DE65784C - Verfahren zur Darstellung von Potasche, Soda bezw. schwefligsauren Alkalien - Google Patents

Description

PATENTAMT

KAISERLICHES

Mari stellt zur Einleitung folgenden chemischen Processes 6 K Fl + Si O₂ -f 4 C O₂ + 2 A₂ O = K₂ Si FZ₆ + 4.KHC O₃ ca. 30 proc. Lösungen von Fluorkalium KFl, die aufserdem 5 pCt. doppeltkohlensaures Kalium K H C O₃ enthalten, mit gallertiger Kieselsäure an in einer Runde gleichgebauter gufseiserner Cylinder. Die Cylinderdeckel und -Böden bestehen aus einem zweckmäfsig durch radiale Rippen verstärkten Stück, während die Mäntel aus mehreren Segmenten durch Flantschen, Schraubenbolzen und Rostkitt zusammengestellt sind (Fig. 1 und 2). Jeder Cylinder ist mit Rührvorrichtung ausgestattet; diese besteht aus Welle W, zwei entgegengesetzt wirkenden Schrauben und der Stabschicht s t, welche stückweise am Mantel festgeschraubt ist. Die Welle ist zur Aufnahme der segmentweise befestigten Schrauben vierkantig, sonst abgerundet. Für ihre Führung dienen an dem Deckelrand festgeschraubte Böcke und vier Querstangen q, welche den Ring R halten; sie ruht in einem stehenden Lager und ihr Durchgang durch den Deckel ist mit Wasserverschlufs versehen. Die Rührvorrichtung wird mittelst der Kammräder K von einem in der Rundenmitte befindlichen Centralrad in Bewegung gesetzt, welches mit der Welle W durch ein verschiebbares Kammrad ausschaltbare Verbindung hat. Aufserdem besitzt jeder Cylinder folgende Rohre: zwei im Deckel sitzende Rohre für den Gasverkehr, in der Cylindermittelhöhe zwei versiebte Rohrausmündungen der Rohre für den Flüssigkeitsverkehr, am Boden ein Entleerungsrohr, und schliefslich einen am Cylindermantel senkrecht absteigenden Kasten für den Verkehr der festen Bestandteile der Beschickung. Dieser Kasten hat eine obere, zweckmäfsig mit Klappdeckel zu versehende Beschickungsöffnung und eine mittelst Bleiplatte p, Bügels u und Schraube s dicht verschliefsbare Entleerungsöffnung. Sein Raum, mit dem Cylinderraum letzter Oeffnung gegenüber durch einen entsprechenden Ausschnitt im Cylindermantel verbunden, hat durch diese Anordnung bei gewöhnlicher Füllung des Cylinders gegen jenen Wasserverschlufs. Die Rohre für den Flüssigkeitsverkehr eines Cylinders haben zu je einem mit den zugekehrten gleichen Rohren nachbarlicher Cylinder der Runde eine durch Hähne h absperrbare Verbindung, desgleichen eine solche mit einem an der Stelle des Hahnes runden centrifugal abbiegenden Abflufsrohr α. Unter dem Wasserverschlufs ν können mittelst der Glocke g die Rohre für den Gasverkehr in der in Fig. 2 ersichtlichen Weise mit denen der Nachbarcylinder in Verbindung treten. Die Vierfächerung der Glocke g ermöglicht aufserdem durch Wechsel ihrer Lagerung sowohl ausschliefslichen, mit einem Abzweigungsrohr b herstellbaren Gasverkehr als auch die Sperrung jeglichen Gasverkehrs eines Cylinders (Fig. 2, 3 und 4). Jeder Wasserverschlufskasten besitzt für die je zwei nachbarlichen Abzweigungsund Cylindergasrohre b b und c c Ausschnitte, in denen jene Rohre durch Gummiringe gedichtet werden. Die Abzweigungsrohre treten zu je einem zwischen zwei Cylinder von zwei Hauptrohren dd heran, die das eine längs einer inneren, das andere längs einer äufseren Tangente der Cylinderrunde verlaufen und so zwei Ringe bilden. Der innere Ring steht

mittelst eines Speiserohres mit einer Kohlensäurequelle (Kalkofen u. dergl.), der äufsere mit einem Schornstein in Verbindung. Wenn die Glocke eines Wasserverschlusses je ein Abzweigungsrohr mit je einem Cylindergasrohr verbindet, die übrigen Glocken aber ihre Cylindergasrohre, so geht bei Wasserverschlufs sämmtlicher Cylinderöffnungen der Gasstrom von dem Speiserohr zum Schornstein durch die ganze Runde. Steht dabei aber nur eine Glocke auf Sperrstellung, so ist der ganze Gasstrom gesperrt und wird erst wieder, wenn man ein Cylindergasrohr mit dem nachbarlichen Abzweigungsrohr des äufseren Hauptrohres in Verbindung bringt, in entsprechendem Mafse frei.

Es ist nun zweckmä'fsig, die Beschickung einer Cylindereihe so einzuleiten, dafs das Massenverhältnifs der Kieselsäure und des doppeltkohlensauren Kaliums zum Fluorkaliumgehalt der Lösungen vom einen bis zum anderen Ende der Reihe hin allmälig bis zu einem starken Ueberschufs unter Wahrung der gleichmäfsigen Füllung (³/₄) der Cylinder wächst. In eine solche »Aufsaugungsreihe« führt man, abwechselnd zwei Runden benutzend, mittelst des betreffenden Speiserohres durch den reichlichst Fluorkalium enthaltenden Cylinder systematisch bis zur Sättigung, nach. Absperrung der übrigen Cylinder und unter Emporwühlung der Beschickung durch die Rührvorrichtung, Kohlensäure ein. Nach jeder Sättigung und Abklärung der Aufsaugungsreihen wandern die Lösungen um einen Cylinder weiter, zweckmäfsig mit Hülfe eines um die Runde fahrbaren, senk- und hebbaren Holzbottichs als Ueberträger. Zur Aufnahme der Lösung des letzten Reihencylinders wird, wenn sie noch erhebliche Spuren von Fluorkalium enthält, der mit Kieselsäure kaum zur Hälfte gefüllte nächste Rundencylinder in die Aufsaugungsreihe eingeschaltet, anderenfalls ein Destillirkessel behufs Eindampfung ersehen. Enthält der ausgewaschene Niederschlag des ersten Aufsaugungsreihencylinders keine wesentlichen Spuren von Kieselsäure, so wird der Niederschlag innerhalb der Runde einer systematischen Auswaschung unterzogen, die beim weiteren Vorrücken der Aufsaugungsreihe auch ihrerseits eine gröfsere Auswaschungsreihe umfafst. Durch letztere wird stets erst die zugeführte Kohlensäure geleitet, bevor sie die Aufsaugungsreihe erreicht. Die Auswaschungsfiüssigkeit wird vor ihrem Eintritt in die letztere Reihe mit Fluorkalium angereichert. Nach der Auswaschung besteht der Niederschlag aus Kieselfluorkalium und wird durch das Entleerungsrohr bezw. die Entleerungsöffnung des Beschickungskastens entleert. Anfangs der Eindampfung entweicht aus der Destillirkessellösung Kohlensäure, die nach Niederschlagung des Wasserdampfes dem Speiserohr zugeführt wird; die abgeschiedene Masse aus dieser Lösung besteht aus Potasche.

Die beschriebene Cylinderrunde ist nicht wesentlich für das Verfahren, sichert aber eine leichte Controle des Processes. Wo nicht ausdrücklich eine andere Temperatur angegeben ist, genügt gewöhnliche. Stärkere als 30 proc. Lösungen von Fluorkalium sind nicht erwünscht, da sich die Löslichkeit des kohlensauren Kaliums, des Kohlensäureträgers, darin vermindert. Eine Regelung der Kieselsäurezufuhr ist durch die systematische Erschöpfung in der Runde gesichert. Zufolge angestellter quantitativer Analysen geht die Umsetzung des Fluorkaliums durch die Kieselsäuregallerte und Kohlensäure bei guter Rührarbeit glatt und vollständig von statten.

Das Verfahren' läfst sich nach den angestellten Versuchen ziemlich ebenso vortheilhaft zur Darstellung von Soda aus Fluornatrium anwenden. Der Gang des Verfahrens ist dabei im Wesentlichen derselbe, wie bei der Darstellung von Potasche; hierbei mufs die Hauptmasse des Fluornatriums zu einem Viertelgewichtstheil der Beschickung erst in den dritt- oder viertletzten Cylinder der ohnehin längeren Aufsaugungsreihe in feinpulverigem Zustande eingeschwemmt werden, während die voraufstehenden Reihencylinder mit Fluornatrium gesättigte, aufserdem zu 5 pCt. Natriumbicarbonat enthaltende Lösungen unter Benutzung der Auswaschungsflüssigkeiten aufzunehmen haben.

Bequemer ist das Verfahren auf Darstellung von schwefligsaurem Natrium anwendbar: 6 Na Fl + Si O₂ + 2 S O₂ = Na₂ Si Fl_B -f- 2 Na₂ S O₃. Hierbei leitet man den Aufsaugungsreihen die aus den Verbrennungsgasen des Pyrits etc. entstammende und behufs Reinigung über ihre wässerigen Lösungen hin angesaugte schweflige Säure zu, ohne indessen dem ersten Cylinderinhalt, wie es dem Potascheverfahren entsprechen würde, Natriumsulfit oder -bisulfit hinzuzusetzen. Sobald die nach Durchsättigung der Reihe aus dem letzten Cylinder entleerte Lösungsprobe auch nach längerer Arbeit des Rührwerks und Abstellung der Gaszuleitung die Fähigkeit behält, aus Soda Kohlensäure zu entwickeln,, wird die Lösung durch eine der Aufsaugungsreihe sich anschliefsende Gefäfsreihe geleitet, die ein Gemenge von ι zu 4 Gewichtstheilen der Trockensubstanz von Kieselsäure und Fluornatrium enthält und damit zum vierten Theil gefüllt ist, bis sie sich arm an Natriumbisulfit erweist. Da weniger Rührarbeit erforderlich ist, Eisen auch der schwefligen Säure nicht widersteht, so sind hier Bleicylinder, und zwar wegen starker Erhitzung der Beschickung kleinere Cylinder am Platz.

Das Verfahren ist auch für die Darstellung anderer Alkalisalze geeignet, aber industriell weniger wichtig; es sei hier nur noch ausdrücklich erwähnt, dafs durch Zuleiten von Chlor zu Flufsspatschlamm nach Analogie dieses Verfahrens neben Kieselfiuorcalcium unterchlörigsaures bezw. chlorsaures Calcium entsteht und nach Ausfällung des Kieselfluorcalciums mittelst Chlornatriums zur Darstellung von chlorsaurem Kalium benutzt werden kann. Die bei dem Verfahren eintretenden Verluste an Fluor und Silicium sind aus Flufsspat, Kryolith etc. bezw. Silicaten, Sand und Feldspat zu ersetzen. Letzterer wird dadurch zugleich vortheilhaft aufgeschlossen, wenn man das dabei entstehende unlösliche Gemenge: K₂ Si Fl₆ + ,4Z₂ (Si OJ₃ (Si OJ_x durch Wiederholung des Verfahrens an Kieselsäure erschöpft, behufs Lösung des Aluminiumhydrates nafs mit Chlor oder mit schwefliger Säure behandelt und den unlöslichen Rückstand wie reines Kieselfluorkalium benutzt.

Dieses aus dem Procefs rein hervorgehende Salz wird nach bekannter Methode, auf dem Flammenherd eines Sodaofens bis zur Hochrothglut niedergeschmolzen, das entweichende Gas (K₂ Si Fl₆ ='2 KFl+ Si FlJ nach wirksamer Abkühlung in langer Rohrleitung durch Luftkühlung unter Aufrechterhaltung einer vorrückenden Aufsaugungs- und Auswaschungsreihe und Vermeidung jeder stärkeren Erhitzung durch ein weites Röhrensystem zu zwei Cylinderrunden vorbeschriebener Art wechselweise geleitet. Die Cylindertheile sind durch Bleibelegung oder durch Anheizen des Eisens mit concentrirter Salpetersäure vor Abnutzung zu schützen. Die Aufsaugungsflüssigkeit besteht in Wasser oder Auswaschungsflüssigkeit einschlägiger Art und wandert dem Gasstrom entgegen, von Cylinder zu Cylinder, die nur bis zur halben Füllung mit Niederschlag (3 Si Fl^ + 2 H₂ O = 2 H₂ Si Fl₆ + Si O₂), gallertiger Kieselsäure, im Gasstrom bleiben. Mittelst der in der Aufsaugungsreihe entstandenen Kieselfluorwasserstoffsäure wird nach bekannter Methode Kieselfluorkalium wiedergewonnen: 2 K Cl + H₂ Si Fl₆ = 2 H Cl + ,ST₂ Si Fl₆. Aus der Schmelze zieht man mit Wasser Fluorkalium aus, den unlöslichen Rückstand von Kieselfluorkalium unterwirft man einer neuen Schmelzung.

Mit Kieselfluornatrium wird ebenso verfahren. Die Schmelze ist jedoch fein zu pulverisiren und so statt Fluornatrium zur Cylinderbeschickung zu verwenden, welcher dem Fluornatrium entsprechend Kieselsäure beizugeben ist. Die verdünnte, durch Zersetzung der Chloride mit Kieselfiuorwasserstoffsäure entstehende Salzsäure ist wiederholt zur Zersetzung der Schmelzgase zu verwerthen, bis ihre Concentration zur Chlordarstellung ausreicht.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren zur Darstellung von Potasche, Soda bezw. schwefligsauren Alkalien, darin bestehend, dafs man Alkalifluorid bei Gegenwart von gallertiger Kieselsäure oder feingepulvertem Feldspat systematisch in möglichst concentrirter Lösung mit Kohlensäure bezw. schwefliger Säure behandelt und das ausgeschiedene Kieselfluoralkali von der mehr oder weniger saures kohlensaures bezw. schwefligsaures Alkali enthaltenden Lösung zur Gewinnung von Potasche, Soda und Alkalisulfit trennt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.