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Herstellung von Alkalisulfaten Das vorliegende Verfahren betrifft
eine weitere Ausbildung des Verfahrens des Patents 5I4 3I9, demzufolge die Doppelsalze
des Ammoniumsulfats mit den Alkalisulfaten bei höherer Temperatur in wässeriger
Lösung unter solchen Konzentrationsverhältnissen zersetzt werden, daß unter Abscheidung
von Alkalisulfat ,eine heiß auch an Ammoniumsulfat vollständig gesättigte Lösung
erreicht wird.
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Dieses Verfahren soll auch auf andere Doppelsalze der Alkalisulfate
mit anderen leicht löslichen Sulfaten, wie Magnesiumsulfat, Eisensulfat, Zinksulfat
usw" ausgedehnt werden. Es soll auch nicht auf die Fälle beschränkt sein, in denen
die Zerlegung wie beim I-Iauptpatent außerhalb des Existenzgebietes der Doppelsalze
erfolgt, noch auf eine Spaltung bei höherer Temperatur. Beschränkt ist die Zersetzbarkeit
der Doppelsalze innerhalb ihres Existenzgebietes naturgemäß auf die Fälle, in denen
die mit den Alkalisuliaten ein Doppelsalz bildenden Sulfate leichter löslich und
die Doppelsalze inkongruent löslich sind, d. h. sich bei der Arbeitstemperatur im
Umwandlungsintervall befinden.
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Zur Erläuterung der einschlägigen Verhältnisse ist anzuführen, daß
im allgemeinen Doppelsalze in gesättigten Lösungen zwischen Eispunkt und Siedepunkt
dieser, soweit sie innerhalb dieses Temperaturintervalls, wenn auch in anderer molekularer
Zusammensetzung, beständig sind, inkongruent löslich, also auch spaltbar sind. Für
andere Doppelsalze trifft dies aber nicht zu, sondern sie sind innerhalb gewisser
Temperaturgrenzen kongruent löslich und nur oberhalb dieser Temperatur, unterhalb
dieser öder in beiden Fällen spaltbar, wobei im letzteren Falle das Alkalisulfat
bei Erhöhung der Temperatur löslicher, bei Erniedrigung dieser schwerer löslich
sein kann.
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Gewisse Doppelsalze haben aber auch in wässeriger Lösung eine obere
Existenzgrenze oberhalb der sie nicht mehr beständig sind, wie z. B. das gemäß dem
Hauptpatent gespaltene Doppelsalz Natriumammoniumsulfat bei 59,3°, und eine untere
Existenzgrenze, die z. B. für Astrakanit bei 2o,6° liegt.
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In beiden Fällen ist der Effekt bei dem Verfahren der gleiche, nur
ist bei überschreitung der Grenze der größtmöglichen Sättigung an dem löslicheren
Sulfat, im ersten Falle dem abgeschiedenen Alkalisulfat, etwas Doppelsalz, im zweiten
Falle etwas leichter lösliches Sulfat beigemengt.
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Das Verfahren kann durchgeführt werden bei allen Temperaturen, bei
denen die Alkalisulfate schwerer löslich sind als die mit ihnen Doppelsalze bildenden
Sulfate. In vielen Fällen ist dies bei steigender Temperatur in erheblichem Maße
der Fall, wobei sich noch der Vorzug ergibt, daß aus dem Filtrat als Kristallisat
noch Doppelsalz erhalten wird. In anderen Fällen ist das Alkalisulfat wie beim Natriumsulfat
bei gewöhnlicher oder tieferer Temperatur die schwerer
lösliche
Komponente, so daß als Zersetzungstemperatur nur niedere Temperaturen in Frage kommen.
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Anwendbar ist das Verfahren auch in den Fällen, in denen die beide
Sulfate enthaltenden Lösungen nicht nur mit diesen beiden Sulfaten und deren Doppelsalzen
als Bodenkörper im Gleichgewicht sein können, sondern bei denen auch Mischkristalle
auftreten. Es werden dann die Alkalisulfate als Mischkristalle in solchem Reinheitsgrad
erhalten, wie dies bei den sonst üblichen Konversionsverfahren möglich ist, aber
frei von dem Säureradikal, das in dein hierbei verwandten konvertierenden Alkalisalz
enthalten ist.
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Das Verfahren soll noch an der Herstellung von Kaliumsulfat näher
erläutert werden.
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Die , technische Herstellung dieses Salzes wird heute ausschließlich
derart durchgeführt, daß Kaliumm:agnesiumsulfat mit Chlorkalium und Wasser unter
Abscheidung von K. S 0,
aus seiner Lösung erhalten wird, welche in
geeigneter Weise weiterer Verwendung zugeführt wird.
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Das so hergestellte Sulfat enthält besonders bei der meist üblichen
Verwendung eines Überschusses von KCl noch einen gewissen Chlorgehalt, von dem es
durch Decken mehr oder weniger schlecht befreit werden kann, besonders bei schlammigem
Ausgangsmaterial.
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Um ein- ganz chlorfreies Produkt zu erhalten, soll nach der vorliegenden
Erfindung Kaliummagnesiumsulfat mit solchen Mengen Wasser oder gesättigter Kaliumsulfatlösung
(Decklauge) unter solchen Konzentrationsverhältnissen erhitzt werden, daß bei vollständiger
Lösung des Mg S 0j_ eine an diesem größtmöglich gesättigte Lösung erhalten wird,
während Kaliumsulfat sich ausscheidet. Die heiße, von dem Kaliumsulfat getrennte
Lösung ergibt bei der Kristallisation wieder Kaliummagnesiumsulfat und eine Lösung,
welche überwiegend MgS04 enthält, welche in geeigneter und bekannter Weise verwertet
werden kann. Das so erhaltene Kaliumsulfat hat den Vorzug, absolut frei von Chlor
zu sein. Es wird durch Decken mit Wasser von den Resten der anhaftenden Lösung befreit.
Diese Decklauge kann, wie oben erwähnt, bei dem Prozeß wieder Verwendung finden.
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Die heiße Lösung kann aber auch, in bekannter Weise mit Chlorkalium
versetzt, eine weitere Fällung von Kaliumsulfat gewöhnlicher Qualität liefern unter
Anfall der auch sonst bei der Stilfatherstellung erhaltenen Laugen. Beispiel i r
oo Teile Kaliummagnesiumsulfat (K. S O' . 1I,- S 0.i . 6 H . O -) und
86,7 Teile Kaliumsulfatdecklauge, die i 2 0'o K. S O" enthält, werden gemischt
und auf etwa 9o° erhitzt. Es werden erhalten: 27 Teile Kaliumsulfat und 158 g einer
Mutterlauge, Welche 17,0 4-o K,SO_i, i8,5 % MgSO, und 64,5 ojo H.0 enthält.
Beispiel z i oo Teile Astrakanit (Mg S O4 . Na. S O" . :1H.0) und i6o Teile Wasser
werden bei o- zusammengebracht. Nach viertelstündigem Rühren werden 82 Teile Glaubersalz
und 178
Teile einer Lösung erhalten, welche 4.,3 0;o Na,SO_i, i9.9 0'o MgS0-1
und ; 5,8 ob H!0 enthält.