DE646164C

DE646164C - Process for the production of practically pure alkali nitrates

Info

Publication number: DE646164C
Application number: DEI33500D
Authority: DE
Inventors: Dr Christoph Beck; Dr Helmut Weissbach
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1928-02-12
Filing date: 1928-02-12
Publication date: 1937-06-09

Description

Verfahren zur Herstellung von praktisch reinen Alkalinitraten Es ist bekannt, Alkalinitrate durch doppelte Umsetzung von Alkalisulfaten und Salpetersäure zu gewinnen. Hierbei wurden bis jetzt die Ausgangsstoffe stets in solchen Mengenverhältnissen angewandt, daß das Alkalisulfat lediglich in Alkalibisulfat gemäß der Gleichung K2 S 04 + H N 0s = K H S 04 + K N 03 übergeführt wurde. Hierbei wird, besonders wenn mari zwecks Erhöhung der * Ausbeute unter Anwendung von Tiefkühlung arbeitet, ein Alkalinitrat erhalten, dem Aikalibisulfat und evtl. unzersetztes Alkalisulfat beigemischt ist.Process for the production of practically pure alkali nitrates It is known to obtain alkali nitrates by double conversion of alkali sulfates and nitric acid. Up to now, the starting materials have always been used in proportions such that the alkali sulfate was only converted into alkali bisulfate according to the equation K2 S 04 + HN 0s = KHS 04 + KN 03 . In this case, especially if mari works by using deep freezing to increase the yield, an alkali nitrate is obtained to which alkali metal disulphate and possibly undecomposed alkali sulphate are added.

Es wurde nun gefunden, daß man leicht reine Alkalinitrate in vorzüglicher Ausbeute gewinnt, wenn man die Reaktionskomponenten in einem solchen Mengenverhältnis zur Einwirkung bringt, daß auf r Mol Alkalisulfat mindestens 2 Mol Salpetersäure gelangen. Je nach der Konzentration der angewandten Salpetersäure muß deren Menge sogar erheblich größer sein als in dem angegebenen Verhältnis, wie aus .der folgenden Tabelle ersichtlich ist, in der die zur Erzielung der gewünschten Resultate erforderliche Menge Salpetersäure einer gegebenen Konzentration angegeben ist. Konzentration Menge der Salpetersäure derangewandten. (in Molen), die erforderlich Salpetersäure in ist zur Umwandlung von i Mol Gewichtsprozent K2 S O4 Na, S 04 2ö,0 2,0 2,0 32,4 2,0 2,0 37',O 2,1 2,0 40,0 2,4 2,0 45,0 3,0 2,0 50,0 4.5 2,5 55,0 mehr als 5 mehr als 3 Wenn weniger Salpetersäure, als angegeben, verwendet würde, so würde man das Alkalinitrat in unzulänglicher Ausbeute oder verunreinigt durch Alkalibisulfat erhalten. Im anderen Falle findet leicht eine vollständige Umsetzung der Ausgangsstoffe zu Alkalinitrat und Schwefelsäure statt, im Falle von Kalisalzen gemäß K2 S 04 +:2 H N O3 = H2 S 04 + 2 K N O3. Das vorliegende Verfahren bietet außerdem den Vorteil, daß das Reaktionsgemisch zur Umsetzung nur einer geringen Wärmezufuhr bedarf und daß man daher auch später zur Abscheidung des Salpeters der Reaktions4@ masse entsprechend weniger Wärme zu .e ziehen hat. ES ist unter Umständen so ' ;1` möglich, die Umsetzung bei so niedrig. Temperaturen vorzunehmen, daß keine vol*-' ständige Lösung der Salze eintritt, sondern daß sich das feste Alkalisulfat unmittelbar in festes Alkalinitrat umsetzt. Bei Anwendung von etwa 3o bis 35°roiger Salpetersäure können in einer Operation bis zu 9o °(o der Ausgangsstoffe in Alkalinitrat übergeführt werden.It has now been found that pure alkali nitrates are easily obtained in excellent yield if the reaction components are brought into action in such a quantitative ratio that at least 2 moles of nitric acid get per mole of alkali metal sulfate. Depending on the concentration of the nitric acid used, its amount must even be considerably greater than the specified ratio, as can be seen from the following table, in which the amount of nitric acid of a given concentration required to achieve the desired results is given. Concentration Amount of nitric acid the applied. (in moles) that required Nitric acid in is used to convert i moles Weight percent K2 S O4 Na, S 04 2ö, 0 2.0 2.0 32.4 2.0 2.0 37 ', O 2.1 2.0 40.0 2.4 2.0 45.0 3.0 2.0 50.0 4.5 2.5 55.0 more than 5 more than 3 If less nitric acid than indicated were used, the alkali nitrate would be obtained in insufficient yield or contaminated with alkali bisulphate. In the other case a complete conversion of the starting materials to alkali nitrate and sulfuric acid easily takes place, in the case of potassium salts according to K2 S 04 +: 2 HN O3 = H2 S 04 + 2 KN O3. The present process also offers the advantage that the reaction mixture requires only a small supply of heat for conversion and that accordingly less heat has to be drawn in later to separate the nitric acid from the reaction mass. It is possible under certain circumstances as ';1', the implementation at so low. To make temperatures that no complete solution of the salts occurs, but that the solid alkali metal sulfate is converted directly into solid alkali metal nitrate. With the use of about 30 to 35 ° roiger nitric acid, up to 90 ° (o of the starting materials can be converted into alkali nitrate in one operation.

Die nach Abtrennung der Nitrate verbleibende Mutterlauge enthält außer den nicht als Alkalinitrat abgeschiedenen Anteilen der Ausgangsstoffe die gesamte nach obiger Gleichung entstandene Schwefelsäure und kann an Stelle reiner, verdünnter Schwefelsäure ohne weiteres zu verschiedenen Zwecken, z. B. zum Aufschluß von Phosphaten oder zur Herstellung von Ammonsulfat, verwendet werden. Man kann aber auch aus der Mutterlauge die darin noch enthaltene Salpetersäure in irgendeiner bekannten Weise, z. B. durch Destillieren unter gleichzeitiger Konzentrierung der Schwefelsäure, abtrennen und die gewonnene Salpetersäure einer neuen Umsetzung mit Alkalisulfat zuführen. Aus der hierbei gewonnenen konzentrierten Schwefelsäure kann man durch Abkühlung das darin noch enthaltene Alkalisulfat in Form von Bisulfat erhalten, welches an Stelle von; neutralem Sulfat zweckmäßig einer neuen Umsetzung mit Salpetersäure zugeführt wird. Auf diese Weise erreicht man eine vollständige Überführung der Ausgangsstoffe in Alkalinitrat und Schwefelsäure.The mother liquor remaining after the nitrates have been separated off also contains the proportions of the starting materials not separated out as alkali nitrate Sulfuric acid formed according to the above equation and can be used in place of pure, dilute Sulfuric acid readily for various purposes, e.g. B. for the digestion of phosphates or for the production of ammonium sulfate. But you can also use the Mother liquor the nitric acid still contained therein in any known way, z. B. by distilling with simultaneous concentration of sulfuric acid, separate and the obtained nitric acid a new reaction with alkali sulfate respectively. The concentrated sulfuric acid obtained in this way can be used through Cooling, the alkali sulfate still contained therein is obtained in the form of bisulfate, which instead of; neutral sulfate useful a new reaction with nitric acid is fed. In this way, a complete transfer of the starting materials is achieved in alkali nitrate and sulfuric acid.

Das Verfahren beschränkt sich nicht auf reine Alkalisulfate, sondern kann auch für Alkalisulfat enthaltende Gemische, namentlich für technische Alkalisulfate, verwendet werden.The process is not limited to pure alkali sulphates, but rather can also be used for mixtures containing alkali sulphate, in particular for technical alkali sulphates, be used.

Bei der Umsetzung von Alkalisulfaten mit Salpetersäure hat man nach einem bekannten Vorschlag die Reagenzien in solchen Mengen aufeinander zur Einwirkung gebracht, daß das Alkalisulfat in Bisulfat übergeführt gedacht werden kann, wobei man die im wesentlichen aus Alkalinitraten bestehenden Abscheidungen von dem flüssigen Anteil abtrennte. Es gelangte dabei u. a. auch ein Verhältnis von i Mol Kaliumsulfat : 1,9 Molen Salpetersäure zur Anwendung; bei diesem .Molverhältnis gelangt man jedoch nicht zu reinem Kaliumnitrat, sondern zu Gemischen von Kaliumnitrat und Kaliumbisulfat. Nur durch die zielbewußte Anwendung von mindestens, in vielen Fällen zweckmäßig noch weit mehr als 2 Molen Salpetersäure wird die Gewinnung praktisch reinen Alkalinitrats gewährleistet.When reacting alkali sulphates with nitric acid one has after a known proposal the reagents in such amounts to act on one another brought that the alkali sulfate can be thought of as being converted into bisulfate, with the deposits consisting essentially of alkali nitrates are removed from the liquid Part severed. It came among other things. also a ratio of 1 mole of potassium sulfate : 1.9 moles of nitric acid for use; at this molar ratio, however, one arrives at not to pure potassium nitrate, but to mixtures of potassium nitrate and potassium bisulfate. Only through the purposeful application of at least, in many cases expedient The production of practically pure alkali nitrate is still far more than 2 moles of nitric acid guaranteed.

Beispiel 48o kg go°i"iges Kaliumsulfat werden bei 40° in iooo kg Salpetersäure von 29° Be unter Rühren eingetragen. Nach beendeter Umsetzung wird das Gemisch auf o° abgekühlt. Hierbei scheidet sich das Kaliumnitrat ab, das mittels Schleudern von der Mutterlauge getrennt wird. Es werden 430 kg Salz mit einem Gehalt von etwa 95 % Kaliumnitrat erhalten. Die Mutterlauge wird einem Verdampfer zugeführt und einer Destillation unterworfen, so daß die in ihr enthaltene Salpetersäure ausgetrieben wird. Durch Kondensation werden i4o kg Salpetersäure in Form einer etwa 2oofoigen Säure erhalten. Diese wird durch Absorption nitroser Gase oder durch Vermischen mit konzentrierter Säure wieder auf 29° Be gebracht und von neuem zur Umsetzung mit Kaliumsulfat verwendet. Aus dem Destillationsrückstand werden durch Kühlung auf gewöhnliche Temperatur etwa 120 kg Kaliumbisulfat abgeschieden, die an Stelle frischen Kaliumsulfats gleichfalls dem Prozeß wieder zugeführt «-erden. Gleichzeitig werden 25o kg 6oo1oige Schwefelsäure erhalten.EXAMPLE 480 kg of 100% potassium sulfate are introduced into 100o kg of nitric acid of 29 ° Be at 40 ° with stirring. After the reaction has ended, the mixture is cooled to 0 °. The potassium nitrate separates out and is separated from the mother liquor by centrifugation 430 kg of salt with a content of about 95 % potassium nitrate are obtained. The mother liquor is fed to an evaporator and subjected to distillation so that the nitric acid contained in it is expelled. 14o kg of nitric acid are obtained by condensation in the form of an approximately 20% acid This is brought back to 29 ° Be by absorption of nitrous gases or by mixing with concentrated acid and used again for the reaction with potassium sulfate. About 120 kg of potassium bisulfate are separated from the distillation residue by cooling to normal temperature, as are the fresh potassium sulfate in place of fresh potassium sulfate fed back into the process. At the same time, 250 kg 6oo1 oige sulfuric acid obtained.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of practically pure alkali nitrates from alkali sulfates and aqueous nitric acid, characterized by the use of at least 2 moles of nitric acid to 1 mole of alkali sulfate.