DE586972C

DE586972C - Herstellung von AEtznatron

Info

Publication number: DE586972C
Application number: DEK119058D
Authority: DE
Original assignee: PAUL KRASSA DR
Current assignee: PAUL KRASSA DR
Priority date: 1930-11-04
Filing date: 1931-02-20
Publication date: 1933-10-28

Description

Herstellung von Ätznatron Es ist bekannt, daß Gemische von Eisenoxyd und Natriumnitrat bei höherer Temperatur in Gegenwart von Luft unter eventuellem Zusatz von Wasserdampf Natriumferrit bilden, wobei Stickoxyde frei werden. Das Ferrit kann durch Wasser zersetzt werden, wodurch Lösungen von Ätznatran und unlösliches Eisenoxyd erhalten werden. Letzteres kann zur Zersetzung neuer Mengen von Natriumnitrat Verwendung finden oder kann seiner besonders feinen Verteilung wegen als Farbstoff benutzt werden.
Es wurde nun gefunden, daß die Ausbeuten bei der Einwirkung von Eisenoxyd auf Natriumnitrat viel günstiger gestaltet werden können, wenn der Mischung von Eisenoxyd und Natriumnitrat amorphe Kieselsäure von großer Oberflächenentwicklung zugesetzt wird. Dieses Gemisch wird dann in Gegenwart. von strömender Luft oder anderen strömenden Gasen auf höhere Temperatur erhitzt.
Als Rohmaterial für Eisenoxyd und amorphe Kieselsäure wird besonders vorteilhaft das natürliche Mineral Limonit verwendet.
Die Reaktion kann gegebenenfalls in Gegenwart von Wasserdampf vorgenommen werden.
Man kann auch neben Limonit weitere Zusätze von amorpher Kieselsäure verwenden. Anscheinend bildet die amorphe Kieselsäure eine Verbindung mit dem .Atznatron oder mit diesem.und dem Eisenoxyd, die katalytische Wirksamkeit besitzt und auch bei der Behandlung des Reaktionsproduktes mit Wasser nicht zersetzt wird, so daß das regenerierte Eisenoxyd, falls es wieder verwendet wird, eines neuerlichen Zusatzes amorpher Kieselsäure nicht bedarf. Quarz ist für den Ablauf der Reaktion nicht günstig.
Da die Zersetzung des Natriumferrits bei Gegenwart von Kieselsäure erschwert ist, wird dieselbe in diesem Falle vorteilhaft mit Wasser unter erhöhtem Druck bei einer ioo° übersteigenden Temperatur vorgenommen. Die Reaktion: Nag Fe. 04 ' H2 O - 2 Na O H -1- Fe203 ist eine umkehrbare. Es hat sich gezeigt, daß man, wenn man bei der Siedetemperatur bei gewöhnlichem Druck arbeitet, höchstens Lösungen erhält, die 400 g Na OH im Liter enthalten, während man bei höheren Temperaturen die Konzentration weiter steigern kann. Diese Arbeitsweise hat somit auch den Vorteil, daß Ätznatronlaugen von höherer Konzentration erzielt werden.
Die erwähnte Zersetzung des Natriumnitrates läßt sich vorteilhaft in einem kontinuierlichen Prozeß betreiben. Dazu wird das vorher mit Wasser angepastete Gemisch nach eventueller Trocknung in stückiger oder pulveriger Form durch einen von außen geheizten Ofen hindurchgeführt, durch den gleichzeitig ein eventuell mit Wasser angefeuchteter Luftstrom geleitet wird.
Die Arbeit in kontinuierlicher Form bringt nicht nur den Vorteil eines größeren Durchsatzes mit sich, sondern sie erlaubt auch eine Gewinnung der Stickoxyde in gleichmäßiger Konzentration, was für deren Absorption besonders wichtig ist.
Zur Ausführung des Verfahrens kann z. B. ein um seine Achse rotierender horizontaler oder leicht geneigter Zylinder (Drehrohrofen) verwendet werden, wie er zum Brennen des Zementes benutzt wird, der jedoch von außen geheizt wird. Doch kann es von Vorteil sein, das Material im Innern des Zylinders mit Hilfe einer eingebauten Schnecke zwangsyveise weiterzubefördern. Der Luftstrom kann in derselben Richtung geführt werden, in der sich das Material bewegt, doch kann auch im Gegenstrom gearbeitet werden. Verfährt man im Gleichstrom, so kann das Material in feuchtem Zustand in den Ofen gebracht werden, so daß der Zusatz von Wasserdampf zur Luft sich erübrigt. Arbeitet man im Gegenstrom, so, kann eine Vorwärmung der Luft und eine gleichzeitige Abkühlung der Reaktionsprodukte stattfinden, wodurch eine bessere Ausnutzung der Wärme erzielt wird.
Statt eines rotierenden Ofens kann auch ein Schachtofen Verwendung finden, dem die Mischung in körniger Form zugeführt wird. In diesem Falle wird vorteilhaft im Gegenstrom gearbeitet.
Als günstigste Arbeitstemperatur hat sich eine solche von 6oo bis 750° C erwiesen. Die Luftmenge wird zweckmäßig so geregelt, daß die Stickoxydkonzentration über 2 0lo beträgt.
An Stelle von Luft können auch andere Gase, z. B. Verbrennungsgase, Anwendung finden. Werden dieselben in heißem Zustand gebraucht, so kann die Heizung teilweise oder völlig von innen erfolgen.
Die bei dem Verfahren erhaltenen Stickoxyde werden in bekannter Weise zu Salpetersäure beziehungsweise zu Nitraten und Nitriten verarbeitet.
Es wurde weiter gefunden, daß die erwähnte Reaktion sich bedeutend leichter vollzieht, wenn die Erhitzung der Reaktionsmasse bei Unterdruck erfolgt. Die Reaktion: 2 NaN0g + Fe20s-Na.Fe.0, -[- 2 NO 3 0 ist anscheinend umkehrbar und verläuft um so leichter, d. h. bei einer um so niedrigeren Temperatur, von links nach rechts, j e geringer die Konzentration der entstehenden Gase ist. Dadurch ergeben sich bei der praktischen Durchführung besondereVorteile. Die entstehenden Gase sind dann völlig unverdünnt durch Fremdgase und können daher besser absorbiert werden. Durch diese Maßnahme kann also die Temperatur sowie die Dauer der Reaktion wesentlich herabgesetzt werden. Es ist viel vorteilhafter, die Konzentration der Stickoxyde durch Druckerniedrigung zu senken als durch Verdünnung durch ein großes Quantum fremder Gase.
Ausführungsbeispiele i. Eine Mischung von 276 Teilen Salpeter und 724 Gewichtsteilen reinem Eisenoxyd wurde auf eine Temperatur von 65o° C erhitzt. Die Dauer der Behandlung betrug q. Stunden, lind es wurden in dieser Zeit je Stunde und je Kilogramm Mischung ungefähr 2,i ins eines Gemisches von Luft und Wasserdampf durchgeleitet. Die Ausbeute an :@tznatron betrug 86 0/0 des theoretisch zu erwartenden Wertes.
2. iooo Teile einer Mischung von Salpeter und Limonit (welche laut Analyse aus 33,1 % Na N Os, 6o,1 11, Fe=0y und 6,8 °/o Si O= bestand) wurden durch 2 Stunden auf 65o° C erhitzt, wobei je Stunde und Kilogramm 1lischung 1,2 ms einer Mischung von Luft und Wasserdampf durchgeleitet wurden. Die Ausbeute betrug trotz der viel kürzeren Behandlung 93,8 0!0.
3. iooo Teile einer Mischung von Magnetfit und Salpeter (28,80!. NaNOs, 70 0,1o Fe-O" 1,2%Si0,) wurden durch 2 Stunden auf 65o° C erhitzt, wobei je Stunde und Kilogramm Mischung 1,96 ins einer Mischung von Iruft und Wasserdampf durchgeleitet wurden. Die Ausbeute betrug 457 0;o der theoretischen Menge.
4. Je iooo Teile einer Mischung von 27,6 010 Natriumnitrat und 72,4 % reinem Eisenoxyd wurden durch 2o Minuten auf 6oo° C erhitzt, wobei je Stunde und Kilogramm des Gemisches 2,4 m3 einer Mischung von Luft und Wasserdampf durchgeleitet wurden. Bei dem ersteren Versuch wurde die reine Mischung verwendet. Bei einem zweiten Versuch wurden 2,5 110 Quarz, bei einem dritten Versuch 2,5 % gefällte und getrocknete Kieselsäure zugesetzt. Die Ausbeuten der drei Versuche waren: Versuch i ohne Zusatz 9,1 0,10, Versuch 2 finit Quarzzusatz 8,6 010, Versuch 3 mit Zusatz amorpher Si02 23,6 0jo.
5. iooo Teile einer Mischung von 30,1 0(o Salpeter und 69,9 % getrocknetem Limonit wurden in einem Drehrohrofen unter öfterem Durchschicken der Masse im ganzen 3'/.,Stunden auf 570 bis 62o° C erhitzt, wobei Luft durchgeleitet -wurde. Die Ausbeute betrug 9-.4 °/o.
Während die Mischungen, welche Magnetfit oder Eisenoxvd auch unter Zusatz von Quarz enthalten, selbst im Drehofen schmelzen und anbacken, sintern die Mischungen mit Liinonit oder mit Zusatz amorpher Kieselsäure nur ein wenig zusammen und lassen sich ohne Schwierigkeit aus dem Ofen entfernen.
6. Eine Mischung von Salpeter und Limonit wurde in einem Ofen auf steigende Temperatur erhitzt, während bei einem Druck von 115 mm Quecksilbersäule Luft durch ein Kapillarrohr durchgesaugt wurde. Die Stickoxydentwicklung beginnt bereits unter 300° C. Die Erhitzung wird langsam bis 6oo° C gesteigert. Die Ausbeute an Ätznatron betrug 92 % der theoretischen Menge.
In .keinem der bisher bekannten Verfahren ist vorgeschlagen worden, amorphe Kieselsäure zur Erleichterung der Reaktion zuzusetzen. Die in Patentschriften vorgeschlagenen Rohmaterialien Hämatit, Purple Ore sind anhydrische Eisenmineralien, die, falls sie Kieselsäure enthalten, diese nicht in Form von amorpher Kieselsäure besitzen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Ätznatron durch Einwirkung von Eisenoxyd auf Natriumnitrat bei höherer Temperatur in Gegenwart von Luft oder anderen Gasen und Wasserdampf und darauffol= gender Zersetzung des erhaltenen Natriumferrits mit Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung von Natriumnitrat und Eisenoxyd amorphe Kieselsäure zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bildung des Natriumferrits bei vermindertem Druck gearbeitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Rohmaterial für Eisenoxyd und Kieselsäure das natürliche Mineral Limonit verwendet wird. q.
Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsgut in gekörnter Form kontinuierlich durch den Reaktionsraum geführt wird.
5. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Ofen geführten Gase vorgewärmt werden und hierdurch die Heizung ganz oder teilweise von innen erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das anfallende Natriumferrit mit Wasser bei einer ioo° übersteigenden Temperatur unter Druck zersetzt wird.