-
Verfahren zur Herstellung von grobkristallinem Ammonsulfat Für die
Herstellung von grobkristallinem Ammonsulfat sind bereits viele Verfahren vorgeschlagen
worden, von denen verschiedene auch Eingang in die Technik.gefunden haben. Diese
Vorschläge beruhen in der Hauptsache entweder auf der Anwendung besonderer Rührverfahren
durch mechanisches Rühren oder auf der Anwendung bestimmter löslicher, anorganischer
oder organischer Zusätze. Während bei den erstgenannten Verfahren durch längeres
In:schwebehalten der kleinen Kristalle in der übersättigten Lauge -deren Wachstum
gefördert werden soll, ohne ihre Form an sich zu verändern, bewirken die Zusätze
in die zu verdampfende Lösung eine Formänderung der Kristalle im Sinne einer Vergrößerung
in bestimmter Richtung. Diese Zusätze können aus Salzen bestimmter Metalle, z: B.
Eisen oder Chrom oderAl.umini:um usw., bestehen, , oder es können auch bestimmte
organische Verbindungen, wie z. B. Sulfosäuren, Verwendung finden.
-
Wenn man den Weg der Zusätze beschreitet, so ist man zur Gewinnung
von Kristallen bestimmter Größe und Form an genau einzuhaltende Arbeitsbedingungen
gebunden. In erster Linie ist es notwendig, bestimmte.Eindampf- bzw. Abkühlgeschwindigkeiten
einzuhalten. Überschreiten diese einen bestimmten optimalen Wert, so läßt sich die
gewünschte Kristallgröße nicht erreichen. Für die Praxis ergibt sich daraus aber,
daß die Leistungsfähigkeit eines Eindampfers bzw. Kristallisatörs an enge Grenzen
gebunden ist und erheblich niedriger liegt als bei der Herstellung von Salz gewöhnlicher
kleinerer Korngröße. Unter Umständen lassen sich bei einer vorhandenen Anlage die
zur Bildung des gewünschten Salzes notwendigen Kristallisationsbedingungen überhaupt
nicht einhalten und daher große Kristalle selbst mit Hilfe der oben angeführten
Zusätze nicht erzeugen.
-
Eine andere. wichtige Bedingung bei der Anwendung von Zusätzen kornvergrößernder
Mittel ist die Einhaltung bestimmter höherer Säurekonzentrationen in der zu verdampfenden
Lauge. Diese Konzentrationen liegen unter Umständen so hoch, daß der Säuregehalt
des trockenen Salzes die im Handel zulässige Grenze überschreitet, so daß das Salz
also noch besonders nachbehandelt werden muß. Auch kann .die benötigte Säurekonzentration
Korrosionen am Material der Salzerzeugungsanlage hervorrufen und dadurch die Ausführung
des Verfahrens unmöglich machen.
-
Ein weiterer Nachteil liegt in der Farbe des erzeugten Produktes,
die bereits durch sehr geringeZusätze, beispielsweise vonEisen oder Chrom, hervorgerufen
wird. Auch wenn diese Farbe nur als rötlicher, grünlicher oder gelblicher Schimmer
empfunden wird, kann
sie eine Herabsetzung des Verkaufswertes, wenn
nicht sogar der Verlaufsmöglichkeit zur Folge haben. .
-
Von den obengenannten Zusätzen hat sich-. bisher Aluminiumsulfat besonders
gut be-:,-währt. Als farbloses Salz ruft es keiner2-i;.: Störungen der Färbung hervor:
Auch zeigte;'' es sich, daß man bei gleichen Kristallisationsbedingungen zu einer
wesentlichen Beeinflussung des Längenwachstums der Kristalle bei Zusatz von Aluminiumsalzen
mit einer niedrigeren Säurekonzentration auskommt als z. B. bei Zusatz von Eisensalzen.
Durch Zusatz von Aluminiumsalzen werden jedoch verhältnismäßig langgestreckte, dünne
Kristalle erhalten. Während z. B. Eisensulfat unter bestimmten Kristallisationsbedingungen
kurze, gedrungene Kristalle liefert - das Verhältnis von Länge zu Dicke beträgt
1:2 bis 1:3 -, erhält man mit Aluminiumsulfat unter den gleichen Bedingungen Kristalle,
bei denen das Verhältnis von Länge zu Dicke etwa 1: 8 beträgt. Diese Kristalle sind
jedoch brüchig und besitzen außerdem den Nachteil, sich zu verfilzen, wodurch ihre
Trocknung sehr erschwert wird.
-
Es wurde nun gefunden, daß man beim Eindampfen einer Ammonsulfatlösung
in Gegenwart von Salzen des Aluminiums ein besonders grobkristallines Produkt von
se li:-guter Lagerfähigkeit erhält, wenn man der Lösung außer Salzen des Aluminiums
noch Salze von Schwermetallen oder organische Sulfosäuren zusetzt. Als geeignete
Sulfosäure sei insbesondere Benzolsulfosäure genannt, ferner kommen .in Betracht
\ aphtlialin-, Tetrahydronaphthalin-, Carbazolsulfosäuren, die auch substituiert
sein können; wie z. B. Sulfanilsäure, Antliranilsulfosäure, Phenolsulfosäure, Lignin-
oder Huniilisulfosäure, ferner alkylierte Naphthalinsulfosüuren und sulfonierte
Fettsäuren. - Von den Salzen der Schwermetalle sind insbesondere die Salze des Eisens,
Chroms und Mangans geeignet. Die Menge der Zusätze kann dabei in weiten Grenzen
geändert werden. Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, wenn die Zusätze an Schwermetallsalzen
oder organischen Sulfosäuren mehr als So °/o des zugesetzten Aluniiniumsalzes betragen.
Durch die Wahl eines geeigneten ILischungsverhältnisses kann nia:i dabei für eine
bestimmte gegebene Kristallisationsgeschwindigkeit und für eine bestimmte zulässige
Säurekonzentration die in ihrer Längs- und Ouerachse verschie#.iene Wachstumsgeschwindigkeit
der Kristalle so beeinflussen, daß das erzeugte Salz den Anforderungen an Kristallgröße
und -form entspricht und ein Brechen der Kristalle vermieden wird. Darüber hinaus
können durch geeignete Wahl des Mischungsverhältnisses der Zusätze dic@iitdampfbedingungen,I?indampfgeschwindi1-keit
und Säurekonzentration weitgeltend variiert werden, ohne daß dadurch die gewünschte
Kristallform nennensü-ert verändert wird.
-
Die Anwendung eines Gemisches von Zu-!;atzen ergibt also gegenüber
der Verwendung von Aluminiumsalzen für sich als Zusatz bedeutende betriebliche Vorteile,
unter ist überhaupt erst durch sie eine wirtschaftliche Herstellung von grobkristallinem
Amnionsulfat möglich.
-
Beispiel i Eine Ferrisulfatlösung. leergestellt durch Auflösen von
E.isenoxy-,1 in Schwefelsäure, und eine Aluininiuinsulfatlösung, hergestellt durch
Aufschließen von Dalinatiaier Bauxit mit Schwefelsäure, werden in solchen Mengen
einerAmmonsulfatlösung zugesetzt, daß diese 0,o2 bis 0,o25 °/o Fe.03 und o,oi bis
0,013 %
Al., 03, bezogen auf das Animoniumsulfat, also Eisen und Aluin.iniuln
im Verhältnis 2: 1, enthält. Nach Zugabe von Schwefelsäure zur Aminonsulfatlösung
bis zu einem Gehalt von 0,7 bis 0,8 g/1 freier Schwefelsäure wird die Lösung
in einem annähernd bei Normaldruck arbeitenden, mit Dampf von 1,8 Atm. geheizten
Simplexverdanipfer unter stänüiger Zufuhr frischer Lösung nach Maßgabe der Verdampfung
eingedampft. Aus der erhaltenen Salzmaische werden durch Filtrieren oder Abschleudern
Kristalle gewonnen, die ein Verhältnis von Dicke zu Länge wie 1:4 bis 1: 5 besitzen.
Arbeitet man unter * sonst gleichen Bedingungen mit Zusatz von Alumiiliumsulfat
allein, so erhält nian Kristalle mit einem Verhältnis von Länge zu Dicke wie 1:8,
während man unter "Zusatz von Eisensulfat allein solche von 1:2 lies
1:3 erhält.
-
Beispiel Ammonsulfatlö-sung gleicher Konzentration wie im Beispiel
i wurde bei gleichem Säuregehalt und gleichen apparativen Bedingungen bis zti der
gleichen Konzentration eingedampft. DurchVerwendung eines durch Aufschluß von dalinatinischein
Bauxit mit Schwefelsäure gewonnenen Zusatzmittels wurde der Lauge o,oo6 °/o Fe.
03 und 0,013'1, A1.03, auf das Aminonsulfat bezogen, zugesetzt. Die aus der Kristallmaische
erhaltenen Kristalle haben ein Verhältnis von Dicke zti Länge von etwa 1:6.
-
Beispiel 3 Ainmonsulfatlösung wie beine Beispiel l wurde bei gleichem
Säurezusatz und gleichen apparativen Bedingungen bis zur selben Konzentration eingedampft.
Es wurden o,08 bis
o, i- °% Phenolsulfosäure und o,o i bis 0,01504
Aluminiumsulfat, auf das Ammonsulfat bezogen, zugesetzt. Die auf diese Weise erhaltenen
Kristalle haben ein Verhältnis von Dicke zu Länge wie 1:4. Arbeitet man unter sonst
gleichen Bedingungen mit Zusatz von Aluminiumsulfat allein, so erhält man Kristalle
mit einem Verhältnis von Länge zu Dicke wie 1:8, während man unter Zusatz von Phenolsulfosäure
allein solche von 1:2 erhält.
-
Beispiel q. Ammonsulfatlösung wurde entsprechend den Angaben im Beispiel
i bei gleichem Säuregehalt und gleichen apparativen Bedingungen bis zu der gleichen
Konzentration eingedampft. In diesem Falle wurde als Zusatz 0,1 °/o Mangansulfat
und o,oi °/o Aluminiumsulfat verwendet. Die erhaltenen Kristalle wiesen ein Verhältnis
von Dicke zu Länge wie i : q. bis i : 5 auf.
-
Beispiel 5 Ammonsulfatlösung wurde entsprechend den Angaben in Beispiel
i bei gleichem Säure-Behalt und gleichen apparativen Bedingungen bis zu der gleichen
Konzentration eingedampft. Als Zusatz wurde 0,005 °/o Chromisulfat (als Chromisulfat-Schisefelsäure)
und 0,01 °/o Aluminiumoxyd (als Aluminiumsulfatlösung), bezogen auf das in
der Lösung enthaltene Ammonsulfat, verwendet. Die erhaltenen Kristalle wiesen ein
Verhältnis von Dicke zu Länge wie etwa i : 5 bis i : 6 auf.