-
Verfahren zur Herstellung von grobkörnigem Ammonsulfat Die vorliegende
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von grobkörnigem Ammonsulfat nach
dem Sättigerverfahren, wobei als Ausgangsstoffe technische Schwefelsäure, wie diese
z. B. bei dem Bleikammerprozeß anfällt, und Ammoniak beliebiger Herkunft benutzt
werden.
-
Es ist bekannt, durch mechanische Hilfsmittel die physikalischenBedingungen
für das Entstehen eines grobkristallinischen Produktes in günstigem Sinne zu beeinflussen,
wie z. B. durch Rühren der Kristallisationsflüssigkeit, durch Einblasen des Ammoniaks,
gegebenenfalls unter Druck, in die Sättigungsflüssigkeit, durch Vermischen des Ammoniaks
mit nicht reagierenden Gasen u. dgl. So, ist ein Verfahren bekanntgeworden, bei
dem das Ammoniakgas mit Dampf, Luft oder einem anderen inerten Gas oder einer Mischung
derartiger Gase verdünnt wird.
-
Es müssen aber nicht nur die physikalischen, sondern auch die chemischen
Bedingungen beachtet werden. So ist z. B. der Säuregrad der Badflüssigkeit von großer
Bedeutung; bekanntlich hält man diesen vorzugsweise möglichst niedrig. Wie gleichfalls
allgemein bekannt, spielt bei Kristallisationsprozessen die Anwesenheit von Fremdstoffen,
welche u. a. als Verunreinigung der Reagenzien in das Kristallisationsgefäß gelängen,
oft eine wichtige Rolle, da das Wachsen der Kristalle in bestimmten Richtungen durch
die Anwesenheit von Fremdstoffen beträchtlich beeinflußt werden kann.
-
Da technische Schwefelsäure bedeutende Mengen von Verunreinigungen
enthält, die sich bei der Anwendung des Sättigungsverfahrens in der Badflüssigkeit
anhäufen, war es naheliegend, daß man dem Einfluß dieser Verunreinigungen Beachtung
schenkte und versuchte, durch Anwendung chemischer Stoffe die ungünstigen Wirkungen
dieser Verunreinigungen zu beseitigen oder wenigstens wesentlich einzuschränken.
-
Das erwähnte bekannte Verfahren schlägt als allgemeines Prinzip, um
das Aussehen und die Härte von Ammonsulfatkristallen entweder durch direkte Einwirkung
oder durch Einwirkung auf die im Bad oder im Verdünnungsmittel anwesenden Verunreinigungen
günstig zu beeinflussen, vor, dem verdünnten oder unverdünnten Ammoniakgas bzw.
den Verdünnungsmitteln außerhalb oder innerhalb des Sättigungsgefäßes chemische
Agenzien in flüssiger Form zuzusetzen. Durch die Kombination dieser Maßnahmen soll
man imstande sein, Form, Volumen, Härte und Farbe des Ammonsülfats nach Wunsch zu
regeln.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine
besondere
Anwendung des bekannten Prinzips, und: zwar hat sie zum Gegenstand den Zusatz von
Phosphorsäure oder von Phosphaten zur Sättigungsflüssigkeit. Die hierdurch verursachte
geringe Änderung in der Zusammensetzung der Badflüssigkeit genügt, um ufiter im
übrigen günstigen physikalischen Bedingungen grobkörniges Ammonsulfat entstehen
und so' einen besonderen Effekt erreichen zu lassen.
-
Das Verfahren nach vorliegender Erfindung wird so ausgeführt, daß
man der noch freie Säure enthaltenden Sättigungsflüssigkeit Phosphorsäure bzw. ein
in Wasser oder verdünnter Säure lösliches Phosphat in geringer Menge zusetzt. Man
kann auch Rohphosphat anwenden, das man entweder vorher aufschließt oder das man
als solches in die Sättigungsflüssigkeit bringt, wo es durch die anwesende Säure
aufgeschlossen wird.
-
Man kann die Menge des zuzusetzenden Phosphates genau dosieren, wobei
man der Zufuhr der beispielsweise durch die in das Sättigungsgefäß eingeführten.
Schwefelsäure eingebrachten Verunreinigungen Rechnung trägt. Beim Zusatz des Phosphates
zur Sättigungsflüssigkeit kann man zumeist feststellen, daß sich eine geringe Menge
Niederschlag bildet;' man kann nun beispielsweise so viel Phosphat zusetzen, daß
bei- Zusatz einer neuen Menge Phosphat kein weiterer Niederschlag mehr entsteht.
Durch Versuche wurde festgestellt, daß ein gegebenenfalls vorhandener Überschuß
an Phosphaten die Kristallisation des Ammonsülfates nicht beein$ußt. Je nach den
-Forderungen, welche man an das Endprodukt stellt, kann es aber auch erwünscht sein,
nicht $o weit zu gehen, so daß man nur so viel Phosphat zusetzt, daß noch nicht
alle mit Phosphat ausfallenden Verunreinigungen entfernt werden.
-
Die Zusammensetzung des erhaltenen Niederschlages wechselt je nach
der Natur der anwesenden Verunreinigungen. So werden, wenn Ferri-Ionenanwesend sind,
was stets der Fall sein wird, wenn man technische Schwefelsäure verwendet, diese
durch das Phosphat als Ferri-Phosphatniedergeschlagen. In ähnlicher Weise wird gegebenenfalls
anwesendes, gleichfalls durch die technische Schwefelsäure eingeführtes Aluminium
als Aluminiumphosphat ausgefällt. Für den Fall, daß Chrom anwesend sein sollte,
findet man auch dieses Metall im Phosphatniederschlag. Da aus der analytischen Chemie
bekannt ist, daß.alle diese Niederschläge nur in neutralem oder höchstens sehr schwach
saurem Medium ausfallen, ist es um so überraschender, daß man diese Substanzen 'in
einem Phosphatniederschlag findet, der bei erhöhter Temperatur in einer freie Schwefelsäure
enthaltenden Sättigerflüssigkeit entstanden ist. Bei der Ausfällung dieser Verunreinigungen
wird man eine obere Säuregrenze von etwa 1,5 °/o freie Säure, berechnet auf Schwefelsäure,
im allgemeinen nicht überschreiten.
-
'..-.-Die Ammonsulfatkristalle werden, zweck--rnäßig zusammen mit
dem Phosphatniederschlag, aus dem Sättigungsgefäß entfernt und in üblicher Weise
weiterbehandelt.
-
Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, den. Einfluß von Ferri-Ionen
auf die Ausbildung von Ammonsulfatkristallen zu beseitigen, indem man sie entweder
in Ferrb Ionen überführt oder den Gehalt der Sättigerlauge an Ferri-Ionen niedrig
hält. Diesem bekannten Verfahren gegenüber gibt das vorliegende Verfahren einen
völlig anderen Weg -zum Niedrighalten der Ferri-Ionen an und ist durch seine einfache
Durchführbarkeit und Billigkeit ausgezeichnet.
-
Im folgenden soll die Erfindung durch einige Beispiele erläutert werden:
Beispiel i In einen Sättiger, in dem sich 13 cbm mit Ammonsulfat gesättigte Mutterlauge
befinden, die eine Temperatur von etwa io8° C, einen Ferri-Ionengehalt von 2 g pro
Liter und einen Gehalt von etwa 6 % freier Schwefelsäure besitzt, leitet
man eine Mischung 'von synthetisch hergestelltem Ammoniakgas, Luft lind Dampf eiri,
wobei man "den Säuregrad des Bades durch den Zusatz äquivalenter 'Mengen technischer
Schwefelsäure von 58 bis 6o° Be mit einem Ferri-Ionengehaat von o,5 g pro Liter
konstant hält.
-
Die Zufuhr des Ammoniakgases und der Schwefelsäure wird so geregelt,
daß die Ammonsulfatproduktion etwa 75 t in 24Stunden beträgt.
-
Das sich bildende Ammonsulfat wird regelmäßig aus dem Sättigungsgefäß
entfernt. Nach dem- Abschleudern und dem Trocknen wird ein Produkt erhalten, dessen
Kristalle ein durchschnittliches Verhältnis von Länge zu Breite von etwa io : i
aufweisen. Eine Siebanalyse ergibt 25 °/o Kristalle, die größer als o, 5 mm, und
71,5 %, die größer als o,2 mm sind. Infolge der Anwesenheit von %Ferri-Ionen und
Arsen kann der Säuregrad der Badflüssigkeit nicht herabgesetzt werden, cla sonst
störende Ausscheidungen von koloidalen Eisen-Arsen-Verbindungen auftreten. Beispiel
2 Man setzt einer Badflüssigkeit, die beispielsweise zu Beginn dieselbe Zusammensetzung
wie gemäß Beispiel i aufweist, je Stunde 2o kg i4°/-0iges Superphosphat zu. Der
Säuregrad des Bades wird auf etwa o,5 bis 1 °/o freie Schwefelsäure herabgesetzt.
Der
Ferri-Ionengehalt der Mutterlauge sinkt durch diese Maßnahme
auf etwa o,o.I g je Liter.
-
Während alle übrigen physikalischen bzw. chemischen - Bedingungen
die Zusammensetzung der zugeführten Säure, die Menge des erhaltenen Aniinonsulfates
u. dgl., unverändert bleiben, wird nunmehr ein Produkt erhalten, dessen Kristalle
ein durchschnittliches Verhältnis von Länge zu Breite von 1,5 : i zeigen. Die Siebanalvse
ergibt 77,5°/o Kristalle, die größer als o,5 mm, und 980,/o, die größer als o,2
min sind.
-
Das erhaltene Produkt stäubt nicht, läßt sich ausgezeichnet streuen
und hat fast keine Neigung zum Zusammenbacken. Anstatt der 20 kg i-o/oiges
Superphosphat kann z. B. auch zugesetzt werden: 7 kg Superphosphat mit 400/, P20,
oder 5,6 kg Diammonphosphat oder 4.,6 kg Monoammonphosphat oder 4.,2 kg 66o/oige
Phosphorsäure oder 7 kg Dicalciumphosphat mit 41 °/o P2 O, oder 11,2 kg Rohcalciumphosphat
mit 25'01, P,0,; die dadurch erhaltenen Ergebnisse - entsprechen dem obenerwähnten.