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Verfahren zur Herstellung von Natriumnitrat aus Natriumchlorid Für
die Herstellung von Natriumnitrat aus Natriumchlorid sind eine ganze Reihe von Vorschlägen
gemacht worden. Nach den meisten derselben führt man das Chlorid vorerst in Zwischenverbindungen
über, welche sodann in sekundärer Reaktion mit Salpetersäure oder mit einem Nitrat,
z. B. Calciumnitrat, in Reaktion ,gebracht werden. Andere Verfahren wiederum benützen
Basenaustauscher, welche einen Austausch der Erdalkali gegen Natrium ermöglichen.
Es ist auch vorgeschlagen worden, Salpetersäure oder nitrose Gase auf die Alkalichloride
einwirken zu lassen, die entweichende Säure aufzufangen und das Salzgemisch sodann
durch Versetzen mit Methylalkohol oder Ammoniak aufzuarbeiten.
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Alle diese Verfahren besitzen den Nachteil, daß sie entweder nicht
eine unmittelbar ohne Zwischenreaktionen -verlaufende Umsetzung des Nitrates mit
dem Chorid darstellen und damit umständlich sind oder daß saure Lösungen oder Dämpfe
auftreten oder große Mengen Lösungen oder:Laugen aufgearbeitet werden müssen.
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Es ist ferner bekannt, Kaliumnitrat durch Umsetzung von Calciumnitrat
mit Kaliumchlorid und bei Gegenwart von Ammoniak herzustellen, doch muß-hierbei
die Umsetzung in wässeriger Lösung vorgenommen werden, und es wird das Ammoniak
nur zum Zwecke der vollständigeren Abscheidung des entstandenen Kaliumnitrates zugefügt.
Es wäre naheliegend, dieses Verfahren auch auf die Herstellung von Natriumnitrat
anzuwenden. Wegen der (viel größeren Löslichkeit von Natriumnitrat in wässerigen
Ammoniaklösungen ist dies jedoch unmöglich.
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Demgegenüber verwendet das neue Verfahren als Lösungsmittel reines
flüssiges Ammoniak oder Gemische von flüssigem Ammoniak und Wasser, die höchstens
2o °1o Wasser enthalten und in welchen das durch Umsetzung erhaltene Natriumnitrat
noch löslich, dagegen das als Nebenprodukt entstehende Calciumchlorid mit dem Lösungsmittel
selbst ein Ammoniak zu bilden- imstande ist. Da letzteres vollkommen unlöslich ist,
ist es möglich, den Prozeß vollständig quantitativ in einer Stufe durchzuführen.
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Es sind zwar Umsetzungen in flüssigem Ammoniak ganz allgemein schon
bekannt, indessen nicht die Bedingungen, Natriumnitrat durch solche Umsetzungen
herzustellen.
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Das Lösungsmittel selbst hat den Vorteil, daß es leicht abgedampft
werden kann. Das Ammoniakgas kann hierauf durch Verflüssigung wieder in den Prozeß
zurückgeführt oder pur Herstellung von Ammondüngern dienen oder aber durch Oxydation
zur Herstellung des für den Prozeß benötigten Calciumnitrates verwendet werden.
Das Verfahren
selbst kann unter Druck, z. B. bei wgewöhnlicherTemperatur,
durchgeführtwerden; man kann es aber auch, um Druckapparaturen zu vermeiden, bei
tieferen Temperaturen, d. h. beim Siedepunkt des Ammoniaks oder darunter ausüben.
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Das Natriumehlorid wird in der Regel in feinkristalliner Form zur
Anwendung kommen. Calciumnitrat kann ebenfalls in reiner Form als möglichst wasserfreies
Salz angewendet werden. Es ist aber auch möglich, dasselbe wasserhaltig, z. B. in
der als Düngesalz üblichen Handelsform oder sogar als konzentrierte wässerige Lösung
selbst in einer Verdünnung, wie es bei der Herstellung von Kalksalpeter aus gewöhnlicher
Salpetersäure anfällt, zu verwenden. Es muß hierbei allerdings berücksichtigt werden,
daß das Verhältnis des total eingebrachten Wassers zum verwendeten Ammoniak eine
gewisse praktische Grenze, die bei rund 2o0/, Wasser liegt, nicht überschreiten
darf, wenn man eine gewisse Menge Calciumchlorid, welches. dann löslich wird, nicht
als Verunreinigung des Alkalinitrates in Kauf nehmen will. Da die Löslichkeit des
Calciumchlorids in wasserhaltigem Ammoniak mit der Temperatur stark ansteigt, ist
es, falls mit den Ausgangsstoffen in den Prozeß Wasser eingeführt wird, günstig,
die Umsetzung bei möglichst tiefer Temperatur durchzuführen, Man kann z. B. wie
folgt arbeiten: I39 Teile Kalksalpeter, entsprechend ioo Teilen Ca(NO3)2 werden
in goo Teilen Ammoniak gelöst. Das reine Ammoniak kann man bei kontinuierlichem
Arbeiten teilweise oder ganz durch die natriumhaltige Waschflüssigkeit der vorhergehenden
Operation ersetzen. In -die Lösung werden unter gutem Rühren 71 Teile Natriumchlorid
eingetragen. Nach dem Eintragen ist die Reaktion' nach kurzer Zeit vollzogen. Das
ausgeschiedene Ammoniakät des Calciumchlorids wird abfiltriert und mit etwa Zoo
Teilen frischem, flüssigem Ammoniak ausgewaschen. Aus dem Filtrat erhält man durch
Abdämpfen des Ammoniaks und etwa vorhandenen Wassers zoi Teile = 9$°/o der Theorie
Natriumniträt in kristallisierter, gut streubarer Form; Durch weitergehendes Auswaschen
des Ammoniakats kann die Ausbeute an Natriumnitrat bis gegen zoo °/o erhöht werden.
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Die Waschflüssigkeit wird entweder zusammen mit der Hauptlösung oder
für sich verarbeitet oder auch vorteilhaft als "Lösungsmittel für die nächste Operation
verwendet. Das verdampfte Ammoniak wird wieder verflüssigt, soweit es nicht direkt
für andere Zwecke in gasförmigem Zustand verarbeitet werden kann. Es ist auch günstig,
einen Teil des gasförmigen Ammoniaks zur Vorbehandlung des Kalksalpeters in der
Weise zu verwenden, daß das für die Umsetzung verwendete Calciumnitrat z. B. in
einem Drehrohr oder einer andern entsprechenden Apparatur im Gegenstrom mit gasförmigem
Ammoniak in Berührung gebracht wird, wobei der Kalksalpeter, wie an sich bekannt
ist, unter Absorption von Ammoniak in Lösung geht. Man wendet mindestens so viel
Ammoniak an, als nötig ist, um die Calciumnitratkristalle aufzulösen. Durch diese,
Arbeitsweise ist es möglich, die für das Auflösen des.Calciumnitrats in jedem Fall
nötige Ammoniakmenge als Gas anstatt als Flüssigkeit zu verwenden, wodurch die Wiederverdichtung
eines Teiles des Ammoniaks, das als Umsetzungsmittel gedient hat, entfällt.
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Aus dem als Filtratiönsrückstand erhaltenen Ammoniakat des. Chlorcalciums
kann das. Ammoniak durch Erwärmen ausgetrieben werden, wobei man das Chlorcalcium
als lockeres Pulver erhält. Statt dessen kann man auch das Ammoniak in Wasser lösen
und daraus das Ammoniak abdestillieren.