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Soloverfahren mit Nebengewinnung von Ammoniak oder Ammonsulfat Das
Hauptpatent schützt ein abgeändertes Verfahren zur Herstellung von Soda nach Leblanc
unter Nebengewinnung von Ammoniak, darin bestehend, daß Natriumsulfat in Mischung
mit Kohlenstoff und gegebenenfalls Kalk durch Einwirkung von Stickstoff bei hoher
Temperatur in Natriumcyanid übergeführt und dieses zwecks .Herstellung von calcinierter
oder kaustischer Soda unter Nebengewinnung von Ammoniak verseift wird.
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Die zusätzliche Erfindung bezweckt eine Verbesserung dieses Verfahrens,
die auf folgenden Erwägungen beruht.
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Bekanntlich bereitet die Cyanisierung von Alkalisulfat nicht unerhebliche
Schwierigkeiten. Zwar ist es verhältnismäßig leicht, Alkalisulfat-Kalk-Kohle-Gemische
im . Laboratoriumsbetrieb durch Stickstoffbehandlung bei den erforderlichenTemperaturen
inAlkalicyanid zu überführen, der technischen Ausnutzung der Stickstoffreaktion
stellen sich aber ungewöhnliche Schwierigkeiten entgegen.
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Durch Versuche größeren Umfanges hat nun der Erfinder festgestellt,
daß im Rahmen der Sodaherstellung nach dem Hauptpatent die Cyanisierung von Natriumsu(,fat
technisch mit ausgezeichnetem Erfolg durchführbar ist, wenn man die Bestandteile
der Reaktionsmasse in fein gemahlenem, gemischtem und brikettiertem Zustande der
Stickstoffeinwirkung bei hoher Temperatur aussetzt. Demgemäß besteht die besondere
Verfahrensweise nach der zusätzlichen Erfindung darin, daß bei der Durchführung
des Verfahrens nach dem Hauptpatent das Natriumsulfat mit Kohle und Kalk fein gemahlen,
gemischt und brikettiert der Cyanisierung zugeführt wird. An Stelle des Kalks kann
auch ein anderer zur Bindung des Schwefels in der Hitze geeigneter Stoff, z. B.
Barium- oder Strontiumverbindungen, benutzt werden.
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Die Brikette gelangen offenbar bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise
durch die vor der Cyanisierung auftretende Umwandlung des Natriumsulfats in einen
für die Stickstoffeinwirkung besonders günstigen Zustand, der sich aus der feinen
Zerteilung der einzelnen Reaktionsglieder, der innigen Mischung und der durch die
Brikettierung gegebenen engen Lagerung der drei in Reaktion tretenden festen Stoffe
ergibt. Es ist möglich, daß durch die vor der Cyanisierung verlaufenden Reaktionen
kleine, die Stickstoffbindung unterstützende Hohlräume gebildet werden, mit Sicherheit
aber ist die Zerteilung und Mischung der Ausgangsstoffe im Verein mit der durch
die Brikettierung (bei welcher die gesamte Masse ja mit hohem Druck sehr stark zusammengepreßt
wird) erreichten
sehr dichten Lagerung der einzelnen in Reaktion
tretenden Glieder als das wichtigsteErfindungsmerkmal anzusehen. Dies ist einleuchtend,
da die Reaktion verlangt, daß sich innerhalb der gesamten Masse je ein 'teil Sulfat,
Kalk o. dgl. und Kohle zusammenfinden müssen, um die Bildung des Natriumcarbonats
zu ermöglichen. Überraschend ist aber, daß trotz der dichten Lagerung das Eindringen
des Stickstoffs in das brikettierte Reaktionsgemisch äußerst glatt vor sich geht,
so daß in kürzester Zeit eine weitgehende Cyanisierung eintritt.
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Da bisher ein praktischer, industriell @möglicher Weg nicht bekannt
war, um die Stickstoffbindung durch Cyanisierung von Alkalisulfat bei lockerer Lagerung
der einzelnen Massebestandteile durchzuführen, wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
ein grundsätzlicher Fortschritt erreicht. Bekanntlich bietet die technische Verarbeitung
von Briketten auch im industriellen Großbetrieb keine Schwierigkeiten, so daß durch
die erfindungsgemäße Verfahrensweise die Cyanisierungsstufe des Verfahrens nach
dem Hauptpatent sehr erheblich verbessert wird.
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Als schwefelbindendes Mittel kommt bekanntlich eine große Anzahl von
Metallen sowie Erdalkaliverbindungen und Magnesium in Betracht. Gewöhnlich wird
man seiner Wohlfeilheit wegen Kalk verwenden. Ausführungsbeispiel i ooo kg Natriumsul
fat werden mit i 30o kg Steinkohle und goo kg Kalk vermischt und fein gemahlen.
Nach dem Vermahlen auf Pulverfeinheit wird die Masse ein wenig angefeuchtet und
sodann zu kleinen Briketten verpreßt.
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Diese Brikette werden einem Cyanisierapparat zugeführt, in welchem
sie bis auf etwa i ooo ° C erwärmt und mit Stickstoff behandelt werden.
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Darauf werden die Brikette einem Verseifungsapparat zugeleitet. In
diesem Verseifungsapparat wird die Masse, gegebenenfalls nach entsprechender Zerkleinerung,
der Behandlung durch Wasserdampf bei etwa q.50° C unterworfen. Dabei werden igo
kg Ammoniak abgetrieben.
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Nach der Verseifung wird die abgekühlte blasse in einen Auslaugebehälter
eingeführt und die Soda durch Wasser ausgelaugt. Der feste Rückstand und die Lauge
sind in bekannter Weise zu trennen, und die Lauge ist gegebenenfalls von etwa vorhandenen
Verunreinigungen zu befreien. Aus der Lauge werden dann 67o kg Soda von einer Reinheit
von 98 °1o gewonnen.
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Der nach der Auslaugung verbleibende festeRückstand wird nach dem
Verfahren von C h a n c e mit Wasser zu einem dünnen Brei angerührt und in mehrere
hintereinandergeschaltete Zylinder mit Kalkofenkohlensäure geblasen. Die entweichenden,
schwefelwasserstoffhaltigen Endgase werden zwecks Bildung von Anhydrid verbrannt,
und das Anhydrid wird sodann nach dem Kontaktverfahren in Schwefelsäure umgesetzt.
Auf diese Weise werden 56o kg Schwefelsäure erhalten.
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Die Umsetzung der Schwefelsäure mit dem bei der Verseifung gewonnenen
Ammoniak liefert 730 kg Ammoniumsulfat.