DE583396C

DE583396C - Production of sodium carbonate or hydroxide with the byproduction of ammonia or ammonium salts

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Publication number: DE583396C
Application number: DEM116182D
Authority: DE
Original assignee: Individual
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Priority date: 1931-07-16
Filing date: 1931-07-16
Publication date: 1933-09-02

Description

Herstellung von Natriumcarbonat oder -hydroxyd unter Nebengewinnung von Ammoniak oder Ammoniumsalzen Das Hauptpatent 58i 504 schütztein Verfall. ren zur Herstellung von Pottasche oder Ätzkali unter Nebengewinnung von Ammoniak oder Ammoniumsalzen, bei dem Kaliumsulfat in Mischung mit Kohlenstoff bei erhöhter Temperatur mit Wasserdampf und Kohlensäure behandelt, dann durch Einwirkung von Stickstoff bei hoher Temperatur in Kaliumcyanid übergeführt, dieses zwecks Herstellung von Pottasche oder Ätzkali unter Nebengewinnung von Ammoniak verseift und schließlich aus dem Verseifungsprodukt das Carbonat oder Hydroxyd ausgelaugt wird.Production of sodium carbonate or hydroxide with secondary production of ammonia or ammonium salts. Main patent 58i 504 protects against expiry. ren for the production of potash or caustic potash with secondary production of ammonia or Ammonium salts, in which potassium sulfate is mixed with carbon at an elevated temperature Treated with steam and carbonic acid, then by exposure to nitrogen converted into potassium cyanide at high temperature, this for the purpose of producing Potash or caustic potash is saponified and finally ammonia is extracted the carbonate or hydroxide is leached from the saponification product.

Nach der zusätzlichen Erfindung soll die Verfahrensweise des Hauptpatents zwecks Gewinnung von Natriumcarbonat oder -hydroxyd auf Natriumsulfat angewendet werden. Hierdurch werden die gleichen Vorteile erzielt wie beim Hauptpatent.According to the additional invention, the procedure of the main patent applied to sodium sulfate for the purpose of obtaining sodium carbonate or hydroxide will. This achieves the same advantages as with the main patent.

Durch die Behandlung von Natriumsulfat-Kohle-Gemischen mit Wasserdampf und Kohlensäure bei etwa 5oo bis 8oo° C wird bekanntlich das Natriumsulfat in Natriumcarbonatumgewandelt, während der Schwefelbestandteil in der Form von Schwefelwasser-Stoff frei wird. Infolge dieser Vorbehandlung bzw. Umbildung ergibt sich, wie sich bei Versuchen zeigte, eine einfach durchzuführende und überraschend gute Umsetzung der Natrium-Kohle-Masse zu Natriumcyanid. Offenbar wird das Gemenge durch die in der Vorbehandlung durchgeführte Schwefelentziehung in einen Zustand gebracht, in welchem es der nachfolgenden Einwirkung des Stickstoffs ausgezeichneteVorbedingungen für die Umsetzung zu Cyanid bietet.By treating mixtures of sodium sulphate and charcoal with steam and carbonic acid at about 5oo to 8oo ° C is known to convert sodium sulfate into sodium carbonate, while the sulfur component is released in the form of hydrogen sulphide substance. As a result of this pretreatment or remodeling, it results, as is the case with experiments showed an easy to perform and surprisingly good conversion of the sodium-charcoal mass to sodium cyanide. The mixture is evidently made by the pretreatment carried out Sulfur deprivation brought into a state in which there is the subsequent action of nitrogen offers excellent preconditions for the conversion to cyanide.

Dieses günstige Verhalten des Gemenges ist wahrscheinlich daraus zu erklären, daß während der Vorbehandlung ein äußerst poriges, mit vielen kleinen Kanälen und Röhrchen durchsetztes Gefüge der Reaktionsmasse entsteht. Die Umsetzungen verlaufen bekanntlich nach folgenden Gleichungen: Nag S O4 + a C - Nag S -[- 2C02 Na, S + C 02 --f" H20 - Nag C 0s '-f-' S H2, wobei bekanntlich die erste Reaktion Temperaturen von etwa 8oo° C erfordert, während die zweite bei etwa 5oo bis 6oo° C durchgeführt wird.This favorable behavior of the mixture can probably be explained by the fact that during the pretreatment an extremely porous structure of the reaction mass, interspersed with many small channels and tubes, arises. As is known, the conversions proceed according to the following equations: Nag S O4 + a C - Nag S - [- 2C02 Na, S + C 02 --f "H20 - Nag C 0s '-f-' S H2, the first reaction being known to be temperatures of about 800 ° C, while the second is carried out at about 500 to 600 ° C.

Es tritt also bei der Schwefelentziehung eine große Anzahl gasförmiger Stoffe auf, die teils in die Masse ein- und teils aus der Masse ausströmen. Da das Gemenge von Natriumsulfat und Kohle stets beide Reaktionsstoffe in fein zerteilter Form enthält, so ergibt sich die Bildung eines hochporigen Gefüges als zwangsläufige Folgeerscheinung der Vorbehandlung. Da aber bekannt ist, daß die Form oder der Zustand eines Natrium-Kohle-Gemenges von entscheidender Bedeutung für das Ergebnis. einer Stickstoffeinwirkung zwecks Cyanisierung ist, so ist aus den überraschend günstigen Ergebnissen wohl zu folgern, daß das durch die Vorbehandlung gebildete besondere Gefüge der Masse den festgestellten überraschenden technischen Vorteil bringt.A large number of gaseous substances occur during the removal of sulfur Substances that flow partly into the mass and partly out of the mass. Since that Mixtures of sodium sulfate and coal always finely divided both reactants Contains form, the formation of a high-pore structure results as an inevitable Consequences of the pre-treatment. But since it is known that the form or the state of a sodium-charcoal mixture is of decisive importance for the result. one Nitrogen exposure for the purpose of cyanization is surprisingly favorable Results to infer that the special one formed by the pretreatment Structure of the mass brings the surprising technical advantage found.

Gegenüber der bisherigen Verfahrensweise zur Darstellung von Natriumcyanid aus Natriumsulfat besteht zunächst der Vorteil, daß das neue Verfahren ohne zusätzliche Verwendung von Kalk durchführbar ist.Compared to the previous procedure for the preparation of sodium cyanide From sodium sulfate there is initially the advantage that the new process without additional Use of lime is feasible.

Der wichtigste Vorteil des neuen Verfahrens aber liegt insbesondere darin, daß eine Reinigung der Soda nach der Wasserdampf-Kohlensäure-Behandlung(Carbonisieren) nicht erforderlich ist, sondern eine Weiterverarbeitung der unreinen Soda stattfindet.The most important advantage of the new process, however, lies in particular that a cleaning of the soda after the steam-carbonic acid treatment (carbonization) is not required, but a further processing of the impure soda takes place.

Ferner liegt auch ein Vorteil in der Möglichkeit einer besseren Auslaugung gegenüber der Leblanc-Rohsoda.There is also an advantage in the possibility of better leaching compared to the Leblanc raw soda.

Mit besonderem Vorteil kann die Reaktionsmasse in brikettiertem Zustand angewendet werden, wodurch der Vorteil einer dichten Lagerung der einzelnen Reaktionskörper neben dem einer sehr wirksamen Porigkeit der Masse erzielt wird. Bei den angestellten Versuchen hat sich erwiesen, daß die Brikette auch ohne Zusatz eines Bindemittels im allgemeinen genügende Festigkeit aufweisen.The reaction mass can particularly advantageously be used in the briquetted state can be used, whereby the advantage of a tight storage of the individual reaction bodies in addition to a very effective porosity of the mass is achieved. With the employees Tests have shown that the briquette can also be used without the addition of a binder generally have sufficient strength.

Bei den Versuchen wurde ohne die Anwendung eines besonderen Katalysators und ohne daß bisher Gelegenheit zu einer auf die verwendeten Stoffe genauer abgestimmten Versuchsführung gegeben war, bereits eine Darstellung von Cyanid in Höhe von etwa 8o °/o der theoretisch möglichen Menge in wenigen Stunden bei mäßigen Temperaturen (85o bis 95o°) erzielt. Ausführungsbeispiel iooo kg Natriumsulfat (von 98 °/o Reinheit) werden mit 2750 kg Braunkohle (auf Trockensubstanz bezogen) gemischt und zu Pulverfeinheit vermahlen. Das Gemisch hat einen durch die Feuchtigkeit der Braunkohle und durch besondere Wasserzugaben bedingten Wassergehalt von 16 °/o der Gesamtmasse. Die pulverförmige Masse wird zu kleinen Briketten gepreßt und in einen beheizbaren Schachtofen eingetragen.In the experiments, without the use of a special catalyst and without the opportunity to carry out the experiment more precisely tailored to the substances used, a representation of cyanide in the amount of about 80% of the theoretically possible amount was already possible in a few hours at moderate temperatures (85o to 95o °). Exemplary embodiment 10000 kg of sodium sulfate (of 98 % purity) are mixed with 2750 kg of lignite (based on dry matter) and ground to a fineness of powder. The mixture has a water content of 16% of the total mass due to the moisture in the lignite and due to special additions of water. The powdery mass is pressed into small briquettes and placed in a heatable shaft furnace.

Nach Einfüllung in den Schachtofen erfährt die Masse eine Aufheizung auf etwa goo° C, wodurch das Sulfat zu Sulfid reduziert wird. Wenn die Reduktion beendet ist, was sich dadurch anzeigt, daß keine CO,- und CO-Gase mehr abgehen, wird die Beheizung so eingeregelt, daß der Ofeninhalt nur noch 40o bis 500° C aufweist.After being poured into the shaft furnace, the mass is heated to around goo ° C, which reduces the sulphate to sulphide. When the reduction has ended, which is indicated by the fact that no more CO and CO gases are emitted, the heating is regulated so that the furnace contents are only 40 ° to 500 ° C.

Bei der geringeren Temperatur (4oo bis 50o° C) wird durch die Brikettmasse Kohlensäure und Wasserdampf geleitet, um das Natriumsulfid in Carbonat umzuwandeln und den Schwefel als Schwefelwasserstoff abzutreiben gemäß der Gleichung: Na2S -f- H20 -I- CO, -Na2C03 + H,S. Dabei wird der Wasserdampf und die Kohlensäure zweckmäßig im Überschuß angewendet. Im allgemeinen wird die bei der vorherigen Reduktion erhaltene Kohlensäure naturgemäß mitverwendet.At the lower temperature (400 to 50o ° C) carbonic acid and water vapor are passed through the briquette to convert the sodium sulfide into carbonate and drive off the sulfur as hydrogen sulfide according to the equation: Na2S -f- H20 -I- CO, -Na2C03 + H , S. The steam and carbonic acid are expediently used in excess. In general, the carbonic acid obtained in the previous reduction is of course also used.

Sodann wird die Masse erneut auf höhere Temperatur erhitzt und dabei Stickstoff auf die Brikette zur Einwirkung gebracht. Die bei etwa iooo° C erfolgende Einwirkung des Stickstoffs bewirkt dieUmsetzung inNatriumcyanid.Then the mass is heated again to a higher temperature and thereby Nitrogen applied to the briquette. The one taking place at about 100 ° C The action of nitrogen causes the conversion into sodium cyanide.

Nach vollzogener Cyänisierung wird die Masse aus dem Ofen ausgetragen und in einen Behälter überführt, in welchem die Verseifung bei etwa 400'. durchgeführt wird. Bei der- Einwirkung des Wasserdampfes auf das Cyanid entweichen igo kg Ammoniak, die in bekannter Weise in Wasser aufgefangen werden.After cyanization is complete, the mass is discharged from the furnace and transferred to a container in which the saponification at about 400 '. carried out will. When the water vapor acts on the cyanide, igo kg of ammonia escape, which are caught in water in a known manner.

Nach der Verseifung wird die abgekühlte Masse in einem 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 69o kg Natriumcarbonat von einer Reinheit -von 98 % gewonnen.After saponification, the cooled mass is placed in a leaching vessel introduced and the soda leached by water. The solid residue and the lye are to be separated in a known manner, and the lye is optionally available from any To get rid of impurities. 69o kg of sodium carbonate are then made from the liquor a purity of 98%.

Es kann bei der Verseifung des Natriumcyanids an Stelle von Natriumcarbonat aber auch Natriumhydroxyd oder ein Gemisch von Natriumhydroxyd und Natriumcarbonat erhalten werden. So zeigen z. B. Laugen auch Zusammensetzungen von 50 °1o jedes Stoffes, so daß nach Reinigung und Trennung der kaustischen undcalcinierten Sodaa6okgNaOH und 345 kg Nag CO, erhalten werden.When the sodium cyanide is saponified, sodium hydroxide or a mixture of sodium hydroxide and sodium carbonate can also be obtained in place of sodium carbonate. So show z. B. alkalis also compositions of 50 ° 1o of each substance, so that after cleaning and separation of the caustic and calcined Sodaa6okgNaOH and 345 kg Nag CO are obtained.

Der feste Rückstand, bestehend aus Kohle und Asche, wird zu Heizzwecken benutzt. Der bei der Einwirkung von Kohlensäure und Wasserdampf auf das Sulfid gewonnene Schwefelwasserstoff wird zwecks Bildung von Anhydrid verbrannt, und das Anhydrid wird sodann nach dem Kontaktverfahren in Schwefelsäure umgesetzt. Dadurch werden 56o kg Schwefelsäure erhalten.The solid residue, consisting of coal and ash, is used for heating purposes used. That obtained from the action of carbonic acid and water vapor on the sulphide Hydrogen sulfide is burned to form the anhydride, and the anhydride will then converted into sulfuric acid by the contact process. This gives 56o kg of sulfuric acid.

Die Umsetzung dieser Schwefelsäure mit dem bei der Verseifung gewonnenen Ammoniak liefert 750 kg Ammoniumsulfat.The conversion of this sulfuric acid with the ammonia obtained during the saponification yields 750 kg of ammonium sulfate.

Claims

PATENT CLAIM. Process according to - Patent 582 504, characterized by the application of the procedure of the main patent to sodium sulfate for the purpose of obtaining sodium carbonate or hydroxide. "