etwa die gleiche Konzentration der Salzlösung an Ammonnitrat und Ammonsulfat
nach der Neutralisation mit Salpetersäure wird dadurch erreicht, daß ein Teil der
mit Ammoniak behandelten und vorher weiter eingedickten Lauge, deren restliche Sulfate
fast vollständig durch das Ammoniak ausgefällt worden sind, wieder nach vorn in
den Prozeß zurückgeführt wird. Man nimmt also einen Teil der Restlauge, die im Beispiel
angegeben wurde mit 5 g11 (N H4)2 S04, 2o g11 Na, S04, 615 g11 NH4N03, 150 g11 NaN03,
8o g11 NHg, und fügt diese der mit Salpetersäure neutralisierten ursprünglichen
Lauge hinzu, bis Ammonnitrat und Ammonsulfat in der hierdurch neu entstandenen Lauge
etwa gleiche Konzentrationen haben. Dies ist ohne weiteres möglich, da die Restlauge
ja zum überwiegenden Teil aus Ammonnitrat besteht und fast kein Ammonsulfat enthält,
während die neutralisierte Lauge j a viel Ammonsulfat enthält. Diese neutralisierte
Lauge ist im Beispiel angegeben mit: I03 g/1 Na. S04, 22o g/1(N H4) 2 S 04, g5 g11
N H4 N 03. Umgleiche Ammonnitrat-undAmmonsulfatkonzentrationen zu erreichen, muß
man also zu x cbm der mit Salpetersäure abgesättigten Lauge nur etwa 0,24 cbm Restlauge
hinzugeben. Es ist also ersichtlich, daß durch geringe Zugabe der schweren Restlauge
sehr leicht eine gleiche Konzentration der neutralisierten Lauge an Ammonnitrat@
und Ammonsulfat zu erreichen ist. -Es war bekannt, Kaliumnitrat in der Kälte zur
Ausfällung zu bringen, während das Ammonsulfat sich aus der Lösung beim Eindampfen
ausschied. Die Gewinnung des Kaliumnitrats wurde alsdann in saurer Lösung durchgeführt.
Nach Auskristallisieren des Kaliumnitrats in der Kälte wurde die verbleibende Lösung
mit Ammoniak neutralisiert, wobei der größte Teil des nicht umgesetzten Kaliumsulfats
ausfällt. Aus dieser nunmehr neutralen Lösung wurde durch Eindampfen Ammonsulfat
gewonnen.
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Im Gegensatz hierzu arbeitet die Erfindung folgendermaßen. Der Umsatz
des Natriumsulfats mit Ammonnitrat erfolgt in der Wärme, und zwar während eines
Eindampfprozesses, wobei die am schwersten lösliche Salzkomponente, nämlich das
Ammonsulfat, im Verlaufe ebendieses Eindampfprozesses, währenddessen es entsteht,
fortlaufend als Bodenkörper anfällt. Das Ammonsulfat wird also nicht lediglich durch
Eindampfen einer an Ammonsulfat gesättigten Lösung gewonnen, sondern während des
Eindampfprozesses spielt sich die Reaktion ab, die zur Bildung dieses Salzes führt.
Dies stellt also offensichtlich etwas anderes dar, als wenn Ammonsulfat lediglich
durch Eindampfen konzentrierter Lösungen gewonnen wird.
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Hinzu kommt, daß nach vollzogenem Eindampfprozeß das nicht umgesetzte
Natriumsulfat durch Einleiten von Ammoniak bis zur Sättigung aus der Lösung gefällt
wird, also nicht etwa aus neutraler Lösung, sondern entsprechend der Löslichkeit
des Ammoniaks bei 32 bis 35 ° C aus stark ammonialkalischer Lösung.
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Die Gewinnung des bei dem Umsatz des Natriumsulfats mit Ammonnitrat
gleichzeitig gebildeten Natriumnitrats gestaltet sich entsprechend dem vom Kaliumnitrat
vollkommen abweichenden Löslichkeitsverhalten dieses Salzes ganz anders als bei
dem entgegengehaltenen Verfahren. Das während des Eindampfprozesses sich bildende
Natriumnitrat bleibt in Lösung, ebenso das nicht umgesetzte Ammonnitrat, und diese
bilden zusammen bei weiterem Eindampfen eine flüssige vollkommen klare Schmelze.
Diese wird gemäß Patentanspruch mit dem beim Eindampfen ausgefallenen Ammonsulfat
zu einem Düngesalz vereinigt.