DE623481C

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Publication number: DE623481C
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Versucht man Salpetersäure mit Alkalichlorid in wäßriger Lösung umzusetzen, so scheidet sich beim Abkühlen immer nur ein - Teil des gelösten Alkalisalzes in Form von festem Nitrat ab, während ein großer Teil des Alkalisalzes mit der salpetersäurehaltigen Mutterlauge abgeführt wird. Die Ausnutzung sowohl der Salpetersäure als des Alkalichlorids ist zu gering, als daß dieses Verfahren praktische Bedeutung gewinnen könnte.

Um den störenden Einfluß zu beseitigen, den das Chlorion bei der Umsetzung ausübt, hat man vorgeschlagen, es in Form von Bleichlorid auszufällen. Das in Lösung bleibende Alkalinitrat enthält dann aber stets noch merkliche Mengen Bleisalz und muß einer besonderen Reinigung unterzogen werden.
Es ist bekanntgeworden, Calciumoxychlorid aus Calciumnitrat und Alkalichlorid enthaltenden Lösungen durch Zusatz von Calciumhydroxyd abzuscheiden und aus den verbleibenden Mutterlaugen Alkalinitrat auszukristallisieren. Da aber das Chlorion der Umsetzungslösung durch die Fällung von Calciumoxychlorid nicht restlos beseitigt, sondern nur bis auf etwa 80 bis 120 g Cl pro Liter verringert wird, erfordert dieses Verfahren, sofern es befriedigende Ausbeuten liefern soll, eine mehrfache Wiederholung der Fällung und Kristallisation oder die Ausgestaltung zum Kreisprozeß.

Es wurde gefunden, daß man unmittelbar reines Alkalinitrat in annähernd quantitativer Ausbeute erhalten kann, wenn man die Umsetzung der Salpetersäure mit Alkalichlorid in Gegenwart einer entsprechenden Menge Cuprooxyd vornimmt. Unter diesen Umständen bildet sich ein Bodenkörper von Cuprochlorid, während sich gleichzeitig der Chloriongehalt der Lösung auf einen Minimalwert verringert. Bei richtiger Bemessung der Reaktionskomponenten enthält 'die über dem Bodenkörper stehende Lösung reines Alkalinitrat, das durch einfaches Eindampfen gewonnen werden kann.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform des Verfahrens geht man von einer gesättigten Alkalichloridlösung aus, der man eine für die Überführung des gesamten Chlorions in Cuprochlorid ausreichende Menge Cuprooxyd zusetzt. Führt man nach und nach Salpetersäure in dieses System ein, so bildet sich im Maße der Säurezufuhr Cuprochlorid und Alkalinitrat; nach Zugabe der äquivalenten Menge Salpetersäure besteht nahezu der gesamte Bodenkörper aus Cuprochlorid, während die Lösung alles Alkali in Form von Alkalinitrat enthält.

Zweckmäßig wird die Reaktion nicht bis zum absoluten Endpunkte geführt, da sonst geringe Mengen Cuprisalze entstehen können, die in Losung gehen. Es hat. sich als vorteilhaft erwiesen, die Reaktion zu be-

enden, sobald der Chloriongehalt der Lösung auf einen Betrag von 0,3 bis 1 g pro Liter gesunken ist.

Man kann indessen auch bis zum Endpunkt der Reaktion, der einem Chloriongehalt von etwa 0,03 g pro Liter entspricht, gehen, muß dann aber das in Lösung befindliche Kupfer in geeigneter Weise, beispielsweise durch Zusatz kleiner Mengen von Alkalicarbonat oder von frisch gefälltem Cuprooxyd beseitigen,. Um ,die Bildung löslicher Cuprisalze möglichst einzuschränken, kann man überdies von vornherein leine geringe Menge fein verteilten, reaktionsfähigen Kupfers mit oder neben dem Cuprooxyd einführen.

Das bei der Reaktion entstehende Cuprochlorid kann in einfacher Weise wieder in Cuprooxyd zurückverwandelt werden. Zu diesem Zwecke wird beispielsweise der gewaschene Cuprochloridniederschlag mit Kalkmilch versetzt oder mit einer Aufschlämmung von gemahlenem Cälciumcarbonat, Dolomit o. dgl. bei Siedehitze behandelt.. Das auf diese Weise erhaltene Cuprooxyd kehrt nach dem Auswaschen sofort in den Prozeß zurück.

Die Regenerierung des Cuprooxyds kann aber auch unter gleichzeitiger Gewinnung von Salzsäure durch Einwirkung vonWasserdampf auf den gewaschenen Cuprochloridniederschlag in der Hitze erfolgen. Man erhält dabei ein Destillat von Salzsäure und ein hinreichend reaktionsfähiges Cuprooxyd, das in den Prozeß zurückkehrt.

Ausführungsbeispiel

In einem Reaktionsgefäß mit intensiv wirkendem, schnell laufendem Rührwerk schlämmt man eine aus 76,6 kg Cuprooxyd, 5 kg fein

4.0 verteiltem Kupfer (beispielsweise Zementkupfer), 58,5 kg NaCl und 38 kg Wasser bestehende Paste in 50 1 Wasser auf und läßt durch ein unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche einmündendes Rohr 145 kg 45 "/„ig&r Salpetersäure (entsprechend 63,6kg 100 °/_oiger Säure) im Verlauf von 1 bis 1V₂ Stunden - unter ständigem Rühren zulaufen. Das Rühren wird noch etwa ^x/₄ Stunde fortgesetzt und dann kleine Mengen Natriumcarbonat so lange zugesetzt, bis eine nitrierte Probe der Suspension nach dem Ansäuern eben einen schwachen Niederschlag mit Silbernitrat (entsprechend etwa 0,3 bis 0,6 g Cl' pro Liter) ergibt und eine zweite mit konzentrierter Salpetersäure gekochte Probe beim Zusatz überschüssigen Ammoniaks keine deutliche Blaufärbung mehr erkennen läßt.

Aus der infolge ' der Reaktionswärme heißen Suspension wird nunmehr der feste Anteil durch Zentrifugieren oder in anderer Weise abgetrennt und mit 50 bis 70 kg Wasser gewaschen. Das Waschwasser, das aus einer praktisch reinen Natriumnitratlösung besteht, kann zusammen mit der abzentrifugieren Lösung eingedampft werden. Man erhält derart 85 kg rein weißes, nur Spuren von Chlorid und Kalk enthaltendes Natriumnitrat.

Das Waschwasser kann indessen auch vorteilhaft bei einer nächsten Operation statt reinen Wassers zur Aufschlämmung des Cuprooxyds und Natriumchlorids verwendet werden. Dadurch wird die zu verdampfende Wassermenge nicht unbeträchtlich vermindert.

Der abzentrifugierte und gewaschene Niederschlag, der 99,1kg CuCl, 5 kg Cu₂O, etwa ι kg NaNO₃ und 22 kg Wasser enthält, wird in Kalkmilch, die 46,4 kg Ca (OH)₂ und 300 bis 400 kg Wasser enthält, aufgeschlämmt und einige Minuten gekocht, bis die ursprünglich gelbe Farbe in ein lebhaftes Rot übergegangen ist. Man wäscht hierauf den Niederschlag durch Dekantieren mit Wasser möglichst calciumchloridfrei und zentrifugiert schließlich ab. Die verbleibende Cuprooxydpaste von der- eingangs angegebenen Zusammensetzung kehrt in den Prozeß zurück.

In gleicher Weise, nur unter entsprechen- go der Änderung der Ansatzmengen, verfährt man bei der Herstellung von Kaliumnitrat aus Kaliumchlorid.

Die erfindungsgemäße Abscheidung des Chlorions der Umsetzungslösungen in Form von Cuprochlorid kann gegebenenfalls auch durch Zusatz von Cuprioxyd und metallischem Kupfer bewirkt werden. Zu diesem Zwecke kann man beispielsweise äquivalente Mengen von Cuprioxyd und fein verteiltem Kupfer auf die Lösung von Salpetersäure und Alkalichlorid einwirken lassen. Man kann aber auch so verfahren, daß man zunächst das Cupriox)^rd in Salpetersäure löst und dann auf eine Aufschlämmung des fein verteilten Kupfers in einer Alkalichloridlösung einwirken läßt. Es bildet sich dabei wiederum ein Bodenkörper von Cuprochlorid und eine reine Lösung von Alkalinitrat. Der von der Lösung abgetrennte Niederschlag no kann wiederum in Cuprioxyd und metallisches Kupfer zurückverwandelt werden, indem beispielsweise die eine Hälfte mit Wasserdampf und Luft in der Hitze behandelt und die andere Hälfte im Wasserstoffstrom reduziert wird.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Herstellung von Alkalinitrat aus Alkalichlorid und SaI-' petersäure, dadurch gekennzeichnet, daß man durch Einwirkung von Cuprooxyd

oder durch gleichzeitige Einwirkung von Cuprioxyd und metallischem Kupfer auf die Reaktionskomponenten annähernd das gesamte Chlorion der Umsetzungslösungen in Form γ,οη Cuprochlorid abscheidet, die verbleibende Alkalinitratlösung vom Bodenkörper trennt und eindampft.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Salpetersäure mit wäßriger Alkalichloridlösung nach und nach zur Einwirkung gebracht wird, in der eine dem Alkalichlorid mindestens äquivalente, vorzugsweise überschüssige Menge Cuprooxyd aufgeschlämmt ist, worauf das entstandene Cuprochlorid abgetrennt und die verbleibende Alkalinitratlösung zur Trocknis verdampft wird, während das Cuprochlorid in bekannter Weise in Cuprooxyd zurückverwandelt werden kann.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Cuprooxyd eine geringe Menge fein vertelLten. metallischen Kupfers zugesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle von Cuprooxyd ein Gemisch aus Cuprioxyd und einer diesem äquivalenten Menge metallischen Kupfers benutzt wird, wobei das im Verfahren erhaltene Cuprochlorid in bekannter Weise in Cuprioxyd und Kupfer zurückverwandelt werden kann.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Cuprioxyd in der umzusetzenden Salpetersäure gelöst .und diese Lösung auf eine Aufschlämmung von fein verteiltem metallischem Kupfer in Alkalichloridlösung zur Einwirkung gebracht wird.