DE570593C - Verfahren zur Trennung isomorpher Salze - Google Patents

Description

• Verfahren zur Trennung isomorpher Salze Zur fraktionierten Trennung isomorpher Salze benutzt man fast allgemein die fraktionierte Kristallisation von isomorphen Doppelsalzen. Die Doppelsalze sollen die Eigenschaft haben, daß sie sich ohne weiteres aus Wasser urnkristallisieren lassen, d. h. sich außerhalb ihres Umwandlungsintervalls, wie man dies nach den üblichen Bezeichnungen der Phasenregel ausdrückt, befinden.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Trennung isomorpher Salze, das sich der Doppelsalze bedient, von denen sich mindestens eines im Umwandlungsintervall befindet.
• Zur Durchführung des Verfahrens müssen die weiteren Bedingungen erfüllt sein, daß die gemeinsame Komponente der Doppelsalze leicht löslich ist und das leichter lösliche einfache Salz das schwerer lösliche Doppelsalz gibt. Die Fraktionierung der Reihe des Doppelsalzes ergibt dann zwei Köpfe. In dem einen Kopf wird das schwerer lösliche der beiden die isomorphe Reihe bildenden Doppelsalze angereichert, der zweite Kopf besteht aus der schwerer löslichen einfachen Salzkomponente. Die bei der Spaltung des Doppelsalzes sich in der Mutterlauge anreichernde leicht lösliche gemeinsame Komponente wird in bekannter Weise, z. B. durch Eindampfen oder durch Ausfällen an geeigneter Stelle der Fraktionierreihe, in dem Maße entfernt, als sie sich in dieser anreichert. Dies Verfahren der fraktionierten Kristallisation mit zwei Köpfen eines sich im Umwandlungsintervall befindlichen Doppelsalzes einer isomorphen Reihe hat den großen technischen Vorteil, daß die Trennung der beiden Komponenten außerordentlich rasch vor sich geht, da die Zusammensetzung sehr schnell auseinanderstrebt, weil die Anreicherung der einen Komponente in den durch die Zersetzung des Doppelsalzes anfallenden Kopf geht, während die Anreicherung der zweiten Komponente bei der Kristallisation des Doppelsalzes eintritt. Ferner erhält man beide Bestandteile der isomorphen Reihe als Köpfe, was immer einen großen Vorteil der fraktionierten Kristallisation zur Gewinnung der Bestandteile in reinem Zustande bedeutet. Die Entfernung der leicht löslichen Komponenten kann an verschiedenen Stellen der Fraktionierreihe erfolgen; die geeignetste ergibt sich ohne weiteres aus den besonderen Löslichkeitsverhältnissen des zu trennenden isomorphen Doppelsalzgemisches. Es ergeben sich aber zwei Grenzfälle, die besonders hervorgehoben zu werden verdienen. Einmal kann diese leicht lösliche Komponente in der Mitte der ganzen Fraktionierreihe entfernt werden, zweitens kann aber auch so verfahren werden, daß die bei der Spaltung des Doppelsalzes sich abscheidende einfache Komponente zusammen mit der dabei auftretenden leicht löslichen gemeinsamen Komponente der isomorphen- Salze, die zeit ersterer natürlich in genau stöchiometrischem Verhältnis anfällt, einer passenden früheren Fraktion der Reihe zugesetzt wird, wobei unter passend zu verstehen ist, daß das Mengenverhältnis der beiden zu trennenden Salze in der Fraktion ungefähr dasselbe sein soll wie in dem einzuführenden Gemisch von leicht löslicher Komponente und abgeschiedenem einfachen Salz. Endgültig wird dann die leicht lösliche Komponente bei dieser Art derDurchführung derfraktionierten Kristallisation bei der Kopffraktion, bei der auch die einfache Salzkomponente abgeschieden wird, aus der Reihe entfernt.
• Diese beiden Arbeitsweisen sind schematisch in Fig. i bzw. Fig. 2 gezeichnet worden. Nach der ersten Arbeitsweise (vgl. Fig. i) wird ein rubidiuinarmer Carnallit zunächst in bekannter Weise an Rubidium - angereichert, wobei das anfallende Chlorkalium und die konzentrierte M-C12 Lauge, die beide nur Spuren Rubidium enthalten, entfernt werden. Hat die Anreicherung einige Prozent Rubidiuincarnallit erreicht, so wird erfindungsgemäß die fraktionierte Spaltung wie folgt durchgeführt: Zur Erläuterung des Verfahrens wird angenommen, daß man über eine schon entwickelte Reihe M von sechs Einzelfraktionen C, bis Q verfügt. C, ist der rubidiumreichste C arnallitkopf, während C, den geringsten Rubidium- und höchsten Kaliumgehalt enthält. Löst man C, heiß mit Wasser, so scheidet sich ein Chlorkalium, ab, während aus der Lauge durch Abkühlen oder 1?indampfen Carnallit C, der Reihe NT erhalten wird. In der Mutterlauge wird C2 (M) gelöst, dabei entsteht KCl_ Carnallit. (N), in dessen Mutterlauge wird wieder C3 gelöst usw. Endlich bei Q z. B. ist die Mutterlauge so arm an Rubidium, daß sie entfernt werden kann. An der Stelle C, kann immer neuer angereicherter Carnallit neu in die Reihe eingeführt weiden. Die erhaltenen Chlorkaliumfraktionen KCI, bis KCI, werden so verarbeitet, daß man den rubidiumärmsten Chlorkaliumkopf KC1, mit Wasser behandelt, das abgeschiedene Chlorkalium aus der Reihe entfernt, während die Mutterlauge zum Umkristallisieren von KC1, usw. für die anderen Chlorkaliumfraktionen ganz analog verfahrend, bis man schließlich die Mutterlauge von K Cl" die rubidiumreich ist, an geeigneter Stelle in die Laugen der Carnallitfraktionen einführt. Wie man die Reihe M verarbeitet hat, verarbeitet man in systematischer Weise weiter die sich ergebenden Reihen hT, O usw., wobei jedesmal ein Chlorkaliumkopf und ein an Rubidium angereicherter Carnallitkopf sich ergibt.
• Weiter läßt sich nach der zweiten Arbeitsweise (Fig. 2) die Trennung so durchführen, daß das bei der Spaltung des Carnallits gewonnene Chlorkalium und die bei dem Eindampfen zurückbleibende magnesiumchloridreiche Carnallitmutterlauge gemeinsam an einer Stelle der Reihe zwei bis drei Fraktionen nach der, aus der sie entstanden sind, wieder einfügt. Durch dieses Wiedereinfügen wird an der Zusammensetzung der Fraktionierreihe nichts geändert, da diese beiden Bestandteile wieder Carnallit zurückbilden.
• In dem Schema (Fig. 2) ist auch eine voll entwickelte Reihe M bereits angenommen, die aus sechs Carnallitfraktionen Cl bis CG besteht. Der Kopf C, wird mit Wasser behandelt, das KCI, wird beispielsweise zu C3 zugesetzt. Aus der Lauge gewinnt man durch Abkühlen oder Eindampfen C, (N) und eine Mutterlauge M,, die ebenfalls zu C, zugesetzt wird. Dann wird C, mit M, und KCl, zusammen durch Erhitzen gelöst. Es scheidet sich dabei K C 13 aus, man erhält bei der Abkühlung C3 (N), während die MutterlaugeM3 mit K C13 zusammen zur Verarbeitung von C'5 vereinigt wird. C2 wird ebenfalls mit Wasser behandelt und gibt dann die entsprechenden Fraktionen der geradzahligen Glieder der Reihe. Beispielsweise erhält man am Ende der Reihe C5 und Co Chlorkaliumköpfe, die man mit Wasser umkristallisiert, das gewonnene Chlorkalium aus der Reihe entfernt und die Mutterlauge zum neuen Lösen eines Carnallits benutzt. Ebenso werden ain Ende der Reihe dann die Mutterlaugen M; und M, die ebenfalls rubidiumarm geworden sind, aus der Reihe auseschieden. Wie eben erläutert, werden dann' die folgenden Reihen N, O usw. verarbeitet. Man erhält stet einen an Rubidium angereicherten Carnallitkopf, während am Ende der Reihe ein Chlorkaliumkopf gewonnen und eine Mutterlauge entfernt wird. Diese Art der Verarbeitung ist nicht daran gebunden, daß man die Zwischenprodukte über ein Glied springen läßt, man kann sie auch in geeigneten Fällen um zwei oder drei Glieder springen lassen, inan kann sie auch bereits in das nächste Glied einführen. Auch ist es nicht notwendig, daß man das abgeschiedene Chlorkalium und die gewonnene Mutterlauge in dasselbe Glied zusammen einführt. Wie man die Fraktionierung in dieser Beziehung durchführt, ergibt sich aus den besonderen Verhältnissen der angewandten Salze, insbesondere aus dein relativen Gehalt von Chlorkalium zu Rubidium der einzelnen Fraktionen in dem vorliegenden Beispiel. Diese Möglichkeit, die beiden abgeschiedenen Anteile einer Fraktion um mehrere Fraktionen zurückzuverlegen, beweist die außerordentliche Wirksamkeit der fraktionierten Kristallisation solcher sich im L"mwandlungsintervall befindlichen Doppelsalze. Diese systematische fraktionierte Spaltung der Carnallite reichert den Rubidiunigehalt in den Anfangsgliedern von Fraktion zu Fraktion erheblich an, z. B. von o,i auf 0,3 °1'o usw.; bei höheren Rubidiumgehalten gelt dann naturgemäß die Anreicherung langsamer vonstatten.
• Ebenso lasen sich andere analoge Doppelsalze in vorteilhaftester Weise zur Trennung ihrer isomorphen Komponenten benutzen, sofern sie die eingangs erwähnten Bedingungen erfüllen. Als leicht lösliche Komponenten kommen z. B. in Frage Zinkhalogenide, die leicht löslichen Verbindungen der Metalle, wie Aluminiumnitrat, Eisenchlorid, und analoge Verbindungen der Erdmetalle.

Claims (3)

1. PATIN TAN SPRÜCFIE i. Verfahren zur Trennung isomorpher Salze, z. B. K Cl und Rb Cl, das sich ihrer Doppelsalze, z. B. Kaliumcarnallit und Rubidiumcarnallit, mit einer leicht löslichen geineinsanien Komponente, z. B. JI@ C 1.@, bedient, von denen sich wenigstens eines, z. B. Kaliumcarnallit, im Umwandlungsintervall befindet, dadurch elcennzeiclinut, daß die fraktionierte Kristallisation mit zwei Köpfen durchgeführt wird, von denen schließlich der eine aus einem einfachen Salze, z. B. KCI, der andere aus dem Doppelsalz des leichter löslichen einfachen Salzes, z. B. Rubidiumcarnallit, besteht, während die sich anreichernde lösliche Komponente des Doppelsalzes, z. B. Mg Ch, die Trennungsreihe v erläßt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die leicht lösliche geineinsame Komponente des Doppelsalzes in den mittleren Fraktionen angereichert und dort entfernt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Spaltung des Doppelsalzes anfallende einfache Salzkomponente und die zugehörige leicht lösliche gemeinsame Komponente des Doppelsalzes zusammen in eine zurückliegende Fraktion der Fraktionierreilie eingetragen werden, so daß. die leicht lösliche gemeinsame Komponente wie auch das schwerer lösliche einfache Salz in dem letzten Glied einer Reihe endgültig entfernt wird. ..1. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das in jeder Fraktion anfallende Doppelsalz in mehreren Teilfraktionen gewinnt, die dann auf verschiedene Fraktionen der Hauptreibe verteilt werden, wodurch eine F"eschleunigung der Fraktionierung erreicht wird.