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Durchführung der Umsetzung zwischen Alkalisulfat und kohlenstoffhaltigem
Material zwecks Gewinnung von Alkahcyanid und Schwefel Die Herstellung von Pottasche
oder Ätzkali aus Kaliumsulfat unter Nebengewinnung von Ammoniak oder Ammoniaksalzen
ist vorteilhaft derart durchführbar, daß man das Kaliumsulfat in Mischung mit Kohlenstoff
hei erhöhter Temperatur mit Wasserdampf und Kohlensäure behandelt, dann dieses Reaktionsprodukt
bei hoher Temperatur mit Stickstoff behandelt und die anfallende kaliumcyanidhaltige
Masse mittels Wasserdampf verseift, wobei Ammoniak als Nebenprodukt anfällt und
schließlich aus dem Verseifungsprodukt das je nach der Durchführungsweise der Verseifung
anfallende Kaliumcarbonat oder -hydroxyd auslaugt.
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Im Gegensatz zu diesem älteren geschützten Verfahren betrifft das
erfindungsgemäße Verfahren die Durchführung derselben Umsetzung zwischen Alkalisulfat
und kohlenstoffhaltigem Material in brikettiertem Zustand unter Behandlung der Ausgangsstoffe
bei erhöhten Temperaturen zunächst mit Kohlendioxyd und Wasserdampf und darauf mit
Stickstoff, mit dem Zwecke der Gewinnung von Alkalicyanid und Schwefel. Zur Durchführung
dieses Verfahrens wird als kohlenstoffhaltiges Material Torf oder Braunkohle verwendet.
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Die technische Bedeutung dieser besonderen Auswahl des Kohlenstoffträgers
für die Durchführung des Verfahrens ergibt sich aus folgenden Erwägungen: Es ist
bekanntlich verhältnismäßig leicht, die Alkalimetalle sowie deren Oxyde oder Carbonate
zu cyanisieren. Dagegen bereitet die Verarbeitung der Alkalisulfate auf Alkalicyanide
erhebliche Schwierigkeiten; und es ist bisher nicht gelungen, diese Schwierigkeiten
derart einzuschränken, daß mit technischem Vorteil Alkalicyanide aus Alkalisulfaten
hergestellt werden könnten.
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Es ist bereits seit langem bekannt, daß Braunkohle oder Torf eine
besonders große Reaktionsfähigkeit bei der Cyanisierung von Alkalimetallen sowie
deren Oxyden oder Carbonaten besitzt. Dagegen war noch nicht bekannt, daß in ähnlicher
Weise günstige Wirkungen bei der Herstellung von Alkalicyaniden aus Alkalisulfaten
erzielt werden können. Da die Herstellung der Cyanide aus Alkalisulfaten aber mit
erheblich geringerem Kostenaufwand durchzuführen ist, weil Alkalisulfat wesentlich
wohlfeiler ist als Alkalimetall oder deren Oxyde oder Carbonate, so ergibt das erfindungsgemäße
Verfahren einen erheblichen technischen Fortschritt gegenüber den bisherigen Prozessen
der Herstellung von Alkalicyaniden.
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Der besondere Vorteil des neuen Verfahrens gegenüber den bekannten
Verfahren der Herstellung von Alkalicyaniden aus Alkalimetallen sowie deren Oxyden
oder Carbonaten einerseits und Braunkohle oder Torf anderseits, wird außerdem noch
dadurch gesteigert,
daß bei dem Verfahren nach der Erfindung als`
Neberiprddukt-Schwefel, gewöhnlich in gebundener Form, gewonnen wird, der nach °bekannten,
-Methoden leicht in Schwefelsäure zu überführen ist. Somit folgt also aus dem erfindungsgemäßen
Verfahren nicht nur ein technischer Fortschritt durch die Verwendung eines billigeren
alkalischen Ausgangsstoffes, sondern auch durch die mögliche Nebenerzeugung eines
Handelsprodukts der chemischen Großindustrie. Da die Durchführung des Verfahrens
mit der Verwertung des mit dem Alkalisulfat eingeführten Schwefels verknüpft ist,
ergibt sich, daß der Schwefelgehalt des kohlenstoffhaltigen Materials, insbesondere
der Braunkohle, mit verwertet wird und nicht im gleichen Maße störend wirkt wie
bei der Verwendung der Braunkohle in Verbindung mit Natriumcarbonat. Ausführungsbeispiel
Es ist zu bemerken, daß das Ausführungsbeispiel -ohne Verwendung von Qyanisierkatalysatoren
durchgeführt worden ist.
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to kg einer Mischung von Braunkohle, Natriumsulfat von 98 °1o Reinheit
und Wasser, wobei die einzelnen Bestandteile in dem Verhältnis: 62 °1Q Braunkohle,
22 °1o Natriumsulfat, 16 % Wasser vorliegen, werden fein vermahlen und zu
kleinen Briketten verpreßt. .
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Die Brikette werden in einen von außen beheizten Schachtofen eingeführt
und zwecks Reduktion des Natriumsulfats 2 Stunden. lang auf einer Temperatur von
Soo° C erhalten. Nachdem die Reduktion beendet ist, was sich dadurch anzeigt, daß
keine Eohlenoxy dgase mehr abgehen, wird -der Ofeninhalt auf eine Temperatur- von
.etwa q.oo bis 5oo° C heruntergekühlt.
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Bei dieser geringeren Temperatur wird sodann durch die Brikettmasse
Kohlensäure und Wasserdampf geleitet, um das durch diel Reduktion gebildete Natriumsulfid
in Carbonat umzuwandeln gemäß der Formel Na2S + H20 -f- CO, = Na2C03 +.H2S.
Durch diese Behandlung wird der an das Natrium gebundene Schwefelbestandteil als
Schwefelwasserstoff abgetrieben, und zwar in einer Menge, die 95 °1o der theoretisch
möglichen entspricht.
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Sodann wird die feste Reaktionsmasse erneut auf höhere Temperatur,
und zwar etwa 95o' C erhitzt und Stickstoff auf sie zur Einwirkung gebracht. Durch
eine dreistündige Stickstoffbehandlung werden 88 °/o des als Natriumsulfat in den
Prozeß eingeführten Alkalis in Natriumcyanid umgewandelt,- d. h. 1,31 kg
'\'atriumcyanid erzeugt. Die N airiumcyanidmenge wurde festgestellt durch Verseifen
bei etwa 5oo° C und Messung der dabei auftretenden Ammoniakmenge. Die angegebene
beträchtliche Cyanidmenge ist somit auf keinen Fall zu günstig. eher unter zu ungünstigen
Bedingungen festgestellt worden. Die Feststellung der Cyanidmenge durch Verseifung
gibt aber in jeden Falle einen richtigen Mindestwert des insgesamt in der Masse
vorhandenen erfahrungsgemäß meist örtlich etwas verschiedenen Cyanidgehalts.
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Das bei der Einwirkung von Kohlensäure und Wasserdampf auf die reduzierte
Reaktionsmasse gewonnene schwefelwasserstoffhaltige Gas weist einen Gehalt an Schwefelwasserstoff
von im Mittel rund 5o °1o aüf. Dieses Gas wird mit der nötigen Luftmenge zu Schwefeldioxyd
verbrannt, und die S U_-haltigen Gase sodann nach dem Bleikammerprözeß in Schwefelsäure
übergeführt. Auf diese Weise werden aus dem in der Ausgangsmischung enthaltenen
Natriumsulfat i,21cg Schwefelsäure gewonnen.
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Für den praktischen Betrieb besitzt das erfindungsgemäße Verfahren
ganz besondere Vorteile technologischer Art gegenüber den bisher bekannten Verfahren
der Verarbeitung von Alkalisulfaten auf Alkalicyanide.
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Um das Gut in einfacher Weise den verschiedenen Temperaturen zu unterwerfen,
wird es zwecks Reduktion in einen von oben zu beschickenden und unten. zu entleerenden
Schachtofen eingeführt, der von außen beheizt wird. Ein- und Ausführung des Gutes
kann in längeren oder kürzeren Zeitabständen erfolgen- und ist dem Reaktionsverlauf
ohne weiteres anzupassen. Da die Wärmeeinwirkung derart geleitet wird, daß im unteren
Teil des Ofens die höchsten Temperaturen bestehen und das Gut auf diese Weise auf
der Wanderung durch den Ofenraum in steigendem Maße reduziert wird, so ergeben sich
sowohl wärmeökonomisch wie auch chemisch ausgezeichnete Verhältnisse. Das Gut wird
aus dem Reduktionsofen unter Luftabschluß in einen gekühlten Bunker, in Kühlrohre
oder Behälter geleitet, so daß die überschüssige fühlbare Wärme der Reaktionsmasse
zur Vorerhitzung der somit als Kühlmittel dienenden Verbrennungsluft des Reduktionsofens
ausgenutzt wird.
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Aus den Kühlbehältern o. dgl. gelangt das inzwischen auf etwa 5oo°
C gekühlte Gut unter der Wirkung seines Eigengewichts in tieferliegende, gegebenenfalls
geneigt angeordnete Rohre, innerhalb welcher der Masse im Gegenstrom Kohlensäure
und Wasserdampf zugeführt werden. Am Auslaß der Vorrichtung wird das Gut, dessen
Alkalibestandteil unter Abspaltung von Schwefelwasserstoff
fast
vollständig in Carbonat umgewandelt ist, durch eine Fördervorrichtung unter Luftabschluß
einem Cyanisierofen zugeführt, der in ähnlicher Weise wie der Reduktionsofen als
Schachtofen mit hochliegendem Einlaß ausgebildet ist. In diesem wird durch Stickstoff,
der im unteren Teil des Ofens eingeführt wird, die Cyanisierung der Reaktionsmasse
vollzogen.
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Gegenüber den bekannten Verfahren der Verarbeitung von Alkalisulfaten
auf Cyanide ist zu erkennen, daß erhebliche Vorteile dadurch erreicht werden, daß
sich die Verarbeitung ohne Zuschläge von Erdalkalien zu dem Ausgangsgemisch vollzieht.
Dadurch wird einerseits eine sehr wesentlich bessere Ausnutzung des verfügbaren
Ofenraums (der andernfalls durch die Erdalkalibestandteile der Masse beansprucht
wird) erreicht, und andererseits werden auch geringere Mengen an Beimischungen des
Endprodukts erhalten. Daraus folgt aber naturgemäß eine leichtere und vollkommenere
Auslaugung und Reinigung des Endprodukts zwecks Gewinnung des Cyanids. Ferner ist
es von erheblichem technologischem Vorteil, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
in einer einfach durchzuführenden Zwischenbehandlung der Reaktionsmasse der Schwefelbestandteil
des Ausgangsstoffes gewonnen wird, während bei den früheren Verfahren bekanntlich
ein sehr umständlicher Naßprozeß zur Abtrennung des Schwefels von dem Erdalkalibestandteil
erforderlich ist.